1大庆油田有限责任公司第七采油厂 黑龙江省大庆市 163000 2大庆油田有限责任公司第八采油厂 黑龙江省大庆市 163000
摘要：集输管道的结垢和腐蚀将严重制约油田单位的进一步发展，也将严重威胁周围工人的安全。结垢问题的原因相对简单，主要是由碳酸钙的溶解引起的。最可行的方法是用电解法防止结垢问题。集输管道腐蚀的原因很多。必须根据腐蚀问题的具体原因采取各种措施，防止腐蚀问题威胁管道的安全。。本文基于集输管道结垢机理及防垢技术研究展开论述。
关键词：集输管道；结垢机理；防垢技术研究
引言
随着国民经济的飞速发展，石油天然气行业成为工业发展中不可或缺的部分。长输管道输送油气方式运输能力大，运距长，为石油天然气大批量输送提供了便捷的方法。但其建造成本与日常运行管理费用高也是不容忽略的问题。国内的油品大多属于易凝高黏原油，采用管道输送原油时，需要对油品进行加热。在实际管道运行中，考虑到沿途地温及热站距离，还需研究是否增设保温层。保温层厚度、油品出站温度、出站压力等参数对运输成本影响很大。因此，对热油管道进行优化设计研究，提高管道的经济性和安全性，具有非常重要的现实意义。
1结垢机理
结垢和腐蚀是影响管道使用性能的重要因素，并且两者有着直接的联系，一般情况下腐蚀就会产生结垢，结构会产生腐蚀，时间一长就会应县管道是相关零件的使用性能，增加机泵运行的负荷，进而对设备、整体系统换热冷却等方面，这样不仅影响工业循环水管道的使用性能，工业生产效率和经济效益，也会有所下降，煤气集管的结垢类型主要可分为碳酸钙尺度、硫酸钙尺度、硫酸镁尺度和硫酸钡尺度，其中碳酸钙尺度占多数。碳酸钙结垢过程主要分为以下几个阶段:(1)在容器表面产生非晶尺度的步骤；(2)在某些条件下，局部核的增长增大。(3)晶体生长凝聚形成簇晶结构。(4)容器表面覆盖相互关联的簇晶。碳酸钙固体主要以酸碳石、球叶石或方解石的形式存在，其中方解石的状态最稳定，酸碳石和球叶石的状态相对不稳定，在一定条件下容易变成方解石。山石和球叶石处于碳酸钙垢的中间状态，方解石是碳酸钙垢的最终状态。除垢过程要在碳酸钙秤为酸石和酸石时处理。
2输油管道优化设计的决策变量
针对输油管道系统而言，其主要由两个部分组成，管道与沿线站场。影响管道部分的因素有管径，管材，管壁厚度，保温层厚度。影响站场部分的因素有泵的选型，加热炉的选型，出站温度的设定，泵机组分配，泵的转速与调节等。对管道进行优化时，上述决策变量不是单一的，决策变量之间也回相互影响。例如，保温层厚度与加热炉的温度相互耦合，当保温层厚度增加时，管道的沿线传热系数减小，沿线油品温降降低，因此，出站时的加热炉的设定温度可以降低。除此之外，如泵的选型，提供的能头，泵机组的串并联、转速的调节，均是相互影响的决策变量，对管道进行优化时，根据管道实际情况与优化目标的不同，选取合适的决策变量，需要进行慎重的考虑。
3相关措施
3.1防止采油集输管道结垢措施
集管结垢问题最常见的方法是通过电解处理防止结垢。该方法的基本原理是将水资源作为中间介质，简单地分解石油。综合来说，水本身就有导电性，破坏原油中碳酸钙等成分的粘度或密度等物质性，如果集中管道内没有引起结垢问题的主要物质，就不会出现结垢问题，电力资源作用下碳酸钙转化为氧化钙的速度大幅下降，可以防止结垢问题。
3.2 防止采油集输管道腐蚀措施
