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輸油管道的清洗工作探討

文檔作者：焦衛(wèi)華，王志華，王文虎文檔來(lái)源：延長(zhǎng)油田股份有限公司定邊采油廠		更新日期： 2026年05月13日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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·140· | 工程設(shè)備與材料 | Engineering Equipment and Materials 2020 年第 15 期
輸油管道的清洗工作探討
焦衛(wèi)華，王志華，王文虎
（延長(zhǎng)油田股份有限公司定邊采油廠，陜西 榆林 718600）
摘 要：當(dāng)前，我國(guó)石油主要是通過(guò)管道運(yùn)輸?shù)模凸艿肋\(yùn)輸具有經(jīng)濟(jì)效益高、運(yùn)輸便利等明顯優(yōu)勢(shì)。然而，由于一
些管道已經(jīng)運(yùn)行了很多年，在管道內(nèi)部形成了很多的蠟和污染物的沉積，因此必須對(duì)輸油管道進(jìn)行定期清洗，以免對(duì)管
道運(yùn)輸?shù)陌踩斐蓢?yán)重影響。基于此，文章通過(guò)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法以及文獻(xiàn)法對(duì)輸油管道的清洗工作進(jìn)行了分析，以供參考。
關(guān)鍵詞：輸油管道；清洗工作；清洗方法；管道運(yùn)輸
中圖分類(lèi)號(hào)：TE973 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-2789（2020）15-0140-02
作者簡(jiǎn)介：焦衛(wèi)華，男，本科，工程師，研究方向：注采工藝。
石油管道運(yùn)輸，特別是在長(zhǎng)途運(yùn)輸方面，比其他運(yùn)
輸方式具有明顯優(yōu)勢(shì)，不僅運(yùn)輸成本低、易于使用，而
且可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)輸。雖然石油管道運(yùn)輸行業(yè)具有上
述優(yōu)勢(shì)，但由于石油產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間存在于管道中，諸如蠟
和石油產(chǎn)品中的污垢等雜質(zhì)會(huì)黏連在管道的內(nèi)壁上，增
加一定的阻力，導(dǎo)致運(yùn)輸過(guò)程出現(xiàn)一些問(wèn)題，因此管道
清洗工作十分有必要。然而，我國(guó)目前的輸油管道已經(jīng)
有多年沒(méi)有清洗，因此在清洗的時(shí)候，還需要注意管道
清洗技術(shù)的選擇，確保有效清洗管道，使其能夠安全運(yùn)行。
1 管道清洗的基本方式及原理
當(dāng)前，輸油管道的清洗方式主要有三種。（1）物
理清洗。目前，可以選用的管道清管器有很多類(lèi)型，管
道清管器利用原油流通時(shí)的壓力或水動(dòng)和氣動(dòng)壓力，通
過(guò)自身對(duì)輸油管道的過(guò)盈量來(lái)刮管道內(nèi)壁，以此將管道
內(nèi)壁中的污垢清除，然后再通過(guò)石油流通的壓力將其運(yùn)
走。（2）用大量水清洗。該技術(shù)是從其他Pipeline 清洗
技術(shù)中借鑒的，因?yàn)樗牧鲃?dòng)速度很快，所以可以清潔
管道中的油污。但該方法不適用于清洗較長(zhǎng)的管道，需
要通過(guò)不斷改進(jìn)工藝和創(chuàng)新技術(shù)以使其適用于清洗較長(zhǎng)
的輸油管道。（3）化學(xué)清潔。分析石油污染物成分，
利用化學(xué)手段溶解這些物質(zhì)。化學(xué)清潔通常在物理清洗
之后使用，在物理清洗之后，還要對(duì)管道中一層薄薄的
污垢進(jìn)行溶解，經(jīng)過(guò)多次溶解能將污垢徹底清理干凈[1]。
2 輸油管道常用清洗技術(shù)
目前，輸油管道的清洗有六種技術(shù)較為常見(jiàn)，分別
是清管器清洗技術(shù)、高壓水流清洗技術(shù)、多元復(fù)合物理
清管技術(shù)、化學(xué)清洗技術(shù)、氣脈沖清洗技術(shù)以及空穴射
流清洗技術(shù)。每種清洗技術(shù)都有不同的特點(diǎn)，所以必須
分別進(jìn)行討論。
2.1 清管器清洗技術(shù)
最廣泛使用的輸油管道清洗技術(shù)就是清管器清洗技
術(shù)，即通過(guò)發(fā)射器將清管器放在輸油管道內(nèi)布線，并且
