油管工艺

2024-06-19|版权声明|我要投稿

油管工艺(精选10篇)

油管工艺 篇1

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。

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。

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, 60.3~114mm。

(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。

摘要:针对油田后期开采开发阶段, 中、高黏度稠油油管、结蜡油管逐渐增多的现象, 提出了一种油管清洗质量高、生产成本低的热辐射清洗工艺方案。

关键词:热辐射系统,稠油油管,清洗

参考文献

[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.

油管工艺 篇2

高压注水井油管柱设计研究

针对注水管柱设计不好可能导致管柱断裂问题,对高压注水管柱作业过程进行了受力分析,给出了轴向拉力、外挤压力和内压力计算公式与注水管柱设计方法.提出在设计注水管柱时,下部管柱钢级和壁厚的初选可用抗挤和抗外压两种方案,然后从两套方案中选取高钢级方案.上部管柱钢级和壁厚按抗拉强度确定.

作 者:王金龙 WANG Jin-long  作者单位:潍坊学院,机电工程学院,山东,潍坊,261061 刊 名:榆林学院学报 英文刊名:JOURNAL OF YULIN COLLEGE 年,卷(期): 17(4) 分类号:N945.23 关键词:注水管柱   受力分析   设计  

石油管道安装相关问题研究 篇3

【关键词】石油管道;安装;质量控制

近几年来,我国石油管道漏气着火或爆炸事故屡有发生,给人们带来了严重的生命和财产安全危害。导致这些情况发生的原因主要是由于液化石油气管道在设计、安装、监理检验、使用维护等方面并没有认真执行国家或行业有关法规,存在着质量问题和安全隐患。随着中国油气管道建设的飞速发展,管道建设进入了一个空前繁荣的时期,本文将石油气管道建设相关方面提出一些应注意的问题,以便石油设备管道安装顺利地进行。

1.管道安装相关问题

1.1管段制作问题

施工单位将一批管段组对完毕之后,细致检查管段是否符合设计要求,对管段进行简单的测验,排除可能出现的相关问题,然后应当填写一份工序质量的报验表单,在上面将管段制作过程充分体现,在确定管段不存在问题之后,连同管段的单线图上报到监理部进行审查,经监理部的抽查及技术复核,确认管段各项要求合格,最后投入管段的施工安装。

1.2焊接中的问题

管道焊接是进行管道安置的重要环节,焊接质量效果对管道的运输安全性和可靠性都有着至关重要的影响。为解决焊接可能出现的技术问题,焊接过程应按照编制的焊接规程严格进行。在建设和修理煤气管道焊接作业时,有时会出现磁偏吹影响焊接过程的现象。磁偏吹的形成是管金属中存在剩磁的结果。

1.3阀门安装问题

在石油化工管道的施工中,调节阀的安装位置应注意方便操作维修,必要时应设置平台;调节阀应垂直、正立安装在水平管道上,前后管道上最好有永久性支架。上、下部分应留有足够空间,以便维修时取下执行机构和阀内件及阀的下法兰和堵头;未安装阀门定位器的调节阀,最好安装指示控制信号的小型压力表。阀门在安装、试验、操作和维修各个环节中,应首先注意人员和设备的安全性。阀切断后,阀门中的压力还可保持一段时间,应有降压的安全措施,如安装放空阀或排放阀,压力波动严重的地方,应安装管线缓冲器。对蒸汽管线,应在接近调节阀的上下2端加保温。在存有毒气体、腐蚀性、高危险介质的设备之间相连的管道上,阀门不应当使用链轮操纵,应采取与设备谷口直接连接。如果没有特殊工艺要求,水平管道上的阀门,不得采取垂直向下安装,安装与水平支管上的截止阀门,应当靠近根部的水平管段进行设置,明杆式阀门在水平安装时,应考虑阀门开启时不影响人员通行,用在管道上的阀门也必须试压合格。

2.石油管道安装质量控制措施

2.1保障材料的质量

俗话说“巧妇难为无米之炊”,足以见得在工程施工中,材料质量的重要性,对于承载石油的管道来说,管道的材料尤为重要。对管道材料的管理上,第一要注意对管道标准件如管件、阀门、防腐材料进行进场验收,严格把关,在材料的每一道工序上,坚决杜绝影响管道强度和气密性的所有因素。第二,要注意管道安装的零件如阀门、螺钉、螺母以及焊接材料的品牌、型号、规格、生产日期等严格按照设计图样的要求和国家标准的规定。

2.2施工工艺严格按照施工规范

任何事情的施行都是要有纪律性的,在只有化工管道安装的过程中,施工负责人要严肃起施工工艺纪律。如:(1)对管道阀门的试压后,要将内部的水抽空,残余水渍抽空之后,要在管道内部涂一层油脂防锈。(2)但是,对于输送压缩氧气的管道一定要注意不能对其涂油脂,原因是流动的氧气与涂在管道内的油脂,管道内的铁屑等物质碰撞,产生摩擦等物理、化学的反应作用,从而导致管道爆炸的危险。(3)不锈钢阀门安装完成之后,要对其进行水压测试。在水压测试的过程中,要注意氯离子与不锈钢发生化学反应,其中产生应力腐蚀作用。(4)若管道安装材质为合金钢或不锈钢,在下料时要注意用割据或者砂轮片将管道切割成一段一段的。在此过程,要严格注意,切勿使用锯割、砂轮片等机械的方法。(5)管路确定后对管道进行热弯工艺时,要考虑到管道材质在受热弯曲时会受到温度的影响而导致机械性能发生变化,因此在给管道材质受热时要控制好施加的温度。

2.3焊接质量的保证措施

在石油化工管道安装过程中,焊接作为安装的尾项,也是安装过程中最重要的一项,其质量的好坏直接关系到管道的质量,所以在焊接质量监控上需严格把关。焊接质量控制,要按照焊接前、焊接中以及焊接后三个阶段进行监控。(1)焊接前:焊接前要对焊接材料、零件的进行仔细的检查,确定焊接材料的数量以及质量。焊接人员要在焊接前,熟练焊接工艺指导书以及焊接作业流程。(2)焊接过程中:焊接过程中,一定要按照焊接作业流程按部就班进行焊接,并要焊接完一段再进行另外一段的焊接,焊接时要注意焊接的严密性。(3)焊接后:管道焊接完成后,要注意对焊接的部位检查。这一项的检查,焊接施工人员要焊接完成后,对自己焊接的管道进行检查,工程负责人要对焊接管道进行随机抽查,合力确保焊接质量。对于焊缝的处理上,一定要遵守先检查后处理,热处理上一定要控制温度,保证焊缝的处理对管道不产生损伤。

2.4阀门的安装上注重科学性

阀门的安装位置要注意在方便的位置,并且要错开安装。针对不同的管道阀门安装要采用不同的方式,如水平管道上的阀门不得垂直向下安装,较重的阀门要使用工具吊起安装。在安装阀门之前,要将阀门进行试压测试。

2.5注重管道防腐处理

石油化工管道一旦安装完毕,因为石油管道安装后不易更改,在保证管道材料质量的同时,要对管道采取防腐处理,防止管道被土壤腐蚀破坏。现在我国对石油管道的防腐处理的方法是在管道上涂刷沥青,价格低廉效果也好。做好管道的防腐处理工作,能有效提高管道的使用寿命。

3.结语

石油化工管道的安装是一个复杂的工程,同时是一个重要的工程,在安装过程中,只要安装人员与监控人员做好自己的本职工作,对材料的采购上选购质量优良的材料,在安装工艺上严格按照施工程序和施工规范。工程管理人员要做好监督和监测工作,深切落实石油化工管道的优质安装,促进我国石油化工产业的高速发展以及国民经济的大力进步。

参考文献

[1]王怀义,刘绍叶.石油化工裝置工艺管道安装设计手册[M].北京:中国石油出版社,2009.

