[发明专利]一种海上采油平台管线设备内部结垢问题的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，尤其涉及一种海上采油平台管线设备内部结垢问题的处理方法。 

背景技术

目前海上采油平台进行结垢处理时，通常采用单纯的添加阻垢剂或者进行酸洗换管等传统手段，部分平台采用机械除垢手段，目前已有的手段，或多或少都存在一些不足之处。在传统除垢方式中，最广泛使用的手段是酸洗，酸洗的过程主要是将管线设备停工，注入酸液溶解垢层，酸洗液主要成分为盐酸，浓度大约10%左右，其主要化学反映方程式为： 

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 

MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑ 

FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑ 

酸洗除垢相对而言成本较低，操作简便，但是与此同时，酸洗对表面泥沙沉积层较厚的结垢部位效果较差，且残余酸液容易造成污染，它对结垢的控制仅仅是降低垢层厚度，没有从垢层成因上解决，故而需要在管线使用期限内定期进行酸洗，比较耗费人力，且使用酸洗除垢，在垢层厚度降低后，易发生垢下腐蚀穿孔，本发明中采用电化学方法进行除垢，彻底避免了平台上管线酸洗的操作，不仅可以提高生产效率，还可以避免因酸洗造成的管线穿孔，大大提高了生产的安全性，添加阻垢剂也是平台常用阻垢手段之一，其机理通常有以下4点： 

1.分散作用 

低分子量的聚合物，一般有较高的电行密度，可产生离子间的斥力，共聚物还具有表面活性剂的特性，它们在溶液中把胶体颗粒包围起来呈稳定状态随水带走，胶体颗粒的核心也包括CaSO4和CaCO3等晶体，因此起到防垢作用， 

2.螯合和络合作用 

防垢剂把能产生沉淀的金属离子(阳离子)变成可溶性的螯合离子或络合离子，从而抑制阳离子(如Ca2+、Mg2+、Ba2+)和阴离子(CO32-、SO42-)结合产生沉淀，典型的有ATMP和EDTA， 

3.絮凝作用 

把水中含有CaCO3及CaSO4晶核的胶体颗粒吸附在高分子聚合物的链条上结成矾花悬浮在水中，起阻垢作用，典型的有聚丙烯酸胺和聚丙烯酸钠， 

4.晶格畸变作用 

在形成晶体垢的过程中，有高分子聚合物进入晶体结构，破坏了晶体正常增长，而使晶体发生畸变，改变了原来的规则结构，使晶体不再继续增大，从而防止或减轻结垢。单纯的添加阻垢剂进行除垢，往往很难达到较好的效果，原因有以下几点：其一，阻垢剂添加比例与剂量需要根据现场工况进行确定调整，此周期较长，当现场工况发生变化时，阻垢剂往往易失效，这时就需要重新确定添加比例及用量，在此过程中无法起到良好的阻垢效果，其二，阻垢剂的作用倾向于降低内部垢层形成趋势，延长结垢诱导期时间，无法从根源抑制结垢问题，并且随着时间累计，当垢层逐渐成型后，无法有效降低垢层厚度，导致阻垢结果大打折扣，同时，在添加阻垢剂的同时还要考虑其与常规缓蚀剂是否存在冲突，如果选取不当，不但不会达到理想的效果，反而有可能加速管线的腐蚀与结垢问题，而常用的缓蚀阻垢剂例如EDTMPS虽然可以同时达到减缓腐蚀和阻垢的效果，但是主要针对硫酸钙、硫酸钡垢，而海上平台结垢主要为碳酸钙垢，很难达到较好的效果。利用电化学方法有效降低已成型垢层厚度，从而避免阻垢剂效率下降的问题，同时，阻垢剂的存在对电化学手段除垢效率亦产生促进效果，并首创性的将缓蚀牺牲阳极保护手段与除垢手段相结合，在除垢的同时可以达到减缓管线设备腐蚀的目的，取代了通过添加缓蚀剂进行缓蚀的手段，从而避免了由于常规缓蚀剂与阻垢剂成分冲突导致的腐蚀与结垢情况加重问题，部分平台采用的机械除垢方式主要是利用强力清管器,有磁力清管器、钉轮清管器和刷轮清管器等，清管器除垢与其它除垢方式相比具有操作简便、价格低、施工周期短、施工人员少、施工设备简单、强度低、无污染等特点，但是清管器为直线运动,要清理干净管内垢层,一般需5～6遍，有时多达10遍,清管效率低,质量差，同时当管线设备内部结构复杂有拐角时，清管器无法正常运作，并且，在进行机械除垢时，容易对管线设备内部造成不同程度损伤与划痕，腐蚀易在损坏与划痕出现处发展加重。 

可见，每种除垢方法均有其不可避免的缺陷，当平台选取除垢方法时，往往选取单一方法或任几种方法进行随机混合，不能有效将不同阻垢手段结合到一起，互相弥补扬长避短，故而很难达到预计的处理效果，同时，不恰当的阻垢手段还会对管线设备造成一定的损坏，故而，现在尚无一种合理有效的对海上采油平台碳酸钙结垢问题进行处理解决的方法。 

发明内容