为了解决管道的腐蚀问题，必须首先在管道内壁和外壁安装特殊的防腐层，并确保保护层没有损坏，以有效地防止原油成分和外部环境中管道的腐蚀。目前最常见的防腐材料是3 PE材料。
第二，集管也要安装特殊阴极保护装置，定期检查，以防阴极保护失败。其中加入电流的阴极保护法是最常见的阴极保护方法。最后，当原油从油井中流出时，要向原油中添加适当容量的缓蚀剂，对管道产生一定的保护效果，特定剂量可以通过实验确定，同时在集气站内的设备上安装接地装置，将漂流电流引入地下，以防止漂流电流对管道腐蚀产生影响。
4阻垢机理
目前常用的刻度处理技术主要是机械法、化学法、超声波法。机械去鳞主要是在活塞上安装头部，并使用集合管道内部的内部压力驱动活塞驱动头部划痕。机械除垢需要停止管道，会影响管道的正常运行，并对管道中的设备造成损害。化学除垢方法是使用化学除垢剂、洗涤剂除垢的方法。阻垢原理主要分为分散作用、增溶作用、静电斥力作用和晶崎变异作用。化学阻垢剂分散作用通过添加防污剂分解离子和阻垢晶体的碰撞，阻止晶体生长。化学阻垢剂增溶会增加溶解盐的溶解度，防污剂颗粒和阻垢离子形成统一环，防止结垢形成。化学阻垢剂静电排斥力效应是增加尺度离子之间的静电排斥力，防止尺度形成。化学阻垢剂晶体失真效果是将阻垢剂颗粒悲惨地混合到阻垢晶体的结构中，破坏晶体的结构，引起晶体失真，防止阻垢晶体进一步扩大。
5油田地面集输管道防腐技术
在油田地面施工建设的过程中，集输管道设备普遍铺设于地下，然而由于地下各种酸碱盐及地下水的负面影响，导致集输管道极为容易受到侵蚀，进而大幅降低集输管道使用寿命，鉴于此，施工人员在油田地面集输管道施工过程中，必须对其加以科学合理的防腐功能处理。在一般情况下，施工人员应对集输管道的防腐功能处理应对具体土壤情况加以分析（含水量、化学成分比例、主要微生物群落等），进而对土壤的实际腐蚀效果进行精准定位，实质性确立相关防腐技术的实施策略。
目前，我国主要应用的集输管道防腐技术是沥青石油型防腐方法，并且此方法以大庆油田项目开发沿用至今。同时，在党中央国务院及政府相关部门不断强调可持续发展绿色环保理念的背景下，现阶段我国在沥青石油型防腐技术的基础上已成功开发大量环保煤沥青防腐型技术，并在相关领域逐渐取代传统技术成为主要地下集输管道的防腐手段，其主要构成材料包含固化剂稀释剂、环氧煤沥青以及陶瓷、玻璃等。环氧煤沥青型防腐方法因其特有的抗、耐盐碱类腐蚀的特点，在实际应用过程中形成较为明显的优势，同时，环氧煤沥青型防腐技术不仅对盐碱类腐蚀具有相当显著的抗腐蚀效果，对微生物腐蚀、自然氧化等均具有明显功效，并且此项技术具有高度的便捷性、可靠性和安全性。
结束语
循环水管道作为工业生产的重要组成部分，主要对集输管道进行循环再利用，降低水资源的消耗。但是，在工业生产的时候，循环水所含有的物质有很多，例如:化学物质、金属物质等方面，集输管道受到这些物质的影响，难免会产生结垢和腐蚀等现象，若是处理不及时，就会影响循环水管道的使用性能，工业生产效率也会有所下降，得到不到良好的经济效益。因此，需要对集输管道结垢和腐蚀产生的原因和机理进行明确，有针对性采取控制和解决措施，其目的就是保证循环水管道使用的稳定性，提升工业生产的效率，实现良好的经济效益。
参考文献
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