油管深度修复工艺的研究 篇4

1.1 生产设计

采用斜辊矫直, 适用于油管径向尺寸为Φ60-Φ114的范围。它由两个主动下辊、两个被动上辊组成。该机构采用液压驱动, 由液压能转化为机械能驱动上下辊轮对弯曲油管进行矫直。可实现无级调速, 辊子的辊形为双曲线, 与被矫辊材有很大的接触面。压力为可调式, 可根据管径及壁厚的不同任意调节压下力。在矫直过程中两对压紧辊始终保持一定的压紧力, 因而增大了摩擦力, 使驱动更加可靠, 减少了打滑的可能性, 还可以使管壁内外附着层和氧化皮脱落。

矫直辊装于机架上, 其轴线与被矫管材轴线的夹角, 可根据被矫管材的直径进行调整, 调整过程是靠矫直辊倾角调整机构来完成。管材由送料装置送入主机后, 两对矫直辊同时夹持并旋转被矫管材, 使管材呈螺旋式向前运动;上辊为下压辊, 根据矫直过正对管材施加压力, 使管材产生塑性变形, 以达到矫直目的。

1.2 油管材质与应力的关系研究

油管材质的不同油管抗屈服程度也不经相同。钢材的韧性大小主要决定其化学成分。就J55和N80两种油管材料来分析, 韧性大的材料 (N80) 在开始屈服之后, 产生一段较长的波动过程, 由于幅值小而呈现为一段近似平坦的屈服现象。随着韧性减小, 屈服现象相应缩短。中等韧性的材料 (J55) 仍有屈服现象, 但是不大, 在变形找过屈服现象之后, 进入金属强化阶段变形, 阻力又随着变形程度的增加而增大, 直到出现缩径。显然钢管的横截面在塑性变形的反复弯曲次数越多, 矫直效果越好。如果校直辊的有效长度为L, 那么油管在矫直辊之间至少要经过1个螺旋形长度, 才能保证油管每个横截面都得到1次反复弯曲和圆形变形的叠加变形, 从而得到良好的矫直效果。

1.3 现场应用

在校直机进入前端的空位置处增加一个点校直功能的建议, 在矫直机入口端设计制作出油管点矫直装置。采用两组移动“V”型支撑铁与点矫直下压”V”型槽相对照, 对油管点矫直部位形成有效的包围, 使之传递力矩更加均匀, 避免产生局部受力过猛出现压扁状态。两个支撑铁与下端平衡块采用燕尾式插接方法, 可随油管弯曲位置不同自由调整。实验效果表明, 盲区从原来的200mm降至为50mm, 效果显著。

2 油管钻通工艺技术分析

钻通机是水井管在进行修复前钻通除垢的专用设备。主要有钻通主机、供水系统、气路系统、电器控制系统组成:根据我油田油管结垢状况结合钻通机的性能特点开展结垢油管钻通的修复工艺研究。

2.1 油管结垢分类及成因

我油田油管结垢按照形成原因和使用状况不同大致可以分为化学性结垢和物理性结垢两大类。化学性结构就是我们时常见到的管内结晶体, 它是因在温度、压力、物质含量等因素发生化学作用而形成的水垢。物理性结垢主要分为因生产工艺需要往井内注入水泥封堵措施而形成的水泥垢;出砂严重的井内形成的油泥砂垢, 以及环氧粉末管内喷涂的环氧树脂。绝大多数油田水垢分析出来大多数是碳酸钙, 国内外研究表明, 结垢的基本原因是水中结垢离子含量较高而引起的水井油管中Ca CO3的沉淀。

2.2 钻通工艺

油管从存料管架由上料机械手送至钻通工位, 信号开关K1检测到有料信号后, 夹紧装置夹紧油管, 同时锁死上料机械手, 防止误动作;后防喷罩落下罩住油管末端, 形成清洗密闭腔;钻通小车电机启动, 小车前进, 延时后气动球阀打开, 开始供水;启动旋转电机, 钻杆开始旋转;钻通小车行走至端部, 碰到接近开关K2后全速退回, 碰到接近开关K3后停止, 气动球阀关闭, 后防喷罩抬起, 下料机械手将油管送至下料管架, 钻通工序完成, 开始下一循环。

2.3 钻头组件关键技术的研究

钻通钻头为钻通机的主要工作部分, 其工作过程包含扩孔与钻孔两个过程, 整个钻头由以钻头为中心在360°圆周上对称分布四组合金刀头组成, 刀体与刀头采用铜焊。该钻头在使用中发现对普通结垢管及油泥砂管和直径在4mm以内的水泥垢有较好的破碎钻通作用。

该种合金钻头具有以下优点:

(1) 钻头和钻通旋转速度相配备保证钻头旋转形成对管体的包络面达到95%以上。

(2) 四组合金刀头在360°圆周上两两相错对称分布, 尽可能的使切削力在圆周上均匀分布, 减少钻头在切削时瞬间冲击而引起的震动。

(3) 转头整体采用锥形设计, 切削中融合扩孔和钻孔, 能钻削95%以上的垢质管。

(4) 刀体上开出排屑槽, 排屑槽内布置8个Φ3mm的出水孔使切削出的杂物能顺利排出管体, 保证切削正常进行。

(5) 合金刀头采用铜焊在刀体上, 在刀刃损坏后通过加热, 使合金刀头脱落重新进行焊接, 刀体能够反复使用。

2.4 钻头旋转速度与钻头给进速度的研究

在进行结垢管的钻通作业时, 需要根据工程实际需要确立钻通速度, 钻通速度包括钻头旋转速度和钻头给进速度 (小车前进速度) 两个方面。钻头给进速度对钻通效果影响较大, 由于旋转喷头产生的旋转刮削面并不能在特定时刻覆盖整个圆周截面。如果小车前进速度过快, 就会造成油管局部区域未被刮削住, 从而产生三维螺旋线形垢物残留。对于环氧粉末管的涂层钻銑最好能够搭配一台70Mpa的高压水泵, 增加水射流技术的应用, 将起到事倍功半的效果。

3 结论

油管深度修复技术的研究与应用, 对于油管弯曲、绣皮、结垢、堵塞有了技术修复手段, 填补了河南油田在深度修复油管领域里的空白。

(1) 通过力学分析得出用80%塑性变形的弯曲就可以达到矫直目的, 只要弯曲应力大于材料屈服的极限即可。

(2) 矫直机的绕度对于油管的矫直效果起主要作用, 而下压量可以消除油管的不圆度, 对于弯曲度≤50mm有很好的校直效果。

(3) 钻通机和高压水射流内清洗线配合使用, 可大大提高清洗效率和合格率。

参考文献

[1]崔普.矫直原理和矫直机械[M].北京:冶金工业出版社, 2002

[2]刘志亮.矫直机矫直精度研究[J].塑性工程学报, 2005.07

油管工艺 篇5

截至2013年11月26日,爆炸事故的遇难人数已上升为55人,失踪9人,受伤166人。回溯事故本身,一个关键节点在于,原油从输油管道泄漏后,流入下水管道中,扩散至下水道的上游和下游,继而在人烟稠密的居民区发生爆炸。

下水道与输油管道的实际间距有多少?泄漏的原油为什么能流入下水管道?流入后,为什么能逆流扩散至下水道的上游?这些问题,暂时没有官方回应。

老城区排水之困

家住在盐滩村小区的高磊没想到,小区下水道竟会变成炸弹。这条沿街埋设的下水道于2011年改建,隶属斋堂岛街道路改造工程。

事发时,小区的下水道爆裂,约30厘米厚,有5层钢筋的水泥板迅速崩裂,钢筋被冲击力扯断,大块的水泥板甚至飞上6楼楼顶。高磊家所在的盐滩村,仅户籍登记人员就有5人死亡。

离盐滩村不远处,就是位列中国三大海港输油专用码头的黄岛油库。高磊记得,输油管道1986年就有了。时年10岁的高磊和伙伴们常钻到路边的铁制“管子”中玩耍。这些“管子”组成的输油管道,用来连接黄岛码头和胜利油田,被称为东黄复线。彼时,管道穿越的地区是一片盐碱地,荒无人烟。