使它們能夠穩(wěn)定地傳輸信號(hào)，從而使監(jiān)視和跟蹤變得更
加容易。清管器可以通過(guò)背壓改變運(yùn)行速度來(lái)達(dá)到完美
的清潔效果。在實(shí)際的清洗作業(yè)中，應(yīng)根據(jù)具體情況選
擇清管器的種類(lèi)和數(shù)量，其中最小清管器直徑Dmin=m-
2n-2t，最大清管器直徑Dmax=(m-2n)×(105% ～ 115%)。
其中，m 為管道外徑；n 為管壁厚度；t 為垢層厚度。不
同的清管器類(lèi)型不同，發(fā)揮的作用也不同，要在正確了
解該類(lèi)型清管器作用的基礎(chǔ)上，選取清管器。如果選擇
不當(dāng)，那么就會(huì)使輸油管道不能正常工作，進(jìn)而出現(xiàn)嚴(yán)
重的安全事故。如果對(duì)清潔的需求很高，那么可以將許
多清管器同時(shí)送入輸油管道中，以提高清潔效果。在清
潔過(guò)程中，清管器經(jīng)常使用相互組合的方式進(jìn)行工作并
共享協(xié)作以提高清洗效率。影響清管器的效用的主要因
素是背壓的大小和前方污垢阻力大小。當(dāng)背壓增加時(shí)，
去除污染物的能力就增加，并且對(duì)堆積在前面的清管器
具有更大的抵抗力；但是如果改變壓差，那么就會(huì)在一
定程度上影響效果[2-3]。
2.2 高壓水流清洗技術(shù)
高壓水流清洗處理系統(tǒng)主要由清洗系統(tǒng)、管道系統(tǒng)
和噴射流系統(tǒng)組成。（1）這種清洗技術(shù)施工周期短、
造價(jià)低，對(duì)地層或沉積物有良好的清潔效果。適用于彎
道相對(duì)較短，長(zhǎng)度清洗小于100m 的短距離管道，如站
用管道。（2）此清潔方法不適用于彎曲度較大的三通
道或一些復(fù)雜管道，并且這種清洗過(guò)程無(wú)法快速處理干
凈，所以會(huì)在一定程度上造成環(huán)境污染。（3）由于清
洗形高壓頭的直徑為DN5 ～ 100mm，因此該清洗技術(shù)
最適合DN25 ～ 250mm 的管道。在過(guò)程清洗中，通常
使用高壓流的沖擊力，以去除管壁上的污漬；然后通過(guò)
水流將清理下來(lái)的污漬帶入地勢(shì)低洼處，由抽污泵抽走。
由于高壓水流清洗中使用的是水，因此此清洗過(guò)程是環(huán)
保、無(wú)污染的，且價(jià)格很便宜。與其他清洗技術(shù)一樣，
高壓水流清洗的方法也有缺點(diǎn)，如清洗的距離太短，并
且高壓水流容易使人受到傷害[4-5]。
2.3 多元復(fù)合物理清管技術(shù)
結(jié)合清管器和高壓水噴射技術(shù)，現(xiàn)如今還有了先進(jìn)
的混合物理清管技術(shù)，這是一種新技術(shù)。將清洗儀器投
入管道中，在水力的推動(dòng)下旋轉(zhuǎn)行進(jìn)，水流自尾翼壓入
內(nèi)振系統(tǒng)，猛烈收縮又膨脹，經(jīng)過(guò)反復(fù)多次就會(huì)生成無(wú)
數(shù)空泡，然后匯入噴嘴后，在清洗儀器前方散射出爆破
性沖擊射流，再對(duì)管道中的污垢進(jìn)行強(qiáng)力擊打，清洗下
來(lái)的污垢與射流一道匯聚成射流，最后直達(dá)排污口，原
理如圖1 所示。
圖1 清垢原理示意圖
在實(shí)際的工作中，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）作為物
理清洗，具有保護(hù)環(huán)境、減少污染、防止管道腐蝕、減
2020 年第 15 期 Engineering Equipment and Materials | 工程設(shè)備與材料 | ·141·
少有毒氣體產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)。（2）其清洗管道的速度極快。
（3）還可以清洗一些頑固的管垢，如硅酸鹽、硫酸鹽
以及碳酸鹽等。（4）能夠通過(guò)曲率半徑小于1D 的彎管，
且沒(méi)有數(shù)量限制。（5）只要管線不完全阻塞就可以一
直清洗。
鑒于上述優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中獲得了良好的
結(jié)果。中原油田和長(zhǎng)慶油田均采用了這種清洗管道的技
術(shù)，并且取得了良好的清潔效果。
2.4 化學(xué)清洗技術(shù)
目前，我國(guó)的清洗化工技術(shù)主要由水溶性清洗技術(shù)
和脂溶性清洗技術(shù)組成。在某些清洗中，必須根據(jù)實(shí)際
需要選擇合適的化學(xué)清潔技術(shù)。當(dāng)然，也可以將其他化
學(xué)成分添加到該化學(xué)清洗劑中，這樣可以更好地提高其
清潔效果。化學(xué)清洗技術(shù)清洗不適合在中型管道中使用[6]，
