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集输管线结垢腐蚀的机理分析与防护措施

2021-09-10孙磊

油气·石油与天然气科学 2021年7期
关键词:机理防护措施

孙磊

摘要:石油资源作为我国重要的能源来源之一,在采集过程中的效率与稳定性都是人们非常关注的问题。在石油采集过程中经常会出现结垢与腐蚀的问题,严重的情况下会导致采油工作开展的效率受到影响。根据现今我国采油集输管线的结垢腐蚀情况来看,本文先针对于集输管线结垢机理进行介绍,并对结垢所出现的现象缓解途径进行介绍,最终对相应的防腐机理与防护策略展开分析,促进我国输油工作开展的稳定性与安全性。

关键词:集输管线;结垢腐蚀;机理;防护措施

当采油集输管线出现严重的结垢及腐蚀问题时,不但会使得原油的集输效率严重下降,而且还可能会威胁集输管线的运行安全,因此,对结垢及腐蚀问题进行深入研究十分重要。

1.采油集输管线结垢机理

在对采油技术管线的正常使用过程中,会有多种的因素导致其出现结垢的问题。

(1)在经常的使用过程中,水中有大量的难溶解的盐分子时,在对这些分子在进行输送的过程中,就会出现下沉聚合的现象,继而导致管线中出现大量的沉淀堆积,从而形成了管道中的结垢问题。

(2)一些盐类分子会在结晶的作用辅助之下,出现化学作用或者是晶体出现组合,从而产生了一些新的微晶体,新的晶粒出现会导致大面积的堆叠与沉淀。再者,当晶体出现大面积的堆积时,还会出现晶体不断长大的情况,在此时出现沉淀就会形成大面积的污垢。

(3)在不同的条件发展之下,管线中的结垢也会呈现出不同的表现。从晶体存在的动力学角度来看,整体的结构就是离子在饱和溶液是出现结晶的情况,而后晶体就会不断的出现积累与成长,其在与不同的分子或者晶体进行聚焦,最终就会出现一些难以进行处理的巨大沉淀物,严重的阻碍着采油集输管线的正常使用。集输管道中的原油都是没有经过处理的,所以就会含有大量的硫化物等腐蚀性成分,对于管道能够产生最为直接的影响。并且集输管道在使用中与集输设备之间是直接连接的,集输设备是属于电气化设备,所以在实际的使用中不可避免的存在杂散电流,根据现今的调查研究工作开展,这些杂散电流的存在也会引起比较严重的电化学腐蚀现象出现,导致管线中出现结垢的问题。

2.现阶段缓解结构现象的技术

2.1接转站分水

为了能够更好的做好集输管线的结垢预防控制工作接转站的分水可以说是最为有效的一种方案。在接转站进行分水,可以将结垢出现的原因消除掉,并有效的降低后续工作中出现结垢的可能性。在进行处理的过程中,接转站的分水可以将输送过程中含有的钙镁离子降低,这些离子的存在就是导致出现结垢问题的主要原因。在保障采油集输过程安全的同时,还要具备有效降低污水处理的难度,对于缓解管线输送压力起到了重要的作用。

2.2加药防垢

在对阻垢剂进行使用时,存在着一些弊端与问题,例如在油田水中有着含量较高的矿化度,就会导致处理的效果降低或减少,在大多数的油田中使用的聚合物阻垢剂,就其自身来讲并没有严格的使用要求与标准,所以在随意使用之后就会带来非常严重的后果,可能会对周边的水体造成污染,继而增加了采油工作开展后期污水处理的难度与成本。对于一些已经结垢的位置,或者是出现了析出结晶的情况的水体,都不能使用加药防垢的方式进行处理,所以该技术在实际使用中有着非常大的局限性。

2.3磁防垢

磁防垢是一种新兴的技术,在对该技术进行使用时成本比较低,只需要在每毫升三千毫克的水溶液中添加盐,就能够有效的降低集输管道出现结垢问题的现状。一般情况下,当其中的含盐量比较低时,防垢的效果就会更加的明显,但是当盐的含量比较高时,实际上使用的处理效果就会削弱。

2.4除垢器

除垢器實际上是对所有可以进行防垢处理设备的总体称呼,在现今的石油采集中使用最多的就是超声波除垢器,该设备主要是降低无机盐沉淀的工作原理,将水中能够形成污垢的物质除去。一般情况下,在对该技术进行现实的使用时,需要铺设比较长的设备管线,所以有着非常高的使用成本,在处理工作开展的过程中有着非常大的难度。随着不断的发展又出现了新型的除垢设备,该设备在使用中能够将垢离子吸附到设备的周边,有效的降低了管线中存在污垢的问题。

3.采油集输管线腐蚀机理与保护策略分析

油田在生产原油的过程中会出现大量的电解质,如果不能在工作中将其及时采取措施进行处理的话,就会导致采油输油管线因为长期受到电解质的化学腐蚀,导致使用寿命降低的情况出现,会造成石油企业的经济巡视与安全事故等问题。对于集输管线中出现结垢问题,使用最为常见的方法就是电解质防止出现结垢,主要是将水资源作为了中间介质,实现对石油资源的简单分解。但是水资源中含有导电性,会对石油中的碳酸钙等成分进行破坏,就会在集输管道内出现结垢问题。

3.1涂层保护

管线中使用涂层保护,是一种超前的保护策略,在石油集输管线的内外管壁中涂抹一些防腐涂料,能够降低管道壁因为受到腐蚀性的可能,促使其整体防腐效果得以提升。但是,在不同的情况下,根据介质存在类型的不同,腐蚀能力与实际的作用范围也并不一样,在实际的工作中使用这样的方法有着非常大的难度。对采油集输管线做好防渗透性能处理与抗腐蚀性能处理工作之后,就需要根据油田的不同情况,选择出最为合适的适应性能好的涂料进行使用。

3.2电化学保护

管线出现腐蚀,电化学因素也是非常重要的,电极电位对于腐蚀程度的影响是非常严重的,所以在金属的外部还需要做好阴极极化与腐蚀程度处理工作的开展,实现对管线中电位的控制以及整体保护工作开展。当出现的腐蚀情况比较严重时,就必须要采取使用阴极阳极配合的保护方法,从而对管线的保护工作开展取得不错的效果。

3.3涂层与电化学联合防护

在对管线使用涂料进行防护工作开展的同时,对于一些会裸露部分的保护并不是非常充足的情况,就需要配合性的使用电化学防护,对整体的施工工艺进行处理,促使其更加符合实际应用中的工况需求。在对一些腐蚀情况比较严重的管线中,需要将涂层与电化学联合使用进行防护工作的开展,从而在优势上形成彼此的互补,更好的完成管线防护控制工作的开展。

3.4钢材复合管线防护

钢材复合管线防护技术的使用,是一种新型的针对于管线防护处理的方式,有效实现电化学腐蚀预防控制的技术类型,钢材复合管线。针对于一些盐碱地中常见的管线容易受到腐蚀的情况,这时候就需要使用自身有着较好较强抗腐蚀性的复合钢材,对采油集输管线进行铺设,能够从根本上降低管线受到腐蚀的可能性,并有效的延长了管线使用的寿命。

4.结语

在采油集输管线的应用过程中,防止集输管线出现结垢与腐蚀,不仅能够提升传输工作开展的效率,也是保障传输产品品质的重要途径之一。在对实际存在问题的解决过程中,需要做好对实际情况的控制工作,重点是针对于结垢与腐蚀问题的解决,从而能够在工作开展中更好的满足油田对于生产开发所提出的客观性需求,能够获取到更多提升经济效益与社会效益的机会。

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