公开资料显示,东黄复线是中国第一条自动化输油管道。在密闭输送、自动化管理方面,均达到当时的先进水平,曾获中国管道设计的最高奖———国家级优秀工程设计金质奖。

27年后,当时的盐碱地已建成公路、居民区和工厂。11月22日,东黄复线原油泄漏,流入下水道,继而发生爆炸,导致55人死亡,9人失踪。

黄岛老城区地势高低起伏不平。下大雨时,雨污水排流不及时,地势低洼处往往积水一片,其中,盐滩村位于低洼处,问题尤甚。在高磊的印象里,如果遇上连下三天的暴雨,家里的积水就要超过半米深。

2011年,为解决黄岛老城区排水不畅问题,斋堂岛街道路改造工程开工建设,除路面外,还将位于街道下方的老城区排水总渠道拓宽、并将弯曲处取直,其位列黄岛开发区10项重点推进基础设施及民生工程中。

施工改造涉及七类管道

当地市政部门流出的一张城区排水示意图显示,城区的排水系统呈“人”字形分布。城区内有两条下水支渠,一支沿舟山岛路、唐岛路等路段埋设,一支沿斋堂岛路埋设,在斋堂岛路刘公岛路路口,两条下水管道会合,汇总到斋堂岛街一条宽约7米的下水总渠道中。

这条下水总渠道分别于刘公岛路、秦皇岛路交叉,然后穿过丽东化工厂,自南向北流入海中。

事后证实,发生下水道爆炸的路段,几乎和两条下水支渠以及下水总渠道完全吻合。其中,距离爆燃点最近的斋堂岛路北路段下面是总渠,受损情况最为严重,路面完全崩裂。而较远的舟山岛路、唐岛路离爆燃点还有一公里左右,受损相对较轻。路面虽然拱起,但并未崩裂。

2012年,改造后的下水道启用,因解决了积水问题,曾广受当地居民肯定。谁都没有想到,危险就潜伏在这个被改造的下水道中。

刘公岛路下面是建于1974年的东黄老线输油管道,秦皇岛路下面是1986年的东黄复线。两线均从山东东营到黄岛油库,全程长度均在250公里左右。在黄岛开发区城区范围内,两线均为东西走向。

事实上,在这两个交叉口,相交的管道不仅是排水管道和输油管道。城建部门坦陈,这次施工改造至少涉及七类地下管道,包括输油、电力、热力、给水、排水、燃气、通信管道。

2013年11月23日,青岛市政府副秘书长郭继山承认,黄岛地区的输油管线铺设与市政管线铺设存在一定冲突。“黄岛管线情况非常复杂,至少铺设了11条各类管线。”

城建部门称,在下水道与东黄老线的交叉口(斋堂岛路与刘公岛路路口),因为地形原因,下水道深5米左右。据记者现场观察,东黄老线深约2米,据此推断,两者间距应在3米左右。记者事后发现,这个交叉口的受损较轻,而路口往南或往北,受损均非常严重。

下水道与东黄复线交叉口就是管道泄漏地点附近,也是第一爆燃点发生地。综合事发现场图片和施工人员描述,在两管道交叉处,输油管道位于上方,其下方是泥土,泥土下方则是水泥板及下水道的承重梁,再下面就是下水道。市政部门拒绝透露斋堂岛路下水道与输油管道的实际间距。

泄漏原油为何逆流而上?

当地政府曾称冒溢出来的原油污染路面,然后进入下水道。目前尚无法确定,泄漏出的原油,是往上溢到街面然后下渗至下水管道,还是直接从管道破裂处下渗。

“下水道上面是水泥板,不是密闭的管子,肯定不可能完全防止原油漏进去。”一位中石化的检修人员在事故现场对记者表示。

此前,爆炸地点的幸存者、中石化管道储运公司潍坊输油处副处长邢玉庆对新华社称,“漏油的位置有一个约两个巴掌大小的洞。”

一名中石化巡线员对记者称,漏油事故并不罕见,一般的管道漏洞多由偷油、阀门不紧等原因引起,只会出现小洞,可以电焊解决。“两个巴掌大小的洞”则很罕见,属于“比较大的问题”。

城建部门的一张建设图纸显示,下水道略有坡度,自南向北,海拔逐渐降低,一直朝北流入胶州湾。事发后,原油沿下水道顺流流入海中,造成海面溢油。漏油两小时后,中石化多名工作人员和当地政府已开始处置海面的油污。

综合现场工作人员的描述,当时,中石化和政府的处理重点是漏油原地修理管道、下水道下游入海口的海上清污。下水道上游则成为被忽视的盲区。问题随之而来:原油为什么会在泄漏后,逆流向上,流入人烟密集的上游,继而爆炸?

官方暂未回答这一问题。村民认为,胶州湾的潮汐,或许也是影响因素。事发当天,凌晨3点至8点为涨潮期,8点至10点25分属退潮期。3点钟漏油后,正值海边涨潮,海水倒灌。所以,泄漏的原油不但流向下游,还逆流漂上人口密集的下水道上游。不过,这一说法未得到官方证实。此外,事发当天,风向为北风。

nlc202309041705

石油业内人士称,如果原油在开放空间大范围泄漏,最多引起火灾。但流入下水管道这样的封闭空间后,因可燃气体不断累积,则会形成爆炸隐患。原油散发出的可燃性气体混合下水道产生的沼气,在密闭空间里,遇到火星,可能会酿成爆炸。

多名村民证实,2011年改造过后的斋堂岛街南段下水道支渠,密封性较好,水泥制的透气孔和井盖并不多。

城市发展管道陆续被占压

下水道相对封闭,在累积易燃易爆气体达到一定浓度后,遇明火极易发生爆炸。石油泄漏进入市政管线产生爆炸的案例,并不是第一次出现。

1992年4月22日,在墨西哥瓜达拉哈拉市,墨西哥国家石油公司的地下输油管线与城市输水管线产生接触,造成腐蚀,产生原油泄漏,水利部门检修过程中,井盖碰撞产生的火花引发了下水道中滞留的可燃气体爆炸,超过8公里的街道和两侧的楼房被毁。这次事故造成206人死亡,1470人受伤。

2012年12月31日,湖南省永顺县因为汽油流入下水管道,发生爆炸事故。该县某加油站工作人员,从油罐转油过程中违规操作,汽油溢出后,经加油站排水沟流入城区下水道燃烧并引发轻微爆炸,造成2人死亡。

据山东潍坊市环保局网站信息,与黄岛类似,在其他城市中,原本管线所处的城市郊区,随着时间推移,许多地带已变为繁华城区,并且“部分管道陆续被占压,导致管道无法抢修,即使一些没有占压的建筑物也离管道较近,无法进行管道防腐层大修,存在一些安全隐患,有的楼房离管线距离不足5米。”

“黄岛区挤占现象较轻,高密等地比较严重。”中石化管道储运分公司有关负责人对媒体称。

后建与先建,合作与安全

输油管道具有危险性,但距离长,多穿越多个城市,不可能不与其他管道交叉。为防止管道交叉导致隐患,《中华人民共和国石油天然气管道保护法》规定,管道建设工程与其他建设工程的相遇时,“后开工或者后批准的建设工程,应当符合先开工、已建成或者先批准的建设工程的安全防护要求。”

此外,《输油管道工程设计规范》对管道的间距做出强制性规定,如果埋地输油管道和其他用途的管道同沟铺设,最近距离“不小于0 .5米”。

因城区建设较晚,输油管道是当地最早开工铺设的管道工程。实际上,2011年,当地在进行下水道改造时,已考虑到输油管道的风险。青岛开发区城市建设局曾在网络问政平台回应网友提问时说:“斋堂岛街与刘公岛交接处,地下有一道石油管线和自来水管线,不允许爆破作业,即使用破碎锤开挖也不得产生较大震动影响石油管线的安全。”

但中石化一内部工作人员称,政府和企业的联动机制并未达到顺畅合作状态。在黄岛老城区,市政部门在设计、施工时,虽然并有所避让,但双方协商较少。

“后建的肯定要考虑先建的。”上述人士称。

但中国石油大学储运与建筑工程学院一位不愿具名的教授表达了不同意见,他对记者表示:“如果一个地方由于城市发展需要,进行城市地下管网建设,在建设过程中与之前的输油管线有冲突,那么该输油管线就需按照规定的安全间距重新建设。”

