稠油油管清洗工艺探讨

彭志群

（中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司，河北 任丘 062552）

油管的清洗是油管修复的重要环节，清洗的干净程度直接影响油管的修复质量。随着油田开发的深入，油井工况也越来越复杂，采油厂回收油管也由单一向多种类转化。以华北油田第四采油厂为例，表1是近两年油管回收统计表。

表1 回收油管分类统计表

一、热辐射清洗系统的加热原理

热量传递有传导、对流和辐射三种方式。本清洗系统采用的是燃气红外辐射加热系统。燃气辐射加热系统模拟太阳温暖地球时仅对地球加热而对空气不加热的那一段低强度热能电磁波（红外波长2～20μm）。热辐射传递的热量与温度的四次方成正比，加热时不需要传热介质，具有一定的穿透能力，远红外线加热与常规传导方式相比，具有效率高、省能量、安全等优点。

二、热辐射系统在油管清洗中的应用

中、高黏度稠油油管清洗不干净的主要原因是稠油的黏度高，要解决清洗的洁净度、降低设备运行成本，首先要解决温度问题，热辐射系统应用于油管清洗设备中，可使清洗温度高达90～150℃，且无级可调，有利于各种性质的原油融化，从而有效解决了中、高黏度稠油的清洗问题。

1.设备结构及工作原理

热辐射油管清洗系统是一套利用燃气红外线辐射加热系统，利用天然气为热媒，天然气直接在热能发生器内燃烧，在辐射管内产生500～700℃的热气流，通过辐射管、反射板、气流导向器的作用直接向待修复油管进行辐射供热。

主要由操作系统、分选系统、上料系统、进料传输系统、加热系统、热辐射系统、内壁清洗系统、外壁清洗系统、外传输系统、下料系统等组成。结构图见图1。

图1

油管的整个清洗过程在封闭式箱体内完成，封闭式箱体又由辐射箱和水箱组成，在封闭的辐射箱和水箱内安装了油管滚道，不同规格的油管经传输系统从箱体外部进入内部，顺滚道进入辐射箱，在封闭式箱体上部加装红外辐射热能发生器，通过碳钢渗铝管燃烧加热（负压），再通过铝钛合金反射板直接将热能辐射到油管上，使油管受热升温，油管内外壁原油融化，融化完成后将油管自动运送到下一道工序，即在热水箱内进行内壁清洗工序（箱体底部设置两套天然气直燃加热器，将热水箱内的液体加热，提供给内洗使用），利用热水循环泵对油管内壁进行多点喷射冲洗，冲洗时间在90s以上，使内壁充分清洗干净，为防止热水带走热量，浪费热能，并保证环境干爽洁净，特增加吹水装置对油管内壁进行吹干，完成后再将油管自动运送到外洗双滚传输线进行边通过边环喷清洗，保证了油管清洗质量，最后达到油管清洗干净的目的。

热辐射系统在油管清洗中采用直燃器加热清洗池中的水，其热效率远大于锅炉的热效率。热辐射系统在油管清洗中采用油管传输、加热、清洗全封闭保温方式，可改善工人夏季工作环境，提高冬季热效率，达到环保要求。热辐射系统在油管清洗中从油管进入箱体开始到离开箱体的全过程，其传输、加热、清洗、移动、定位、停止等动作及功能要求既可以自动控制，也可以手动控制。

2.设备特点及主要技术参数

（1）操作安全。无热传媒介质，人员观察方便，所有动力设备均设计在辐射箱以外，操作直观、容易，无操作安全问题。

（2）故障排除简便。热辐射系统加热方法为热辐射加热，箱体内结构简单，仅有带斜度的管架，无外力驱动，箱体内操作空间较大，因此油管遇卡、阻时，无需停机，故障排除十分方便。

（3）能量消耗低。采用辐射加热，无传热媒体，加热速度快，停止生产后，可立即关机，无需保温，适用于连续作业和间歇作业。

（4）全封闭运行，无污染。油管经热辐射加热后，其携带的油、泥、砂等污物经回收装置流到辐射箱外的集油池。

（5）升温速度快，约半个小时即可升至需要温度。

（6）清洗油管范围广，φ60.3～114mm。

（7）清洗能力为60～120根/h；清洗质量为无原油堆积，可见金属本色。

三、热清洗方案比选

在设计中常用的油管热清洗方式主要有全自动热煮、中频感应加热、全自动热辐射等几种工艺。全自动热煮工艺中传热介质为水，水在常压状态下加热温度不可能超100℃,中、高黏度稠油的黏度高（温度升至110℃时其运动黏度才相当于重柴油的运动黏度），中频感应加热清洗耗能又比较高，故这些清洗方法对清洗稠油管存在清洗时间长、能耗高、清洗不干净的问题。下面就近几年来这些常用的热清洗工艺进行技术参数、技术性能、运行成本比较，其中运行成本按年生产清洗油管50 000根，清洗油管中蜡堵、稠油油管所占比例按40%计算，具体分析见表2。

综合以上对比分析，全自动热辐射清洗的运行成本大大低于全自动热煮清洗和中频加热清洗的成本，在油管的加热温度、浸泡时间、清洗效果、运行成本、维护修理等方面具有显著优势，且可清洗干净各种性质的原油油管。

表2 清洗工艺技术性能对比表

[1]刘金亭，谢邦荣.油管远红外预热冲刷清洗技术的开发与应用[J].中国设备工程，2006.12.

[2]白连庆，马思堂，杨文科.中频感应加热清洗旧油管新技术的应用[J].新技术新工艺，2004，9.