油田站场集输管道解堵作业现状及风险防范措施研究

油田站场集输管道解堵作业现状及风险防范措施研究

田炳超

天津市大港油田公司第三采油厂

摘要：目前我国油气勘探出的油田已经超过500个，像是胜利油田、大庆油田、四川油田、辽河油田、克拉玛依油田等，对于油田体系而言，集输管道不仅具有保护油田开采范围周边环境的作用，对于作业人员的生命安全也有较好的保护作用，但当前油田集输管道发生腐蚀的概率较高，会受到内部输送介质、外部环境以及集输管线自身存在缺陷等因素影响。一旦集输管道受到复述，便会直接影响到油田体系的正常运行，检测腐蚀情况并加强防护对策具有十分重要的现实意义。基于此，本文油田油田站场集输管道解堵作业现状及风险防范措施进行分析，仅供参考。

关键词：油田站场；集输管道；解堵作业现状；风险防范措施；研究

引言

目前，管道电加热解堵疏通技术广泛应用于埋地长输原油管道凝管分段解堵，其方法是在管道外部给管道直接通电，通过变频变压设备调节输入管道电流、频率的大小，利用管道自身阻抗产生热量加热凝油直至凝油融化，最后利用低凝点轻质油顶挤原油，达到分段解堵的目的。该方法管道开孔少、土方开挖量小，单次解堵距离长、速度快，安全可靠性高，应用于多条埋地原油管线的解堵。针对管道凝油融化问题建立流固相变传热的数学模型，利用FLUENT仿真软件模拟管道中凝油融化过程及扩散规律，计算凝油融化速率，分析电加热解堵技术对不同管道的适用性。为管道电加热分段解堵长度和解堵时间的计算提供参考。

一、结垢作用机理

析晶污垢的析出是由于溶液达到了过饱和状态致使污垢从溶液中析出，不管水溶液是处于冷却状态还是加热状态均可以析出污垢，同时，流体在冷却状态下析出的污垢通常为正溶解度的盐，而在加热状态下析出的污垢通常为负溶解度的盐。颗粒污垢主要由固体颗粒和在流体中析出的晶体结合形成的污垢。化学反应污垢是溶液中的离子重新组合并沉积在换热壁面上的固体。腐蚀污垢一般是指由于换热面的金属与流体中的离子发生化学反应形成的氧化腐蚀污垢。生物污垢一般是指当金属表面形成腐蚀污垢后就形成了微生物生存的环境，进而使得微生物在换热面沉积生存下来形成的。凝固污垢一般是指当流体中的物质温度较高时，突然遇到冷水从流体中析出进而沉积在换热面上的污垢。从上面可以看出，每一种污垢的生成都是在多种条件的作用下，如果是混合污垢，其形成的机制会有更加复杂。在现实的生产中，一般不会出现单一污垢的情况，经常是多种污垢共同作用的结果，使得其解决并不是那么容易。

二、油田站场集输管道解堵作业现状

2.1解堵作业主要风险及防范措施

目前油田解堵作业中，高压热洗车解堵作业是解堵的主要方式，也是管道解堵作业的主要风险源，尤其是因管道超压致使管道爆裂或连接件飞出造成的物体打击事故时有发生，有造成人员伤亡和财产损失的潜在风险，因此应重点预防和避免高压热洗车解堵作业造成的物体打击事故。生：（1）解堵作业前确保作业车辆运行正常，各连接部位紧固、无渗漏，操作系统、压力仪表、控制线路完好并准确。（2）高压热洗车操作人员定期进行岗位安全培训，提高安全操作技能及应急处置能力。（3）解堵作业过程指定专人、定时巡线，发现泄漏等异常情况及时泄压补救。（4）开始作业后，辅助人员必须撤离至安全地带，距离施工作业区域50m以外，严禁在管线线路区域来回跨越。（5）作业过程中，驾驶员必须在驾驶室待命，不得随意离开。操作人员应随时观察各部件运转状况和各压力表、转速表、温度表及流量计的示数是否正常，随时处理紧急情况。

2.2注重防腐材料的选择

正确选择防腐材料是有效减少集输管道发生腐蚀的关键，但是现阶段市面上大多数防腐材料为耐蚀性极强的钢铁材料，具有较高的成本，且有些油田企业会为了更加有效的减轻甚至解决管道腐蚀问题而选用含有锰、铬等不锈钢材料，导致成本支出更高，因此在实际采取管道防腐措施时，我们首先需要选择适合的管道规格并同时加强防腐材料的管理与应用，在进行防腐材料选择时应当对金属管线规格和质量进行严格检测，确保符合设计要求与施工质量标准，简单来说就是从采购源头上使防腐材料与管道完美契合。其次，在管道施工过程中要重点保护防腐材料，避免因为施工而受到破坏，同时对于管道的接头、弯头处作重点防腐处理，最后是集输管线的敷设，应当在敷设前再次检查，禁止出现翻新管材并确保管道施工严格遵照施工规范开展，例如对于小口径集输管线或是单井集油管道敷设，要加强非金属管材的使用，因为非金属管材的防腐性更好。另外还需要注意，防腐材料的选择一定要符合施工环境，例如温度、压力等，谨防材料选择不当而导致管道泄露甚至爆炸，同时管道的填埋要全程使用细沙，切不可使用大颗粒物质或有尖锐棱角的物质，避免对防腐材料造成损伤。

2.3管道的阴极保护

阴极保护，一般分为外加电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护，均是将被保护的集输管道作为原电池的阴极，避免金属管道电子流失发生溶解。外加电流保护法一般用于需要保护电流大、管径较大的集输管道，而牺牲阳极保护法则用于所需保护电流小、管径较小的集输管道；实际工程中，油田集输管道的腐蚀主要是由电化学反应引起的，管道周围的电解质溶液由于温度、浓度、流速的不同，在管道表面形成电位高低不同的电场（也就是形成大大小小的许多原电池），此时在通过外加电流使金属管道人为阴极极化，防止电子流失而腐蚀溶解；或者在管道沿线的布置阳极，工程中常用的阳极种类有镁阳极、锌阳极、镁锌合金等，电子从这些阳极流向作为阴极的管道，阳极逐渐溶解而阴极得到保护。

2.4温度控制

油田管道中比较常见的垢物有硫酸钙、碳酸钙、碳酸镁、重晶石等，这些垢物在水中的溶解度的变化对温度十分的敏感。碳酸钙由于是反溶性的盐，其溶解度会随着温度的升高而减小；重晶石的主要成分是硫酸钡，在一个较低的温度环境下，硫酸钡的溶解度会随着温度的升高有少量的增加，在较高的温度环境下，溶解度则会随着温度的上升而减少；而硫酸钙的溶解度则随着温度升高而先增大并在40℃左右达到最值后随着温度继续升高而减小。生成污垢的反应都为吸热的化学反应，而这些垢类也大都为反溶性的盐，所以随着温度的升高，会有大量的污垢过饱和析出。

结束语：

油田采油厂已经开始使用或计划采购电解装置进行管线解堵作业，通过实践积累验证了电解装置在安全环保、节能、功能性等方面的优点，既能够弥补高压热洗车和电解车解堵存在风险的问题，又能够提高解堵作业的工作效率。未来电解装置的推广应用，必将大大降低油田解堵作业可能造成的安全生产事故，在消除油田解堵作业风险的同时，还能解决油井管柱蜡卡以及管道补漏作业等方面的问题。

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