资料显示,2004年,我国油气管道不到3万公里,而2012年这个数字被改写为9.3万公里。油气管道长度在狂飙式发展,但在其背后,在有限的资源空间里,怎样能做到管道安全,更值得关注。

(摘自《南方都市报》)

连续油管压裂的工艺技术分析 篇6

1 精确定位压裂技术

单卡双封封隔器, 是在进行连续油管的压裂作业中, 用于连续油管下端连接处使用。但是如果在实际工作不在其设计范围之内, 则会出现一定问题。假若其对坐封的定位不能够带到一定程度的准确, 则会使我们的压裂不完全或者是直接导致失败, 就会影响到压裂的效果, 特别是在低渗透的地层出, 如果没有产生压裂的地方就很难有增产的可能性。一旦将液体泵入后, 就会有流体窜槽出现在封隔器的上部。如果封隔器上部积累一定的沙石, 也会使工具串产生沙卡现象。所以说, 如果控制好了连续油管深度问题, 在生产过程中的压裂效果也会得到很大的提升。

1.1 连续油管深度公差的控制方法

(1) 首先让我们了解下轮式测量器。轮式测量器最先的使用在对进入井内的连续油管的长度进行测量工作, 但在实际的作业中我们发现, 其在1525米的深井处所产生的误差却达到2米左右, 精确度降低也直接影响到作业的高效性。由于其机械原理的工作方式, 经过长时间的工作, 外界的杂质进入轴承或重要工作部件连接处时, 直接影响到其工作性能, 从而对深度的误差产生更大的影响。

(2) 我们再来了解下光学编码器。光学编码器使用是为了弥补轮式测量器在测量精度上的一些不足, 其安装在注入头的传动系统处。但由于长时间的工作导致设备部分地方工作性能有所降低, 连续油管与夹头滑轮之间还是会有一定的滑动。经过实际操作过程中我们发现光学编码器的测量深度在大多少情况下比实际深度要浅, 其实安装在传动系统上的测量器所测量的精度, 在有些情况下比之前我们提到的轮式测量器的精度还要差些。

当连续油管设备上的传动系统工作状况处于比较理想状态时, 与电缆测井的精度比较还是有一定差距的, 就算我们对其增加滚轮或使用其他提高精度的方法, 也很难达到电缆测井的精度效果。

(3) 最后让我们认识无线套管接箍定位器。无线套管接箍定位器是研制人员经过了长时间的实验与现场实际作业情况相结合研制出来了的, 经过改进之后的定位器, 在控制高精度的深度公差中取得了很大的进步。由于其作业不用投球, 加上现在更新后的工具作业的压裂模式不受内径的影响, 这样一来降低了作业成本的同时增加了工作效率, 在经济性与高效性上得到了很好的体现。

2 多层同时压裂技术

我们通常采用的多层同时压裂技术有两种。第一种是将每个层位分开作业, 根据压裂作业系统的工作并对井下工具的开发来对目标层位的确定, 来达到高效的生产。虽然作业效果理想, 但其成本相对较高。第二种是使用分流设备或者是压裂液控制设备将多个层位分配到压裂液来进行对其同时作业。相对第一种, 其工作时间和作业成本较低, 但很难达到第一方案的效果。

经过工作人员对这两种方法的改进, 结合二者优点研制出一种可以对多个目标层进行同时作业的技术, 其将准时射孔与连续油管压裂技术相集合。这种工艺技术的优点在于, 将每个目标层位都有进行专门的设计, 并且在进行深度有较大变化的多个目标层也能有快速的作业能力, 再加上压裂泵工作是的转速比较高, 则对每个目标层位的工作提供了所需的能量。

2.1 准时射孔技术

准时射孔技术就是, 首先利用射孔枪的井下工具组合将多个目标层位射孔, 然后再利用射孔产生的孔眼将压裂液送到地层。最后使用球式封隔器对不同层位来进行定位。

连续油管压裂技术

经过对准时射孔技术的改进研究出了连续油管压裂技术。其主要技术是在组合工具上, 通过一个井眼对多个目标层位进行密封, 使用膨胀式封隔器来分离作业层与非作业层。且在工作时将压裂液注入来提供所需能量。

3 漏掉产层的压裂技术

通常对漏掉产层进行必要的增产的方法是, 首先将需要增产的下部产层使用机械封隔, 上部则用具有一定强度的水泥或者其他方法将射孔段封隔开, 但其风向比较大, 特别是在射孔段比较活跃处, 这样一来作业成本就会加大, 从而降低了高效、经济性。

但是, 如果使用连续油管压裂技术就可以对常规方法的缺陷进行弥补。其作业过程为, 先将进内杂物清除, 再使用我们之前提到的连续油管压裂技术来确定所需增产的产层位置, 然后根据准时射孔技术或连续油管压裂技术进行作业。

根据实际的工作经验中, 使用连续油管压裂技术对漏掉产层进行压裂作业, 生产力方面有了5倍的增长, 这也充分体现了连续油管压裂技术的经济性和高效性。

4 分层压裂工艺技术与水平井分层压裂工艺技术

使用分层压裂技术可以让多个目标层位的压裂只需一次作业中进行, 从而使所产生的残液能够迅速的返排出去, 对新增加的裂缝保持高的导流性。其与传统工艺比较, 优势在于节约了人工成本、作业时间, 减少了对环境的污染情况、提高了作业产量。

连续油管压裂技术在水平井作业中有一定优势。根据连续油管的特点, 工作人员研发出专用工具使用在作业中, 再加上其具有传送工具和不压井或带压下作业等特点, 相对其他工艺其使用在水平井作业中使用起来更方便, 安全性能也有了很大提高, 经济效果更好。

5 结束语

根据我们全文的介绍, 连续油管压裂技术在对作业层位的准确定位, 多层位压裂作业和漏掉层位增产压裂等方面相对传统的常规的工艺都有了很大的提升。其作业效果理想, 相对成本较低也是其应得到广泛应用的原因之一。

虽然在我国连续油管压裂技术使用了又一段时间, 但仍然存在许多技术方面的缺陷。希望在今后的工作实践中能够总结经验, 在安全、环保、高效、经济的前提下有一定的提升。为我们的作业提供方便的同时, 对资源能够节约、保护。

摘要:本文讲解了连续油管压裂技术工作原理, 从各方面对连续油管压裂技术的实用性、经济性、高效性的概述。同时在其生产过程中的优缺点进行点评, 为今后的连续油管压裂工艺提供参考依据。

关键词:连续油管,压裂液,目标层位,射孔技术

参考文献

[1]贾新勇.连续油管径向水平井压裂技术研究[J]石油知识, 2012.4[1]贾新勇.连续油管径向水平井压裂技术研究[J]石油知识, 2012.4

电缆输送过油管射孔工艺技术研究 篇7

在油气田勘探和开发的过程中, 射孔作业是一个比较重要的环节。当油气井储层和井筒都已经确定的情况下, 通过射孔作业才能连通两者, 实现油气的开发通道, 才能够进行下一步的采油采气作业。射孔工艺技术需要地面仪器及设备、井下仪器以及辅助设施等多种器械进行配合, 按照工程、实际条件的需要来进行射孔作业。在射孔工艺中, 输送射孔枪的方式主要有三种:电缆传输、普通油管传输和连续油管传输。而主要的射孔技术可以分为很多种, 电缆输送过油管射孔属于负压射孔, 本文主要讨论电缆输送过油管射孔工艺技术的特点

一、电缆输送过油管射孔简介

电缆输送过油管射孔工艺, 首先是利用电缆将射孔枪从油管下放到要进行射孔的目的层附近, 然后利用跟踪器等定位器械, 再对射孔枪的位置进行调整, 实现精确射孔。

与普通射孔不同, 电缆输送过油管射孔在井口上安装了电缆防喷装置, 具有较强的防喷能力, 所以可以不用泥浆压井就能密封住一定的井内压力, 实现带压射孔作业。此外, 电缆输送过油管射孔后可以直接进行生产, 有效的避免了反复操作带来的油层污染。

