油管清洗方法应用与研究
冯 定1 黄朝斌2 李寿勇1 黎 瑶3 操自强3
冯 定1 黄朝斌2 李寿勇1 黎 瑶3 操自强3
长江大学机械工程学院
（ 1 .长江大学机械工程。#院，湖北荆州434023；2.汀汉石油僻理局第四石油机械”‘，湖北 荆州434024；
3.7 J
：汉油田分公id江汉采油J ‘ ，湖北 潜江433123）
基金项目：湖北省国际合作项目和长江大学基金项目“深井井下工具的机理、结构与仿真”（G200512001 ）联合资助
基金项目：湖北省国际合作项目和长江大学基金项目“深井井下工具的机理、结构与仿真”（G200512001 ）联合资助
摘 要 旧油管清洗作为油管修复工艺中最基础、最关键的一环，其清洗质量对油管的使用成本、施工作业的质量有着重
大影响；同时，其清洗方式也影响着清洗效果和成本、修复质量、操作安全性及环保等方面。针对传统清洗方法对结垢、锈皮
旧油管存在着清洗效率低、成本高，环境污染严重等问题，提出了旧油管的内壁采用钻通与高压水射流相结合、外壁采用刷
式清洗与低压射流清洗相结合的清洗方案。现场使用结果表明，这种清洗方案提高了油管清洗质量和效率，降低了清洗成
本，改善了工作环境，给油田企业创造了巨大的经济效益和社会效益。
关键词 油管清洗；高压射流；钻通；环保；节能
摘 要 旧油管清洗作为油管修复工艺中最基础、最关键的一环，其清洗质量对油管的使用成本、施工作业的质量有着重
大影响；同时，其清洗方式也影响着清洗效果和成本、修复质量、操作安全性及环保等方面，.针对传统清洗方法对结垢、锈皮
旧油管存在着清洗效率低、成本高，环境污染严重等问题，提出了旧油管的内壁采用钻通与高压水射流相结合、外壁采用刷
式清洗与低压射流清洗相结合的清洗方案，现场使用结果表明，这种清洗方案提高了油管清洗质量和效率，降低了清洗成
本，改善了工作环境，给油田企业创造了巨大的经济效益和社会效益j
关键词 油管清洗；高压射流；钻通；环保；节能
中图分类号：TE931 +.2
文献标识码：A
AppliCatiOn and reSearCh Of tUbing Cleaning teChnOlOgy
Feng Djngl Huang Chaobin2 Li Shouyong’ Li Ya03 Cao Ziqiang”
（1.School of Mechanical Engineering，Yangtze Universi
ty，Jingzhou 434023，China；2.No.4 Petroleum Machinery Company，Jianghan
PetroIeum Admini
strati
on Bureau，SINOPEC，Jingzhou 434024，Chi
Company，SINOPEC，Qianji
na；3Jianghan oil Product
ang 433123，China）
ion Plant，Ji
anghan Oilnel
d
Abstract：TIle （.1 ttanillg or us川 tuI）i ng is【I1P n1【）sl l）dsit dI¨J‘.ri I i ral in lt-（.hnnlogy or pipe r叩 air，whose （.leani ng qual i ty h孙 nn
帅 ，rtant j nfluen‘⋯ on thP use （.‘）sl （’I lhe Lul Jing and thP quality ‘，f construction operatjon.MPanwhile，thP （’l ㈨ni ng ways also afn【‘t
clraning PffPct an’1 cost，repai ri ng quali ty，（’peralional safrIy an（l envjronmenlal protP（.lion，t.t【..7
I、hP （.ommon （一1 Paning methI’ds for
thP used （）订 tuI）ing with fouling antl rustil1譬 are （）r Inw （.lPanjng cfncien‘-y，high cleaning ㈤ st，and severe t：！nvlronmenlaI poIlutjon，
el（.So the cleaning mrthod （）f that lhe inner surface i s （-leane（1 hy（lriIling rleani ng coml）inefl with thP high pressure watPr jet
lPt.
hnology and the outer surfare is （：leaned ll
y brush cleani ng comhined with low—pl’essure jrt cleaning is I’resented in the papPr.By
thP{’iel d appI i（-at
ions，the proposed cleani ng method has increased the cleaning e{llciency anIl quality，cut down the （：lPaning
Pxpen（liIure and improved lhP worki ng conditions and has created la.ge economi c benefits ancl so（.ial benrfits fnr ojlfiPltl entt！rprise.
Key words： tu}）i
ng cleanjng，hi
gh pressur
1 传统清洗方法
1.1 物理清洗
r jet，dri
lli
ng，Pnvir
onment protecli
on，energy—saving.
