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CN104001699A - 一种油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置 - Google Patents

一种油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，包括清洗箱、空压机和加热装置，加热装置的热水出口与清洗箱的热水进口相连接，加热装置的冷水进口与清洗箱的底端出水口相连通，形成清洗液加热的封闭回路，清洗箱的又一出水口经循环泵和单向阀与脉冲发生器的出口汇合后与被清洗管路入口相连通，被清洗管路的出口经单向阀连接到清洗箱中，空压机经电磁阀与脉冲发生器的入口相连，配电柜分别于空压机、加热装置、循环泵和电磁阀相连。实现了物理清垢和化学清垢的结合，通过两者的结合，可以去除难溶性的污垢和一些复杂管路的污垢，实现多功能多选择性，实现高效作业，清洗装置的一体化，比单一化学清洗或单一物理清洗效果更为突出。

Description

一种油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置
技术领域
本发明属于工业清洗技术领域，涉及石油天然气复杂管路结垢堵塞的清洗，尤其涉及一种油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置。 
背景技术
油田开发中地面集输设施承担着加热分离输送功能，集输设备及流程多样化，有温度压力变化引起的结垢、有流体成分不配伍引起的结垢，结垢则导致设备管路损坏，能耗的上升，流体无法输送，停产、经济损失大、生产效率低，因此清垢和防垢是一项十分重要的工作。 
清垢技术，目前发展主要有化学法、化学法可溶解碳酸盐垢、硫酸盐垢、但对于钡锶垢常常无效，物理清垢技术有各类专利发明的清管器，该清管器有机械的、水力空穴的、其中以水力空穴为原理的管路清管器因其应用技术效果好，方法简便，最为受到欢迎，但是此类管路清管器只能在直管路及转弯半径大于1倍管路直径中应用，但不能在支管路、变径管路、转弯半径小的复杂管路应用。 
若采用高频电磁清垢、则受介质浓度、流速变化及磁场强度的影响，影响其清垢效果，因此不确定性增强，效果较差。 
近年来油田大量采用增压加热输送一体化的增压撬装置，简化了建站模式，降低了建设成本。将原计量站分散建设的加热炉输油泵、计量管集中为一体，实现了简化布站，但该装置的复杂性集中在加热盘管要36道转弯，管径通常为ф89*4，加热后增压输送含水原油，由于各单井含水原油成分复杂通过混合加热条件导致结垢十分严重，垢型复杂多变，现有的清垢技术不能解决如此类复杂管路清垢问题、单纯的化学法不能溶解钡锶垢，单纯物理清管器易卡不安全，单纯气脉冲，对坚硬的垢，不易清洗，效果差。同时油田地形复杂分散不适应固定式清垢装置，因为其移动不变，需要耗费巨大的人 力物力。 
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供了一种油田用移动撬装式物理化学结合的清垢装置，以适应复杂工况、条件下的快速溶垢作业，实现了对各种管路中垢的快速清理。 
本发明是通过以下技术方案来实现： 
一种油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，包括清洗箱、空压机、加热装置和脉冲发生器，加热装置的热水出口与清洗箱的热水进口相连接，加热装置的冷水进口与清洗箱的底端出水口相连通，形成清洗液加热的封闭回路，清洗箱的又一出水口经循环泵和单向阀与脉冲发生器的出口汇合后与被清洗管路入口相连通，被清洗管路的出口经单向阀连接到清洗箱中，空压机经电磁阀与脉冲发生器的入口相连，配电柜分别于空压机、加热装置、循环泵和电磁阀相连。 
所述的加热装置包括油箱、锅炉和热泵，所述的油箱与锅炉相连，锅炉的热水出口经热泵后与清洗箱的热水进口相连接，锅炉冷水进口与清洗箱的底端出水口相连通，形成清洗液加热的封闭回路，配电柜分别于锅炉和热泵相连。 
清洗箱上设置有对被清洗管路的出口流入其中的清洗液残液进行过滤的过滤器。 
所述的清洗箱中设置有温度检测探头，温度检测探头与温度检测器相连。 
所述的清洗箱中设置有对残余清洗液浓度进行检测的浓度检测器。 
脉冲发生器与清洗箱的汇合口之间连接有单向阀，脉冲发生器与清洗箱的汇合口与被清洗管路入口之间连接有单向阀。 
所述的配电柜为发电机。 
所述的配电柜包括发电机和控制柜。 
所述的清洗箱、空压机、加热装置、循环泵、脉冲发生器和配电柜安装在钢制底板上，所述的钢制底板安装在卡车上。 
所述的清洗箱为化学配液箱，该化学配液箱分成碱性清洗液配置池和酸性清洗液配置池。 