二、电缆输送过油管射孔工艺技术特点

1、井口电缆防喷装置

在进行射孔作业时, 井口的电缆防喷装置可以保证井口静密封或动密封, 实现带压射孔作业。防喷装置中用到的一些装置主要有:防喷器、防喷管、捕捉器、注油头、手压泵、注脂泵等。

防喷器的作用是在发生井喷时, 紧急关闭井口, 以防止发生生产事故。利用一般闸板来关闭井口是行不通的, 因为井内的电缆会阻挡井口关闭, 此时可利用防喷器进行关井。因为在防喷装置的胶皮闸门上有与电缆直径相配合的凹槽, 当平衡推动防喷器的闸门手柄时, 可以夹住电缆并实现井的密封。

防喷管上面连接阻流管, 下面连接防喷器, 形成一个密闭的空间。在进行电缆作业的时候, 在未打开井口阀门之前, 可以将下井工具短时间放置在防喷管内, 从而可以保证在带压情况下各个环节的安全和有序进行。

捕捉器分为手动和自动两种, 它的作用主要是防止射孔仪器在起出井口的过程中落入井内。在仪器上升过程中, 当仪器到达捕捉器挡板下面时, 绳帽可以将挡板顶起, 使仪器顺利通过;当仪器通过后, 利用弹簧的作用, 可以使挡板处于水平位置, 这样就形成了一层保护板, 当仪器碰撞掉落时不会掉入井内。在挡板中间设有开槽, 所以挡板不会影响到电缆的上升和下降。

注油头的作用主要是密封井口, 平衡井口压力。静密封主要用于密封井口, 首先利用手压泵输出高压液压油, 利用高压油来推动扩张器, 实现橡胶瓣的压紧, 从而达到井口的密封;动密封主要用于平衡井口压力, 利用注脂泵输出高粘度密封脂, 将其注入到内流管间隙, 从而实现井口压力的平衡。注油头上的阻流管是一种内壁光滑的钢管, 它是实现动密封的重要部分。

手压泵是注油头上实现静密封的配套设备, 利用它可以实现井口的密封。工作原理是将手压泵输出的高压油注入到注油头上部的静密封活塞筒内, 使活塞向下运动, 最终压紧橡胶, 实现井口密封。

注脂泵是注油头上实现动密封的配套装置, 利用它可以向井口提供高压密封脂, 实现井口的压力平衡。工作原理如下:注脂泵动力来源于利用压缩空气作为动力的空气马达, 当注脂泵工作时, 它能将油桶中的油抽出后进行加压, 形成高压油, 经管线输入到阻流管部分, 从而实现井口的压力平衡。

2、射孔器

射孔器是射孔作业的重要设备, 主要组成部分有无枪身射孔弹、弹架、起爆装置等, 它在井内利用电缆进行输送。它的工作环境要求相对不高, 在裸眼井或套管中都可以进行射孔作业。其特点是射孔器在井下作业时, 相关的设备都浸没在井中的液体里, 直接承受井内的压力和温度。

3、过油管射孔工艺优点

(1) 过油管射孔作业可选择的环境较多, 可以在小直径井和定向斜井中进行射孔作业, 使得射孔作业更加高效安全。

(2) 在较大负压差的情况下也能够进行射孔作业, 对于发现油气层比较及时高效。

(3) 便于实施酸化施工, 因为过油管射孔可以采用高孔密、大孔径、低相位角来进行射孔作业, 从而有效发挥酸化水力作用。

(4) 对油气层的污染小, 在射孔作业后可以在不压井的条件下实施酸化改造。

4、施工方法及注意点

(1) 采取合适直径的油管斜下至射孔层顶端以上20m左右, 确保井内油管畅通。

(2) 在进行射孔作业前, 需将液面抽至射孔要求的深度。

(3) 对电缆防喷装置进行检查, 特别是电缆防喷器、控制头、手压泵等关键控制装置要进行地面试压合格后, 才能够进行下一步作业。

(4) 射孔前需进行定位测深, 以保证射孔的准确度。

(5) 对无枪身射孔枪的相关零件进行检查, 以保证射孔的成功率。

(6) 再次校深, 进行点火射孔, 然后根据仪器逐步进行射孔, 完成所有要求层段的射孔工作。

三、结语

电缆输送过油管射孔工艺能够在小直径井、定向斜井中进行安全射孔作业。施工企业可以根据施工要求和设备情况选择该射孔工艺。该工艺虽然具有很多优点, 但该工艺的施工过程较复杂, 施工周期较长, 大段射孔不适合使用。

摘要:本文先对电缆输送过油管射孔工艺进行了简单的介绍, 然后再重点讨论过油管射孔工艺技术的特点。

关键词:电缆输送,过油管射孔,工艺技术

参考文献

[1]袁吉诚.中国射孔技术的现状与发展[J].测井技术, 2002, 26 (5)

[2]邓顺奇, 侯维琪.电缆输送过油管射孔工艺技术在玉门油田的应用[J].油气井测试, 2005.10.

油管工艺 篇8

关键词:清洗检测,地热,热清洗

油管是油井生产和进行作业施工的重要工具和材料, 其质量、性能直接影响油井检泵周期。因为作业现场缺乏油管检测手段, 旧油管都需要收回进行清洗检测。中国石油各油气生产单位都建设了油管清洗检测车间, 成为保障油田生产的重要辅助单位。但是随着油井作业施工需求的增长, 常规的清洗、检测工艺日益显示出效率低、技术手段单一的局限性, 需要持续进行技术工艺的创新和改造。

一、旧油管清洗工艺技术研究分析

旧油管清洗是检测修复流水线的首道工序, 其效率和效果决定了油气生产单位旧油管重复再利用的规模, 也为后续工序创造了条件。因此, 清洗工艺应该能够满足速度快、清洗彻底、自动化程度高、能耗低的要求。

目前各油田旧油管清洗工艺可区分为物理清洗、化学清洗、加热辅助清洗三大类。常见工艺有:

1.水煮法清洗。即最传统的依靠燃煤或燃气加热水, 在池中加入化学清洗剂, 通过浸泡达到融化油污、清洗油管的目的。该方式优点是清洗油污彻底, 所有稠油和蜡都会融化, 设备工艺简单易维护。缺点是劳动强度大, 工作环境差, 没有实现自动化, 效率低, 已逐渐被各油田放弃。

2.高压水射流冷清洗工艺。该工艺目前应用广泛。是以清水为介质, 经过高压柱塞泵加压, 通过高压水枪的中心管输送至旋转枪头和耐磨宝石喷嘴产生高压高速水射流, 以一定角度旋转冲刷油管内壁, 达到剥离油污和锈垢, 清洗油管的目的。

该工艺的优点是:采用变频调速、PLC模块控制等技术, 自动化程度较高。可清除油管壁的锈皮, 油管螺纹清洁效果好。配合气浮过滤水处理系统, 可以循环用水, 环境污染少。缺点是:因为每根油管都需要经过内清洗枪杆的进入和退出过程, 所以清洗速度受到限制。对稠油和结蜡严重的油管清洗效果差, 不能清洗蜡堵油管。机械零件磨损较多, 高压泵和清洗设备维修保养工作量大, 修停时间长, 耗电量大。

3.中频加热辅助清洗。在高压冷清洗线的外清洗前段加装中频加热装置, 采用中频感应原理对油管瞬间加热, 使油污和结蜡融化, 再经过钢丝刷外清洗和高压水射流内清洗。

该工艺可以辅助高压水射流清洗, 提高一部分稠油结蜡油管的清洗能力。其缺点是耗电高, 温度不易控制。温度过低, 沥青和蜡质融化不彻底。温度过高则会产生大量烟气, 危害工人身体健康。油污流淌, 甚至有引起火灾的危险。清洗速度提高不大。

4.热辐射清洗工艺。通过特制设备使全自动天然气炉燃烧的火焰转化为红外线, 通过铝钛合金反射板直接辐射到油管上, 使其迅速升温, 融化油污和蜡质。加热后将油管运行至密闭容器中用大流量低压热水冲刷清洗。