力以一定的角度连续不断地射向油管内外表面，从而
直接剥离、冲刷油管肇垢污及锈皮，使其脱落，达到清
洗目的。Ⅲ时，高压水射流清洗i叮根据结垢物性质的不
物理清洗是一种依靠外来能量的作片j，如机械摩 问，调整’1：作压/J和清洗速度。此外，它以水作清洗介
擦、超声波、负压、高压、紫外线等去除物体表面污垢的 质，经过多级过滤，去油后循环使用，既节约了水源，也
方法。当前油田油管清洗采用的物理清洗方法主要足 避免了污水排放对环境的污染，有利于环境保护。
高压水射流清洗。高压水射流清洗 ㈠l是一种新兴的物 1.2 化学清洗
理清洗技术，是以清水为介质，通过高压柱塞泵和特殊
依靠化学反应的作”{j，利用化学药品或其他溶剂
设计的喷嘴产生高压高速水射流，射流以强大的冲击 清除物体表面污垢的方法叫化学清洗撕。该方法采取
引用格式：冯定，黄朝斌，李寿勇，等.油管清洗方法应用与研究[J].断块油气田，20lO，17（1 ） ：102一104.
Feng Ding，Huang Chaobin，Li Shouyong，et al.Application and research of 山bing cleaning technology[.
，].Faul t—B10ck oil & Gas Field.2010，17
（ 1 ） ：102-104.
锅炉加热，高温化学清洗，即从油J{：回收的油管我r大 洗效果较好，fH足清洗效率较低；若采川rp一的高压水
池内进行浸泡，保持温度在 80～90 ℃，然后加入化。、浮清 射流消洗，压/J必须达到 70 M Pa以一I ： ，特硬¨垢污需
洗剂进行水煮：W此，化学清洗法也称为“水煮法”
婴 1 50 MPa以 r.的高压水/j‘能清洗 I二净 在如此离的
柴油加热浸泡，是指把从井场上回收的油管1乍高 fli/J下 I：作，对T人的发令威胁很人
j¨， 一般 80气以 I ：） 的柴油rI t浸泡 一定¨寸间后，使油管
I，1外 蟹的胶质 、垢物 及汕污脱落的一种化学清洗方‘法
冈此，结合江汉油⋯I必块油管腐蚀、结垢、锈皮的
特，0、i，外嶝采用刷式清洗机 与低”匹射流装 代结合、内嶝
该方法设备简单、投资少，但能耗大，每‘r要消耗数 I丁 采川油僻清洗钻通装置‘j商JIi射流装胃结合清洗的方
吨柴油，¨清洗成本高、效率低、质tl}差
高温碱液清洗足一种JIj锅炉蒸汽或燃气I’f接将清
法 这是清除油管结垢和锈皮的最佳方‘法
为了避免油管同时清洗过程中的 ：次污染问题，
洗药液和油符JJ【I热到 80～90 7【：，浸泡一定时州后，再川 采川清洗外鼙 I：艺流程，HJ‘有效保证油管外壁的清沾
热水冲洗，使黏附在油铃表面的油垢脱掉的化，’#清洗 榉度 清洗 L岂流程见图 l
方‘法 ”c清洗质城⋯于受清洗液温’叟、浓度 、冲洗压力
等 综 合 冈 素 的 影 响 ，清 洗 质 谴 难 以 控 制
1 .3 加热清洗
l .3.1 感JmtJlI热 清洗j‘￡术 5
厂赢 磊-L—+厂鬲磊“L——L丙百—L —阿 磊赢]
L —— — — J L — — ——J L — —— —J L — T — J
l
【下线 l———J Iq啭 ：次高Jl谢流i r’f洗l● 内啭筇一次铺通清洗l
；j瞬篙篇篡絮警鬈∞黼 裂，嚣警豢≯溢翼雾豢
图， 油管清洗整体工艺流程
蜡瞬间融化 该技术. t J‘根据油管表面 黏附污垢情况，采 2.1 内壁清洗
川变频器调 1，电源电压频率，从Ini合，fI}i调祭fI¨管进给
采川机械钻通和尚爪水射流消洗相结合的清洗方‘
速度，通过调节J力率以适¨{ 的速度和温度对油管进行 式，即先通过油管钻通机钻头的钻削作川对汕锊内啭
感应加热，避免油僻本仆金棚组织产生破坏
1 .3.