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果： 
本发明提供的油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，通过设置清洗箱、空压机、脉冲发生器和加热装置，实现了物理清垢和化学清垢的结合，通过两者的结合，可以去除难溶性的污垢和一些复杂管路的污垢，实现多功能多选择性，实现高效作业，清洗装置的一体化，比单一化学清洗或单一物理清洗效果更为突出。空压机给脉冲发生器提供产生脉冲的气源，气体和清洗箱中的清洗液充分混合后，在单向阀的作用下，定时定量的将气液混合物送入被清洗的管线内。由于气压产生变化气液混合物被压缩成无数微小的气泡并瞬间爆裂，产生很强的冲击波，把垢质从管壁上清除掉。同时，气液混合物在管线内有形成层层脉冲波浪，掀起管中的沉积垢质，便于水流将垢质冲击管外。同时需要加热清洗液时，通过加热装置可以对该清洗液进行加热，增加了反应速度，满足了化学反应条件。 
进一步地，由于该装置配备配电柜，因此自备了电源可给空压机、输送泵等快速提供动力，解决了清洗地无电力及电力不足。 
进一步地，由于化学配液箱分成了碱性清洗液配置池和酸性清洗液配置池，因此可以对不同性质的污垢进行清洗。 
进一步地，将上述装备组合成为一体，安装在钢制底座上，整体安装在卡车上，并对其进行配重布置，经配重实现车载的重心不发生偏移，实现了安全移动，满足了多站、快速清垢需求，减少了吊装搬运作业成本。 
附图说明
图1为本发明提供的油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置结构示 意图； 
图2为本发明提供的油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置安装布置结构示意图。 
其中：1为清洗箱；2为空压机；3为加热装置；31为油箱；32为锅炉；33为热泵；4为循环泵；5为脉冲发生器；6为配电柜；7为被清洗管路；8为电磁阀；9为单向阀。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述： 
参见图1、图2，一种油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，包括清洗箱1、空压机2、加热装置3和脉冲发生器5，所述的加热装置3包括油箱31、锅炉32和热泵33，所述的油箱31与锅炉32相连，锅炉32的热水出口经热泵33后与清洗箱1的热水进口相连接，锅炉32冷水进口与清洗箱1的底端出水口相连通，形成清洗液加热的封闭回路，清洗箱1的又一出水口经循环泵4和单向阀9与脉冲发生器5的出口汇合后经单向阀9与被清洗管路7入口相连通，脉冲发生器5与清洗箱1的汇合口之间连接有单向阀9，被清洗管路7的出口经单向阀9连接到清洗箱1中，空压机2经电磁阀8与脉冲发生器5的入口相连，配电柜6分别于空压机2、锅炉32、热泵33、循环泵4和电磁阀8相连，清洗箱1上设置有对被清洗管路7的出口流入其中的清洗液残液进行过滤的过滤器。其中，所述的锅炉32为电加热炉。 
进一步地，所述的清洗箱1中设置有温度检测探头，温度检测探头与温度检测器相连，当温度检测探头检测到清洗液温度过低时，启动锅炉对清洗液进行循环加热，从而保证反应速度。 
进一步地，所述的清洗箱1中设置有对残余清洗液浓度进行检测的浓度检测器，当浓度检测器检测该残余清洗液的浓度过低时，将该残余清洗液直接清理掉。 
进一步地，所述的配电柜为发电机，这样可以直接给该设备进行供电，输送动力或所述的配电柜包括发电机和控制柜，不仅保证了给该设备供电，同时还可以对该装置进行智能控制。 
进一步地，所述的清洗箱1、空压机2、加热装置3、循环泵4、脉冲发生器5和配电柜6安装在钢制底板上，所述的钢制底板安装在卡车上，这样将上述装置组合成为一体，安装在钢制底座上，整体安装在卡车上，就可以顺着卡车的移动而移动。 
参见图2，所配该装置的各部件安装位置，需要进行设计，需要经配重实现车载的重心不发生偏移，实现移动安全。 
进一步地，所述的清洗箱1为化学配液箱，该化学配液箱分成碱性清洗液配置池和酸性清洗液配置池，这样，该装置就可以同时清理不同性质的管垢。同时，所述的化学配液箱可以自动进行搅拌，这有增加了反应速度，可以实现对管道污垢的快速清理。 
具体的，该装置先将难溶的硫酸钡转换成碳酸钡 
BaSO4+Na2(CO3)→Ba(CO3)2+Na2SO4 
碳酸钡的溶解度远大于硫酸钡，在酸性条件下可溶性大幅上升，因此除垢效率大大提高。 
同时，采用脉冲发生器 