另外，由于它不能完全被放到管道中，因此不適合用于
具有大量管道污染和大規(guī)模管道清理的過(guò)程中使用。不
過(guò)在特定的清洗載體和清洗目標(biāo)下，化學(xué)清洗仍發(fā)揮著
巨大的作用，化學(xué)清洗具有靈活性強(qiáng)、對(duì)管道形狀無(wú)要
求、速度快、清洗徹底等優(yōu)勢(shì)[7]。
化學(xué)酸洗清洗技術(shù)的特點(diǎn)：（1）化學(xué)清洗技術(shù)適
用于各種直徑較大、彎頭較多和復(fù)雜的管道清洗中，其
清洗程序簡(jiǎn)單、快捷[8]，適用于對(duì)頑固污垢的清洗，如
游離碳酸鹽和硫酸鹽等。（2）該方法是用酸性物質(zhì)來(lái)
清洗的，相對(duì)有較高的成本，并且不正確的施工很容易
造成環(huán)境污染、危害工作人員的健康，同時(shí)用酸性物質(zhì)
清洗管道，管道容易腐蝕，因此不適合在抗腐蝕性低的
管道中使用[9]。（3）由于酸和油難以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，
因此不適合用于清洗含油量高的管道。
2.5 氣脈沖清洗技術(shù)
在氣脈沖清洗技術(shù)中，壓縮空氣用作能源，水用作
清洗介質(zhì)，由空壓機(jī)送出的高壓氣流，通過(guò)脈沖震蕩發(fā)
生器，與水一起形成脈沖和高壓水氣流，在脈沖的向下
傳播過(guò)程中，使管內(nèi)形成高速水氣湍流，伴隨管道內(nèi)硬
性雜質(zhì)（沙子、礫石、鐵銹渣等的顆粒）產(chǎn)生摩擦效果，
以使管道內(nèi)的污垢掉落，從而使污垢沿著出口從管道中
排出來(lái)[10]。特點(diǎn)如下：（1）將氣體供應(yīng)到管道網(wǎng)絡(luò)的
入口時(shí)，就可以使用氣脈沖清洗的方法。根據(jù)管道的具
體狀況，一次可以清洗1 ～ 2km，并適合各種直徑大小
在DN25 ～ 800mm 管道。（2）1.6MPa 的空氣壓縮機(jī)
適用于清洗軟質(zhì)垢。
2.6 空穴射流清洗技術(shù)
空穴射流清洗技術(shù)在流動(dòng)動(dòng)力學(xué)中采用“空心效應(yīng)”
原理。空穴射流清洗技術(shù)可以選擇噴射水槍?zhuān)?dāng)它進(jìn)入
管道時(shí)，會(huì)被流動(dòng)壓力迅速推出。并且水的射流會(huì)迅速
增加，與此同時(shí)還在快速旋轉(zhuǎn)。通過(guò)該區(qū)域的水發(fā)生蒸
發(fā)，形成的小顆粒氣泡會(huì)爆炸，從而使得強(qiáng)大的微型噴
口會(huì)立即被壓縮，直到它們爆炸噴射在管道壁上，從而
徹底清除管道污垢。其特點(diǎn)如下：（1）這種清洗技術(shù)，
技術(shù)簡(jiǎn)單明了、設(shè)計(jì)周期短、成本低，無(wú)論硬垢、軟垢，
清垢效果都很理想。它適用于長(zhǎng)距清洗，并且可以從頭
到尾進(jìn)行所有管道的清潔；適用于筆直的管道，如單井
管道。（2）該方法不適用于具有可變直徑內(nèi)壁和三通
閥的管道清洗，在清洗過(guò)程中污油和淤泥不能立即回收，
所以對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定的污染。（3）使用這種方法清
洗需要管道中有高壓，所以這很容易在低壓管線清洗的
過(guò)程中造成一些不良后果。（4）由于閥塊很難清洗干凈，
所以這種清潔方式僅適用于直徑大于DN40mm 以上的
管線。
3 各類(lèi)清洗技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比
（1）無(wú)論采用何種清洗技術(shù)，更換管道的成本通
常為1/3 ～ 1/10。（2）物理清洗技術(shù)在Φ89mm 的管
線中酸洗費(fèi)用為24000 元/km，清洗DN80 管道的實(shí)際
成本與一般的基本相同，只有規(guī)格較低的管道的清洗成
本低一些。總之，管道的直徑越大，清洗的成本就越高。
4 結(jié)束語(yǔ)
管道清洗是石油行業(yè)的主要關(guān)注點(diǎn)，使用清管器清
洗技術(shù)和高壓水射流清洗技術(shù)的效果都不太理想，并且
還會(huì)很容易產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)。因此，目前多元復(fù)合物理清
管技術(shù)應(yīng)用較多，其他技術(shù)輔之。希望通過(guò)文章對(duì)輸油
管道清洗工作的分析，對(duì)今后輸油管道清洗的相關(guān)工作
有一定的參考價(jià)值。
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