本工艺技术的优点:清洗速度快, 机械操作直接、故障少, 升温快 (预热时间30分钟) , 自动化程度较高。局限性是:需要消耗较多的天然气 (60 m3/h) , 要求有稳定的天然气源。对结垢、锈皮油管清洁不彻底。容易在油管表面形成焦化层, 烟气也较大。

5.全自动热清洗工艺。它的原理同样是利用热水浸泡清洗油管, 但是实现了油管进、出热煮池的自动化, 提高了效率。主要部件由箱体、进料传输线、驱动轮盘、出料传输线和气动机械手组成。通过机电自动化技术, 由PLC程序控制油管自动进入箱体内, 沉入水中浸泡, 出水后自动传送出箱体进入下一道工序。油管不间断通过完成清洗过程, 速度可在60~90根/小时范围内变频调速。

该工艺既保留了水煮法清洗的优点, 清洗管壁油污干净彻底, 对油管无伤害, 也实现了自动化, 清洗速度有较大提高。存在的缺点有三个:

一是能耗高、不安全。该装置必须有热源, 持续不断加热, 使箱体里的水保持较高温度。加热方式或者利用天然气燃烧直接加热, 或者通过燃煤锅炉产生的蒸汽注入箱体内, 给水升温。

二是污染问题。清洗箱内污油浮在水表面, 油管升出水面时又会沾染污油, 必须在出口加一套钢丝刷轮组清洗外壁。而旧油管携带的泥沙铁锈等固体淤积在箱底。因为箱内布满轮盘、油管等, 清理起来非常困难。为避免清淤时污水横流, 在热煮箱周围还必须建排水沟和污水收集池。

三是故障率高、维修困难。其机械传动机构都在箱体内, 机械手动作时间、轮盘齿槽运转位置等要求配合精度很高, 容易发生卡油管问题。而且发生故障后难以排除, 操作人员要求技术素质高。

二、地热水油管清洗工艺设计思路与技术改进

以全自动油管热清洗工艺为基础, 创造性地引入地热水清洗油管工艺。依托华北油田留北潜山地热综合利用先导性试验项目, 利用地热水循环的方式来供热, 解决热源的问题。地热水循环流经全自动热清洗机, 不仅保持水箱内温度在90℃以上, 而且可以携带走油管中的油污, 输送到临近的联合站沉降罐进行污油回收, 达到清洁环保、滴油回收的效果, 进一步解决机械故障问题、清油清淤问题、环境保护问题, 形成一套以地热水为主要能源的节能、环保、高效的油管清洗工艺。

1.热能计算。设定热煮箱内水容积30 m3, 地热水进入初始温度95℃, 箱内水温保持在85℃, 按此计算:

(1) 每一根D89油管质量130 kg, 比热0.11 kcal/kg., 则每根油管由冬季最低的-11℃升高至85℃需要1351.6 kcal的热量。加热每根油管箱内水温下降0.045℃, 油管进、出同时进行, 箱内水温下降约0.09℃, 按0.1℃计;

(2) 按清洗效率60根/小时计算, 60根油管从-11℃升高至85℃需要吸收约9.04×104 kcal的热量, 按热效率50%计, 则需要18×104 kcal的热量;1 kg水升高1℃需要1 kcal的热量, 升高10℃需要10 kcal的热量, 则18×104 kcal的热量需要18000 kg水温下降10℃;

(3) 箱体散热:温度差按96℃ (冬季-11℃) 、热煮箱外表面覆盖100 mm厚保温层计算, 所需热能为1×104 kcal, 则需补充热水1 m3;

通过计算得出结论, 即使按照冬季昼间最低环境温度-11℃, 每小时清洗大直径的D89 mm油管60根计算, 每小时只要向箱内补充95℃的热水19 m3即可满足要求, 考虑安全系数, 设计补充水量为25 m3/小时。

经实践检验, 留北潜山地热水进站温度达到110℃, 在满足每小时清洗D73 mm油管80根, 冬季最低环境温度-15℃的情况下, 需要地热水循环流量为15-20 m3/h。

2.热水循环和冲洗方式的设计改进, 解决热源、污油回收和环保问题。

(1) 供热方式采用地热水循环供热流程: (水温110℃) , 依靠地热水自身管线压力 (0.2 Mpa) 输送到油管检测站热煮箱内, 当箱内水位上升溢流口的高度后, 热水携带融化的原油溢流至隔油沉降溢流池内。通过管道排污泵将池里的污水和原油混合输送回联合站沉降罐。通过不断的循环, 保持水温始终在90℃以上, 同时回收污油。

(2) 冲洗方式改造:将油管内冲洗由水下改为水面之上, 增大水流冲刷力。在箱体一侧安装大排量冲水泵 (180 m3/h) 一台, 泵出口设计为三个, 分别连接内清洗、外清洗和冲刷箱底的管线。在油管经过热水浸泡刚刚离开水面时, 2根内清洗管喷出水流冲洗油管内壁, 将油管内脏物和融化原油冲出, 每根油管内冲洗时间为2分钟。油管在向外传输过程中, 热水经由环形喷嘴冲洗油管外壁, 清理残留的融化原油。外冲洗采用通过式, 覆盖面积100%, 同时对油管丝扣具有冲洗作用。第三个泵出口连接箱体底部DN100进水口, 用其冲刷箱底, 并使箱内热水循环流动, 从而达到水温平衡, 加大换热效果的目的。同时搅拌起箱底沉积的泥沙, 使之随水流溢流至沉降溢流池, 减少热煮箱内的淤积。

因此, 采用地热水循环流动的方式供热, 不仅解决了热源问题, 而且同时解决了热煮箱内清油清淤的问题。保留了热煮油管的优点, 同时克服了其缺点。

3.地热水循环控制系统的设计。

(1) 改变进水控制方式。原设计方案是采用电子温控式阀门控制进水。箱内温度低于90℃阀门开启, 达到90℃后阀门关闭。经实际检验其工作并不可靠。一是其工作方式为全开或者全闭, 因此使水流间歇中断, 流量不稳定干扰系统运行。二是其温控元件容易出现故障失灵。通过实践发现只要保持一定的固定流量, 箱内温度就可以保持在恒定的范围内, 不需要多余的温度控制。因此改进设计, 采用DN50气动控制阀门控制进水补充热能。一旦排水不畅通液位达到警戒线, 气动控制阀自动关闭防止冒罐。

(2) 完善排水控制方式。排水控制采用2组浮球液位计和2台管道排污泵联动的方式。污水进入沉降池, 经隔油板隔油, 水位上升至高液位时, 浮球上升, 带动杠杆进入电磁感应开关的感应范围。发出信号指示管道排污泵启动将污水抽出输送回联合站沉降罐。水位下降后排污泵自动停泵。如果电磁感应开关失灵, 或者排污泵发生故障水没能排出, 液位继续上升至警戒液位。这时另一组浮球液位计发送信号, 备用排污泵启动排水。同时发送指令给进口气动控制阀, 进口阀门关闭, 停止进水, 防止冒罐。排水泵启停、气动控制阀开关和液位信号都显示在电脑显示屏操作界面上, 由PLC程序控制, 也可以点击鼠标进行人工操作。

4.机械传动控制方式的技术改进。机械传动控制经过多次改进, 分为油管上传输线、进入热煮箱、油管上轮盘、轮盘旋转、油管下轮盘、传输出热煮箱、翻至出料管架7个控制动作。

其工作原理是首先由气缸驱动上料翻板动作, 将一根油管翻到热煮箱外的进料传输线上, 进料传输线将这根油管传输进箱内, 撞到一个终端限位器。限位器发出信号指令进料传输线停止, 同时上料翻板再次动作, 将下一根油管翻到进料传输线上等待。这时中心大轮盘转动, 当轮齿槽转到正确对接位置后, 由一组顶杆、杠杆机构触动电磁感应开关, 发出轮盘上料到位信号, 与之前的进料传输终端限位信号叠加, PLC程序发出指令, 上料机械手将油管送至中心轮盘齿导轨中。与此同时进料传输线恢复运转, 将下一根油管传输进来, 完成一次进料周期。

