油管清洗专用高压水射流旋转喷头外形尺寸及当量喷嘴直径参数选择

油管清洗专用高压水射流旋转喷头主要用于对油田油水井中使用的油管实施清洗作业。我们以高压清洗机的压力和流量作为主要参数，对旋转喷头外形尺寸及当量喷嘴直径参数进行了如下计算：

一、外形尺寸

水射流对靶件的冲蚀存在一个最优喷距，达到此喷距时射流将表现出最大的破坏力。小于此喷距时，射流破坏力会稍有降低；而大于此喷距时，破坏力则会迅速下降。

喷头用于清洗油管内壁，因此要求其尺寸与油管相配合。常见的油管内径为62mm，但受污染结垢后内径将减小。所以应视垢层情况确定喷头最大外径，以保证具有较好的清洗效果，同时喷头不会因接触垢层等原因而意外停转。我公司设计的喷头外径为50mm。

二、当量喷嘴直径

喷嘴是将水压能最终转化为有效射流动能的装置，喷嘴结构的优劣对清洗效果有重大影响。我公司设计的旋转喷头采用嵌入式圆形喷嘴。喷嘴当量直径由以下经验公式确定：

 公式(1)

公式(1)中：d_ne —喷嘴当量直径，cm；
                  ρ_d —清洗介质密度，g/cm³；
                  Q —流量，L/min；
                  ∆_pb —喷嘴压力降，MPa；
                  C —喷嘴流量系数，与喷嘴结构有关，其值小于1。

所谓当量喷嘴直径，是根据流体连续性定理，将喷头上所有喷嘴综合考虑为单一喷嘴时的喷嘴直径。其计算公式如下：

 公式(2)

公式(2)中：d_i —各个喷嘴的直径，mm。

不同的垢层对油管内壁的附着力不同，作业时需要根据现场实际情况选择合适的清洗压力。一般而言，对于油井油管，内壁的垢物主要是粘结蜡质、矿化物和油污，清洗时压力可选为70MPa；而对于内壁附着坚硬水泥层的油管，清洗时需将压力提高到100MPa左右，并更换特殊喷头。北京德高洁清洁设备有限公司针对不同的工况给出了多种当量直径的喷嘴，可以方便地选用。