2 远红外J】【I热技术
难消洗垢质和锈皮进行顶清洗，继Im利川高压水枪对
油铃进 一步清洗，消洗效果好，对汕竹本体也尤伤害
随符温度的降低，“ ¨油僻 卜的油t‘迅速，楚硬、结 2.1 .1 钻通机清洗
蜡 、凝川，当I i温降至 1 8 ℃以下时，油僻内洗阻力增
油钤钻通机足适用于油管l～孔消卵和检验的一种
大，影响lli常生产 为丫仃效地对” L进i J黹 洗，通常I“岳 々川设备，Ih钻通主机、供水系统 、7 七路系统和lU器控
要刈+油竹进i j预热 其原理如 F：u1环境温度低于 1 8 制系统 4部分组成 J ￡ 钻通小1i通过K轴带动“钻头”
。（：I
i、f，远红 外汕箭预热 系统 F1动肝州，令 lII动人然气炉 旋转J¨ifi j，可使管道l^j的堵采物被钻成碎片，然后清
点炉，燃烧火焰通过特制ffjJ远红外僻转化成红外线辆 理掉，清洗流祥地图2
射，经预热罩反射后照射f0洗汕僻，进行预热..陔技术
解决 J7凶冬季}，I.。l。度 低 l lj导 至女加热 油 —fr；：能耗 I：15、成 本 I：’j
的难题，有效地提高r油铃清洗质量
1乍襻！个 清 洗 流 程 IfI，⋯ 油铃i，&面升温 后使 油垢 、结
厂— 1厂————] 厂———————————]
卜料价架H 撇j”⋯动I料卜1此紧装什此紧油僻、mj防喷罩fi昧1
l 足 紧能 什松”、lmnI.，of.，
j！-堆抬世H 铺iIⅡ，J 1：“-，
i。
1
盘、后邀 H 钻皿小乍“jij，i韭}l
蜡在I.’
i温情况下融化，j苦要经过钢丝轮、钢丝刷或内清
I
f
洗头进一步清洗.M时辅以大流fl！低压水冲洗，使得清 厂————L———] /———\ /—‘、、\
}jt I：岂流槲繁琐 此外，JJ【I热清}先对稠油 、结蜡油僻清
鎏蒡豢篙慧0譬并鬈粼
2 现场应用
篡‘是垢污和l 锈 I ff “‘’’f ‘l础‘料’j 1、料1jj裂 f——\ ！ i 2.卜. j‘； ！广 ’巡竺4’’1兰岁 图2 ⋯ ～ ～ 2经棠蒋喜翌虢霾篓后，由于部分油管垢质硬厚，很 汀汉油⋯大多数注水井l川收汕僻表⋯垢层的ji要 难 ·次清洗十净，需要采川高胍水射流刈‘内壁进 一步 成分是碰厚的碳酸t-5垢技硫酸盐垢，并仃少： ll Fie！（）、 、 清洗 ，除 上废删Jf：进 一步清洗未完全钻通油管 BaS（）4、蜥S（）。等 成分 采川化’、≯：法清洗，效果小仕 ¨污 锈皮、结垢油钎内壁清洗，采川I；’j乐双枪内清洗 染严承；采用？rL一的钻通刖削技术或刷洗技术，虽然消 线，消洗设备采用洛阳水jI！加 I ：清洗 I：程打限公·订研 制开发的油管内壁高压水射流清洗机。由于喷嘴要求 4 结束语 具有较高的耐磨性，所以采用进口长蓄压室宝石喷嘴， 可有效提高射流速度达70%。以上。在高压泵上推广应 通过对目前国内常用油管清洗技术的原理、优缺 用了变频技术，安装了质量可靠的变频器，以便调整高 点、清洗效果及环境污染等因素的分析研究，指导各油 压水射流的压力。从现场使用情况来看，变频调速技术 管厂根据自身实际情况选择最合适的油管清洗工艺， 的使用，使高压泵综合节电率达到了40% i6j ，大大节约 使油管清洗费用低、高效、节能、安全、环保、自动化程 了能源；此外，提高了泵机组的维修周期和使用寿命， 度高及劳动强度低，具有良好的经济效益和社会效益。 有效地减少了设备的维修及日常维护费用。工艺流程 现场使用表明，所采用的内壁和外壁清洗方法，完全可 见图3。 以代替化学清洗与加热清洗等清洗方法。 ，‘._____-o’o__________0-‘_..o_0—
l钻通清洗后的油管r] 一，— 参考文献
L I机械’手E}4.I滚轮带动油管旋{=l+l加压防喷装置下l
r—————] l ‘— I‘— I— I ：1]邹德永，周长山，林冠宇.高压水射流技术与油田管线的清洗！J].
I外壁清洗过的油管H l 石油工程建设，1997，3（7） ：12—15.
I— 1【— “广——————L—] Zou Dengyong，Zhou Changshang，Lin Guanyu.Technology of high
l加压防喷装置升f—I动力小车后退到位停止I—l动力小车前进清洗结束l p，essu，。 waterjet and 。l。。ning 。f 。ilfi。ld pip。lin。[Jj.Pet。。le。。.
1 机械手下料厂_] Engineering construction，1997 ，3 （7） ：12—15.