此时轮盘带动油管在导轨中逆时针旋转沉入水面, 从箱体另一侧浮出水面到达出料位置。轮盘齿尖使另一组顶杆、杠杆机构触动电磁感应开关, 发出轮盘出料到位信号, 出料机械手将油管准确地从轮盘中拨出送到出料传输线上, 传输至热煮箱外, 出料周期完成。

轮盘上料和出料信号都设定了延时动作程序, 只有持续存在2秒钟的信号才是有效信号。屏蔽掉干扰信号和顶杆、杠杆颤动发出的错误信号, 避免造成机械手动作时间不准确, 出现卡油管的问题。机械手的气缸行程起始和终止位置安装感应开关, 检测机械手动作是否到位。如不能到位, PLC程序自动停机保护。驱动轮盘的电机设计采用扭矩保护联轴器, 防止轮盘遇阻损坏设备。所有控制元件都移到热煮箱外面, 避免高温蒸汽影响, 控制元件统一使用电磁感应接近开关, 环境适应性好于光电开关, 便于检查维护。整个过程都受到中心轮盘转动控制, 只要大轮盘保持转动, 各个信号依次发出, 油管从上料到出料的过程周而复始地进行, 油管连续不间断进入、离开热煮设备。轮盘速度、油管传输速度都采用变频器调节。当中心大轮盘转速改变时, 相应动作时间亦随之改变。所有动作过程都显示在电脑操作界面上, 既可以全自动控制, 也可以进行单步手动控制。

5.技术参数:

三、地热水油管清洗工艺的应用实践

地热水全自动油管清洗工艺实现了自动化程度高、速度快、清洗稠油和结蜡效果好、能耗低的要求, 是一种高效、清洁、环保的新工艺技术。

针对清洗油管除锈、除垢能力不足的问题, 在流水线设计中加入自动通径机, 检验油管内径。增加了一条辅助的高压水射流清洗支线。当通径发现少量油管存在内壁结垢或锈皮时, 分流至高压水射流清洗支线进一步处理。用工艺组合的方式既保持高效率, 又保证清洁效果。

同时, 考虑到溢流回收的污水仍旧保持很高的温度。为使热能利用更充分, 计划在待清洗管架一侧增加地热水余温浸泡池, 对高含蜡和高胶质沥青质的油管进行预浸泡, 进一步提高清洗效率。

华北油田第三采油厂原来采用的是高压水射流油管清洗工艺, 每年最高清洗量为3.3万根。自2011年1月开始应用地热水全自动油管清洗工艺后, 取得良好效益。在保持单班工作制的情况下, 连续两年清洗旧油管总量突破6万根, 远远高于改造之前。2010年以前, 因为含蜡高、含沥青胶质成分高的油管不能清洗, 每年有数千根结蜡油管必须送出去委托外协清洗, 每年此项费用支出约60余万元。应用地热水全自动油管清洗工艺后, 没有再发生此项费用。清洗线的装机容量由原来的200 k W, 降至目前的32 k W, 耗电量大大降低, 经济效益显著。

四、结束语

实践证明, 没有一种工艺技术可以集中全部优点而且避免所有缺点。各类型的油管清洗工艺各有优缺点存在。各油气生产单位可以根据自身具有的资源优势和生产需求规划油管清洗检测线的建设, 采用合理的工艺组合方式, 扬长避短取得最佳效益。相对而言, 地热水全自动油管清洗工艺和热辐射清洗工艺优势明显, 建议在车间选址时尽量考虑邻近联合站建设。如果油藏伴生气丰富, 可以选择热辐射清洗工艺。缺少天然气资源的油田可以依托开发潜山油藏的联合站建设油管清洗检测站, 引入大排量潜山排采井的高温单井采出液清洗油管。以华北油田潜山油藏的温度为例, 地温梯度一般为3℃/100m, 油藏深度3000 m以上, 采出液温度可达到100℃, 油藏开采后期含水95%以上, 可作为理想的油管清洗介质。

参考文献

[1]彭志群.稠油油管清洗工艺探讨[J].中国设备工程, 2011 (7) :33-34.

[2]秦国治, 田志明.高压水射流清洗技术及其应用[J].管道技术与装备, 2012 (3) :1-3.

油管工艺 篇9

1 技术简介

负压作业就是指在作业过程中, 井筒内液柱压力始终小于地层压力。通过这一原理提出负压冲砂理论, 就是用水泥车和液氮泵车在井口并联, 将它们分别打出的泡沫液和气体在三通处混合后打入井内形成密度较小的泡沫, 从而使井筒内液柱压力小于地层压力, 做到不漏失, 并且有一定的排液解赌作用。与常规油管冲砂方式相比, 连续油管负压冲砂可充分发挥连续油管连续起下、不需上卸扣、密封可靠的特点, 在不压井、不动管柱的情况下实施各种管内或过管作业, 有可靠的防喷功能做保证, 采用低密度的氮气泡沫循环介质作负压作业, 有利于保护油气层, 整个保护系统密闭循环, 整个施工过程连续快捷、安全可靠。

该项工艺主要优点有: (1) 采用高粘液体与氮气组合作为冲砂介质, 携砂能力强、摩阻小、对地层的伤害较小; (2) 连续油管作业无需压井作业; (3) 泡沫流体的低密度特性能够有效地防止冲砂液倒灌入地层的发生; (4) 负压冲砂有助于低压气井的诱喷和排除井内积液。

2 工具组合和冲砂方式及工艺参数

2.1 工具组合

负压冲砂工具采用环压式与连续油管连接, 结构采用4喷嘴 (4.6mm) 结构, 分作两组:前向直喷嘴1个, 松动前段砂桥;后端倾斜喷嘴3个, 呈120°均匀分布并与前向错开60°, 起到向后输送砂粒的作用, 具体结构形状见图1。

2.2 冲砂方式

由于负压冲砂介质中伴有液氮, 在选取冲砂方式时需要进行多方面的考虑, 其中选取合适尺寸的连续油管, 并形成合适尺寸的返砂通道尤为重要。在最为常见的正冲方式中, 一般要求连续油管尺寸可以顺利到达指定位置, 并与井内滑套内径之间形成正常返砂通道;同时连续油管尺寸可以满足施工泵注排量要求, 避免形成较大泵注压力。正冲冲砂方式见图2。

2.3 泵注参数的确定

为达到负压冲砂的目的, 泵注期间井底流压应小于地层中部流压, 采用胶液混合泡排剂和液氮同注的方式, 形成低密度多相流体, 同时提高携砂能力和返出能力, 气液混合流体的动密度见表1。

两相介质密度的表示方法:

(1) 两相介质的流动密度ρm

单位时间内流过流到某一界面的两相介质质量和体积之比。

(2) 两相介质的实际密度ρ0

即单位体积内两相介质的质量, 反映了存在于流道中的两相介质的实际密度。

通过以上两相流体密度计算公式计算负压冲砂作业时流体介质的密度, 并根据表1确定施工作业参数。

3 结束语

通过负压冲砂工艺的现场应用得出结论, 水平井负压冲砂有效防止冲砂液漏失, 能够顺利建立起油套循环, 并且冲砂洗井后能够迅速恢复生产, 产量还有一定的增加。负压冲砂技术是清除低压油气井井底出砂的一项有效措施。负压冲砂工艺已取得明显效果, 在保护气层方面初见成效, 随着该工艺不断改进和完善, 对低压气井的增产, 将发挥更大的作用。

参考文献

[1]付刚旦, 王晓荣, 赵粉霞, 等.低压低产气井连续油管冲砂试验及分析[J].钻采工艺, 2006, 29 (6) :59-61.

[2]赵章明.连续油管工程技术手册[M].北京:石油工业出版社, 2011.

[3]连续油管氮气泡沫冲砂工艺在涩北气田的成功应用[Z].2013, 36 (5) :38-44.

[4]胡昌德, 等.涩北气田连续油管冲砂作业分析[J].天然气工业, 2009, 29 (7) :85-88.

[5]张广泰, 韩成才.水力学与水力机械[M].西安:陕西科学技术出版社, 1996.

[6]刘希圣, 等.关于确定合理环空返速问题的探讨[J].石油钻采工艺, 1984, 2 (1) :18-21.

