油管是油田主要的採(cǎi)油工具之一，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用後，部分油管由於內(nèi)壁結(jié)垢、銹蝕等原因，在內(nèi)壁形成一層附著的銹垢層，同時(shí)，注水井和地面注水管線在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用後也會(huì)在管內(nèi)外壁產(chǎn)生銹層，這樣的油管如用於油井，下井後會(huì)因銹垢的脫落造成卡泵、堵管事故，因此只能當(dāng)作水井管或地面注水管線使用，由於沒(méi)有較為成熟的油管內(nèi)外壁除垢工藝，形成各採(cǎi)油廠油井管的嚴(yán)重不足而水井管的大量積壓現(xiàn)象，僅中原油田採(cǎi)油三廠一年就有15000餘根水井管積壓在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法使用。高壓水射流清洗技術(shù)是水井結(jié)垢管重新修複利用的一種手段，但由於這是一項(xiàng)新興技術(shù)，各採(cǎi)油廠在水井管的清洗設(shè)備和工藝上還不成熟，處?kù)睹麟A段，不能達(dá)到水井結(jié)垢管的充分回收利用；結(jié)垢管外壁存在的銹垢使管體探傷的漏磁量增加，影響準(zhǔn)確度，降低利用率，針對(duì)這種情況，採(cǎi)油三廠準(zhǔn)備大隊(duì)有關(guān)技術(shù)人員對(duì)高壓水射流工藝設(shè)備進(jìn)行了研究，對(duì)射流參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化篩選，使修復(fù)後的水井結(jié)垢管達(dá)到了油井的使用要求，開(kāi)闢了一條水井結(jié)垢管修複利用的新途徑。

      方案確定

       1、結(jié)垢管內(nèi)壁除垢線的設(shè)計(jì)：

       在進(jìn)行結(jié)垢管的清洗時(shí)，因高壓水噴射槍受高壓清洗泵排量的限制，噴射出的水流並不是扇形均布，而是在周向方向上的水柱，為實(shí)現(xiàn)油管的內(nèi)徑周向全部沖洗，在噴射槍與油管之間必須有一個(gè)周向旋轉(zhuǎn)。在油管的旋轉(zhuǎn)上，以前使用擰扣機(jī)主鉗夾緊油管旋轉(zhuǎn)，由於擰扣機(jī)轉(zhuǎn)速不高，形成噴槍前進(jìn)速度與油管轉(zhuǎn)速之間的矛盾，在沖洗後的油管內(nèi)壁上形成螺旋線，因此解決油管的旋轉(zhuǎn)速度問(wèn)題可以消除內(nèi)壁清洗不乾淨(jìng)的現(xiàn)象。在經(jīng)過(guò)多次的論證與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)後，我們探索出了滾輪旋轉(zhuǎn)方法，油管由上料架上到內(nèi)洗線上，油管尾端進(jìn)入後集水罩，依靠氣缸的推動(dòng)作用推動(dòng)前集水機(jī)構(gòu)前進(jìn)，使轉(zhuǎn)動(dòng)軸的喇叭形口與油管結(jié)箍緊密貼近，防止高壓水的外射，依靠輥輪的磨擦力作用帶動(dòng)油管旋轉(zhuǎn)，高壓清洗槍在清洗小車的帶動(dòng)下前進(jìn)，進(jìn)行油管內(nèi)壁清洗。

       2、外壁除垢線的設(shè)計(jì)：

       結(jié)垢管的外壁除銹採(cǎi)用鋼絲刷除銹形式，鋼絲刷除銹機(jī)構(gòu)安裝在兩個(gè)除銹小車上，利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

      油管在斜傳動(dòng)輥輪的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，當(dāng)進(jìn)入除銹小車時(shí)，除銹小車在氣缸的推動(dòng)下前進(jìn)，鋼絲刷與油管外壁接觸進(jìn)行除銹。

       3、整體結(jié)構(gòu)

       經(jīng)過(guò)改進(jìn)後的高壓水射流線具有兩條內(nèi)洗線，可以同時(shí)進(jìn)行，並且做到互不干涉。同時(shí)，在油管的上面有壓緊輪，壓緊輪具有三個(gè)作用：一是在兩條內(nèi)洗線進(jìn)行清洗時(shí)，可以做到互不干涉；二是通過(guò)壓緊輪的壓緊可以保證油管在清洗時(shí)不會(huì)產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)；三是通過(guò)壓緊輪的作用，使油管與滾輪之間的摩擦力增大，徹底杜絕了油管旋轉(zhuǎn)不暢的現(xiàn)象。

       4、清洗參數(shù)的優(yōu)選：

       （1）高壓水射流的壓力的優(yōu)選

      高壓水的壓力根據(jù)銹垢層的附著能力有不同要求，水井結(jié)垢管的銹垢有沉積碳層、水泥層、銹蝕層等多種形式，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的多次對(duì)比試驗(yàn)，在沖洗內(nèi)壁銹蝕的油管時(shí)高壓水射流的壓力應(yīng)達(dá)到50MPa，沖洗結(jié)垢管時(shí)壓力應(yīng)達(dá)到70MPa，沖洗內(nèi)壁有附著較為堅(jiān)硬的水泥層的油管時(shí)壓力應(yīng)高於80MPa，這就需要根據(jù)實(shí)際情況選用不同壓力級(jí)別的高壓泵，為此我們從德國(guó)引進(jìn)了額定壓力為150MPa的高壓清洗泵，確保了清洗壓力。

      （2）、噴頭的選擇

      在噴頭的選擇上應(yīng)兼顧高壓清洗泵的排量和剝離作用。經(jīng)過(guò)多次的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)，在噴頭的選擇上採(cǎi)用合肥產(chǎn)噴射角為60°的前六噴頭，噴射孔直徑0.5mm，對(duì)銹垢層起到較好的剪切作用。

      （3）、油管旋轉(zhuǎn)速度是根據(jù)油管的清洗要求決定的，速度過(guò)快會(huì)在油管內(nèi)壁形成螺旋線，過(guò)慢會(huì)影響清洗效率。

      我們經(jīng)過(guò)對(duì)多根清洗後的水井管進(jìn)行解剖檢查，發(fā)現(xiàn)高壓水清洗的有效寬度為20mm，依據(jù)這一測(cè)量結(jié)果，我們確定了清洗規(guī)前進(jìn)的速度V與油管轉(zhuǎn)速w的關(guān)係為：

      V＝20w

      其中V單位是mm/min；w單位是r/min。

      由於油管轉(zhuǎn)速過(guò)高會(huì)影響高壓水射流的效果，過(guò)低效率較低，所以在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，zui終確定了油管轉(zhuǎn)速為180r/min，清洗規(guī)前進(jìn)的速度為3.6m/min。這樣，達(dá)到了每天可以清洗水井管160根的速度，而且清洗效果良好。