L——————”‘171117 l—”—————I油管下线I ：2]刘金亭，谢邦荣，马俊生，等.油管远红外预热冲刷清洗技术的开发
—— 与应用[J].石油矿场机械，2006，35（6） ：65—68.
图3 油管内壁清洗工艺流程 Liu Jinting，Xie Bangrong，Ma Junsheng，et alIDevelopment and
.. application of oil pi pe brush.（-leaning Iechnology using far infrarP（1
2-2 外壁清洗 preheat[J].oil Fiel【1 Equipn”nc ，20061，35（6） ：65—68.”
油管外壁清洗采用“刷、冲”结合，即用钢丝刷清洗 i3、薛胜雄.靖iF平，陈jIi文，等.油管清洗用高压 水射流技术[Jj.化，、≯：
与低压水射流冲洗结合清洗。通过钢丝轮的高速旋转， 清洗，1 998，14（5） ：30一33.
钢丝轮对管壁油污进行反复“刷、刮”，再用低压水流冲 xue shengxiong.Huang wangping，chen zhengwen，et al.High
洗钢丝轮、油管，并及时带走清理下来的污物，保证钢 Premure water J“‘echn010gy’07 （”1 pip88 ‘’188⋯“gtJj。c“8’”““1
丝轮及油管的清洁，最终达到彻底清理的目的。具体清 |4]c1880i“8 ‘F1 9981.1 4’5’，：30一33’I，l 动油管清洗线的试制研究l J！.洗
洗工艺流程如下：打开水枪一上油管一电机正转一油 净技术.2004，2（ 6） ：53—58.
管右行一刷式清洗一射流清洗一下油管一下一循环一 Renzhe。。heng.wei xiangming.I）e。。1 。Ⅲ。，。nf.1esign an.1 r。。rc.“
停枪. of fully automatic oil —pipe cl eaning line I’y high pn.ssurP walPr jf.t
i.I |.Clcaning TechnnlII譬y，2004 .2 （6） ：53—58.
3 交炙益乡子秽亍 . [5 J f？i连庆，马恩堂，【，I辽一.：，等.感应加热清洗I H汕僻技术的心川[J J.
f m矿场机械，2004，33（增11 J ） ：54—56.
采用清洗新方法以来，为采油厂创造了巨大的经 B。i Li。nq.ng.MaE.nI。。g，Bai Lj a。Ju。，，I 。1 .AppI i ..al i。，。 。，h山。l j.，，，
济效益：1 ） 每年可减少冈油管锈皮造成的检泵作、jk5 h.。aI i ng t.—，.jI.。，l。，gv fi，， 。.1。..i ..g .，。.、.1.，il I，i I，…J I .（）i l lF、i.、1.I
井次，节约成本50万元；2） 江汉油田采油厂每年产：，卜 }：rIui pmrnI .2004，33（ s） ：54—56.
的结垢、锈皮、结蜡、结盐油管长达30×l04 m，原有 【 6] 木锍E量波.变频州速技术n：孤尔汕⋯剐I：f1：复泵I .的应用“J J.
40%因无法处理而报废，现经表面清洗处理后可一霞复 ’yII1l l I谶’2004’1 5’2’：1 3—14。 一 ⋯
ZlIu Yi f oi ，Jiang l；¨. }’Ht‘Iut.rl‘-） r㈨vrrs L（）11 ”locitv r¨odu J afi¨¨
利用，节约成本551 万元， I.、.h。，1.，gv 。。‘Ih.。ppl i。！Hti.，n .，f hi gh 。..ip，.，caliIlgpumIl in
此外，新方‘法采用高压水清洗‘J钻通相结合清洗， （；。。I。ng（）j lfiehI：J 】 .I..。。、rg。（：.。。。..。aIi.，.， .，{1（）i lf’i，1·1。.2004，l 5（ 2） ：
原来需要70 MPa才能清洗I：净的结垢、锈皮油纷，现 l 3一l 4.
只需40 MPa便呵清洗干净；同时，高压泵采用变频技
术综合市电率可达40%，m乜效果显著 变频器年节 收稿日期：2008一l l —1 9；改回日期：2009一09一09
电可达250×8×22×- 2xo.4=2. . 200 kw.h，节约电费 Ⅲ.0翥慧袭≯艺‰豢毒963蠹≥嚣篇j【譬0竺芰裂.’，蔷己赢熹尝
21 1 200×0.704=1 4.87万元；，此外，采片j变频技术，高Ui 计及理论∽lp博J：，、≯：f讧，t要从辱jIII， c装备及仆卜I： juI：J设计、诊断歧—
往复泵的维修次数降低Ji，也极大地17省了高”畏往复 动忿仿真⋯￡术研究 E-mui J ：fnwI0861 @？ahIH.‘o

公司网站：jlqx.fun