油管工艺 篇10

关键词:油管清洗机,改造,优化,效果

0.引言

油管主要用于各油 (气) 田开发过程中, 实施采油、采气、压裂、酸化、注水、注气、修井等多种作业用途, 油管下在套管内, 将油 (气) 引导到地面。油管在井内必须能经受管柱周围流体产生的外挤力、油管内流体的内压力以及自身重力产生的拉伸载荷, 而且还应能经受井内流体的腐蚀作用。众所周知, 温度的降低使原油黏度增加, 附着在油管表面的趋势增加。当温度低于析蜡点时, 会使原油凝固在油管壁面。压力的降低, 使原油中的轻质组分挥发, 重质成分特别是胶质、沥青质附着在油管或近井地带造成污染。一般而言, 油层石油中的蜡为溶解形态, 其中石蜡在的溶解度与温度变化成正比例关系;石油本身的性质以及溶解气和石蜡的含量等因素, 也对石蜡在石油中的溶解度产生不同程度的影响和作用。对于油井井筒而言, 石油自井底位置流至井口出, 并且随温度以及压力的不断降低而逐渐逸出来, 此时溶解在石油中的蜡结晶后析出。随着温度的不断降低, 促使石蜡析出, 结晶体也随之增长、增大, 随后聚集、沉积在油管壁上, 结蜡问题由此产生。油井结蜡沉积在油管壁上, 减小了流体的过流面积, 增加了流动阻力, 影响油井的生产。在人工举升油井中, 蜡沉积在举升设备上 (如抽油泵的阀上、油管的内壁上) , 将会影响举升设备的正常工作, 严重时将会使举升设备失效, 使油井产量大大下降。

1. 当前油管清洗过程中面临的困境

1.1 油管清洗机的工作特性

就清洗机而言, 主要有两种方式, 即热煮法和热辐射法。其中, 热煮清洗机的应用原理, 主要是在密闭容器中安装旋转系统, 这样可以确保油管在容器中自由旋转;同时, 还在容器的底部位置布设两套热辐射管, 并且将天然气火焰以及热气辐射至液体, 通过对清洗液进行加热, 使油管旋进, 从而实现油管加热之目的。在油管旋出液面过程中, 建议用水对油管内壁进行冲洗, 然后将油管转入传输线;同时, 还要在传输线的一端布设具有热水外壁环喷功能的清洗设施, 当油管向外传输时对外壁进行冲洗干净。密闭容器中, 布设沉淀箱、排污设施, 并且利用泥浆泵排净污泥。对于热辐射清洗机而言, 其基本工作机理是由热源基于铝钛合金反射板将热能辐射至油管之上, 以此来促使油管升温;完成该环节的加热以后, 将油管运行至密闭容器内, 并且在容器底部布设两套直燃加热器 (天然气) , 对容器中的液体进行加热, 然后用热水冲洗油管壁;将油管运到传输线, 在容器一端布设油管外壁清洗喷头, 以此来冲洗外壁。

基于对油管清洗机以及相关物理清洗法的综合应用考虑, 因稠油熔点相对较低, 采用柴油浸泡等传统清洗方法, 势必严重污染环境, 所以对稠油以及结蜡油管进行清洗时, 建议采用自动化节能环保型清洗设施和技术工艺。

1.2 存在问题

箱体内有两台耐热潜水泵用来冲洗油管的内外壁, 因潜水泵长期泡在80℃~90℃的热水中, 驱动电机在高温环境下工作极易损坏, 修好的电机有时用上一两月、有时用十来天就烧坏了, 每次修电机得要四五天时间, 频繁地停机修理严重影响了工作效率。

从实践来看, 油管内壁上的附着物具有液固两相性, 而且其黏度于相变点处随着温度的不断变化而变化, 即随之升高而降低。基于对附着物的该种特性分析, 建议采用加热油管的方法来降低除油难度。具体而言, 可采用的清洗方法是蒸汽车、热煮池以及中高频加热等多种类型的清洗方式。在传输时, 油管外壁上附着的原油会对传输滚轮造成污染, 为了能够有效避免油管清洗过程中产生二次污染, 建议先对外壁进行清洗, 这有利于保证油管外壁清洁。由于工人的劳动强度非常大, 而且对环境会造成污染, 因此该种方法和工艺逐渐被高压水射流清洗机取代, 清洗外壁时需固定高压水喷头, 油管旋转、前进, 可以有效清洗外壁。一般而言, 油管较细, 高压水射流也存在着清洗不到之处, 几乎无法有效清洗干净。

对于传统油管清洗机而言, 其缺点主要表现在以下几个方面:

第一, 能耗比较高, 而且安全性差。该设备需加热, 而且需要不断进行加热, 保持使箱体中的水高温。

第二, 会造成环境污染。箱内污油清洗时, 其浮在水表面上, 而且油管升出水面以后, 又会受污油的影响。对此, 可在出口位置布设钢丝刷轮组, 目的在于对外壁进行清洗。由于箱内布满轮盘以及油管等位置清理难度比较大, 实践中为了能够有效避免清淤时出现污水横流现象, 因此在热煮箱周围需建排水沟或者集污池。

第三, 故障发生率比较高, 维修难度较大。其机械传动机构都在箱体内, 机械手动作时间、轮盘齿槽运转位置等要求配合精度很高, 容易发生卡油管问题。而且发生故障后难以排除, 操作人员要求技术素质高。

2. 油管清洗机改造工艺的优化措施

2011年底投用的一台油管清洗机, 其工作原理是靠天然气直燃机加热箱体内的水至80℃~90℃的高温, 来熔化油管内外壁的蜡质物, 达到解堵的目的, 箱体内有两台耐热潜水泵用来冲洗油管的内外壁。因电机长期浸泡在80℃~90℃的热水中, 密封件在高温环境下极易损坏, 密封件损坏了就导致了电机进水, 电机一进水自然就烧坏了。如图1所示, 电机频繁烧损的问题反馈给厂家也没有好的解决方法。我们经过反复讨论, 大家在想, 如果把电机放在高温液体外面, 问题不就解决了, 在2013年对其进行了改造, 淘汰了两台耐高温潜水泵不用, 根据工作参数、空间布局, 挑选了两台液下泵, 经过改装后, 由于电机装在水槽外面, 从根本上解决了驱动电机经常因高温运行而损坏的问题, 自7月改造至今, 再没有发生过烧电机的故障。如图2所示, 这项改造成果大大降低了维修成本, 按平均两月修一次电机计算, 两台泵一年要修12台次, 每台次光修理费要2000元, 仅这一项一年节约2.4万元的修理费, 还不包括频繁更换设备的人工费和误工损失。这项改造成果也进一步提高了设备的工作效率。

3. 油管清洗机改造工艺的应用效果

2015年开始又对生产方式进行了优化, 以前是“油管清洗机”每次只生产当班够用的油管, 几乎每天都启动设备工作, 2015年开始要求启动一次“油管清洗机”时要把清洗的油管放满所有管架, 基本够一周的生产需求, 这样就减少了设备启动次数, 同时也达到了节约天然气的效果。

结论

通过表1可以看出, 对油管清洗机装置系统进行改造和生产方式的优化, 仅就2014年与2015年相比生产修复油管效率提高了129% (2014年修复油管88192米, 2015年生产修复油管202000m) ;在产量翻翻情况下, 天然气消耗每年节约32000m3, 节约天然气费用7.5万元;2015年完成修复油管产值404万元, 2014年完成修复油管产值176.38万元, 2015年比2014年修复油管产值增加了227.62万元, 产值增加比为129%。真正起到了提高生产效率, 降低生产成本的效果。为采油一厂的修旧利废、降本增效工作做出了重大贡献。

参考文献

[1]邢雪阳, 赵健, 郭公浦, 等.自旋式高压旋转射流清洗油管装置的设计与研究[J].清洗世界, 2016 (1) :17-21.

[2]赵军友, 刘祥猛, 张振国, 等.油管清洗特种车关键技术研究[J].清洗世界, 2015 (2) :24-28.

[3]陈新兵, 付海军, 张永斌, 等.一种新型油管清洗伸缩式刮刀在油田水井管除垢工艺上的应用[J].化工管理, 2014 (24) :197.

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