空压机将压缩气体送入脉冲发生器内，气体和清洗液充分混合后，在电磁阀的作用下，定时定量的将气液混合物送入被清洗管路7内。由于气压产生变化混合物被压缩成无数微小的气泡并瞬间爆裂，产生很强的冲击波，把垢质从被清洗管路7的管壁上清除掉。与此同时，气液混合物在管线内有形成层层脉冲波浪，掀起管中的沉积垢质，便于液流将垢质冲击管外。 
具体的，清洗作业将化学液加热至90-100℃，送至结垢的被清洗管路7中，间隔3-5分钟施加0.1-0.3MPa空气压缩空气、压缩空气通过脉冲发生器， 单向阀施加于化学液中形成化学液的冲击效应，进入管路引起水力振荡，产生水击、冲击管壁，剥离溶解垢物。 
本发明采用了化学及物理结合方式，解决了复杂污垢的清垢，化学清洗加热搅拌功能与脉冲发生器实现了结合、化学清洗液在水力冲击下，实现对难溶垢、较硬垢的清除，高效作业，自备发电机解决了单升站清洗动力不足的问题，清洗装置的一体化，实现多功能多选择性，比单一化学清洗或单一物理清洗效果更为突出。采用锅炉进行加热，对单纯的化学清洗来说增加了反应速度，满足了化学反应条件，可移动设计满足了多站、快速清垢需求，减少了吊装搬运作业成本。 
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (10)

1.一种油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，其特征在于，包括清洗箱(1)、空压机(2)、加热装置(3)和脉冲发生器(5)，加热装置(3)的热水出口与清洗箱(1)的热水进口相连接，加热装置(3)的冷水进口与清洗箱(1)的底端出水口相连通，形成清洗液加热的封闭回路，清洗箱(1)的又一出水口经循环泵(4)和单向阀(9)与脉冲发生器(5)的出口汇合后与被清洗管路(7)入口相连通，被清洗管路(7)的出口经单向阀(9)连接到清洗箱(1)中，空压机(2)经电磁阀(8)与脉冲发生器(5)的入口相连，配电柜(6)分别于空压机(2)、加热装置(3)、循环泵(4)和电磁阀(8)相连。
2.根据权利要求1所述的油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，其特征在于，所述的加热装置(3)包括油箱(31)、锅炉(32)和热泵(33)，所述的油箱(31)与锅炉(32)相连，锅炉(32)的热水出口经热泵(33)后与清洗箱(1)的热水进口相连接，锅炉(32)冷水进口与清洗箱(1)的底端出水口相连通，形成清洗液加热的封闭回路，配电柜(6)分别于锅炉(32)和热泵(33)相连。
3.根据权利要求1或2所述的油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，其特征在于，清洗箱(1)上设置有对被清洗管路(7)的出口流入其中的清洗液残液进行过滤的过滤器。
4.根据权利要求1所述的油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，其特征在于，所述的清洗箱(1)中设置有温度检测探头，温度检测探头与温度检测器相连。
5.根据权利要求1所述的油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，其特征在于，所述的清洗箱(1)中设置有对残余清洗液浓度进行检测的浓度检测器。
6.根据权利要求1所述的油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，其特征在于，脉冲发生器(5)与清洗箱(1)的汇合口之间连接有单向阀(9)，脉冲发生器(5)与清洗箱(1)的汇合口与被清洗管路(7)入口之间连接有单向阀(9)。
7.根据权利要求1所述的油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，其特征在于，所述的配电柜(6)为发电机。
8.根据权利要求1所述的油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，其特征在于，所述的配电柜(6)包括发电机和控制柜。
9.根据权利要求1所述的油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，其特征在于，所述的清洗箱(1)、空压机(2)、加热装置(3)、循环泵(4)、脉冲发生器(5)和配电柜(6)安装在钢制底板上，所述的钢制底板安装在卡车上。
10.根据权利要求1所述的油田用移动撬装式化学物理结合的清垢装置，其特征在于，所述的清洗箱(1)为化学配液箱，该化学配液箱分成碱性清洗液配置池和酸性清洗液配置池。
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