專利名稱：一種海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法。
背景技術(shù)：
目前海上采油平臺進(jìn)行結(jié)垢處理時，通常采用單純的添加阻垢劑或者進(jìn)行酸洗換管等傳統(tǒng)手段，部分平臺采用機械除垢手段，目前已有的手段，或多或少都存在一些不足之處。在傳統(tǒng)除垢方式中，最廣泛使用的手段是酸洗，酸洗的過程主要是將管線設(shè)備停工，注入酸液溶解垢層，酸洗液主要成分為鹽酸，濃度大約10%左右，其主要化學(xué)反映方程式為:CaC03+2HCl=CaC12+H20+C02 MgC03+2HCl=MgC12+H20+C02 FeS+2HCl=FeC12+H2S 酸洗除垢相對而言成本較低，操作簡便，但是與此同時，酸洗對表面泥沙沉積層較厚的結(jié)垢部位效果較差，且殘余酸液容易造成污染，它對結(jié)垢的控制僅僅是降低垢層厚度，沒有從垢層成因上解決，故而需 要在管線使用期限內(nèi)定期進(jìn)行酸洗，比較耗費人力，且使用酸洗除垢，在垢層厚度降低后，易發(fā)生垢下腐蝕穿孔，本發(fā)明中采用電化學(xué)方法進(jìn)行除垢，徹底避免了平臺上管線酸洗的操作，不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以避免因酸洗造成的管線穿孔，大大提高了生產(chǎn)的安全性，添加阻垢劑也是平臺常用阻垢手段之一，其機理通常有以下4點:1.分散作用低分子量的聚合物，一般有較高的電行密度，可產(chǎn)生離子間的斥力，共聚物還具有表面活性劑的特性，它們在溶液中把膠體顆粒包圍起來呈穩(wěn)定狀態(tài)隨水帶走，膠體顆粒的核心也包括CaS04和CaC03等晶體，因此起到防垢作用，2.螯合和絡(luò)合作用防垢劑把能產(chǎn)生沉淀的金屬離子(陽離子)變成可溶性的螯合離子或絡(luò)合離子，從而抑制陽離子(如Ca2+、Mg2+、Ba2+)和陰離子(C032-、S042-)結(jié)合產(chǎn)生沉淀，典型的有ATMP 和 EDTA，3.絮凝作用把水中含有CaC03及CaS04晶核的膠體顆粒吸附在高分子聚合物的鏈條上結(jié)成礬花懸浮在水中，起阻垢作用，典型的有聚丙烯酸胺和聚丙烯酸鈉，4.晶格畸變作用在形成晶體垢的過程中，有高分子聚合物進(jìn)入晶體結(jié)構(gòu)，破壞了晶體正常增長，而使晶體發(fā)生畸變，改變了原來的規(guī)則結(jié)構(gòu)，使晶體不再繼續(xù)增大，從而防止或減輕結(jié)垢。單純的添加阻垢劑進(jìn)行除垢，往往很難達(dá)到較好的效果，原因有以下幾點:其一，阻垢劑添加比例與劑量需要根據(jù)現(xiàn)場工況進(jìn)行確定調(diào)整，此周期較長，當(dāng)現(xiàn)場工況發(fā)生變化時，阻垢劑往往易失效，這時就需要重新確定添加比例及用量，在此過程中無法起到良好的阻垢效果，其二，阻垢劑的作用傾向于降低內(nèi)部垢層形成趨勢，延長結(jié)垢誘導(dǎo)期時間，無法從根源抑制結(jié)垢問題，并且隨著時間累計，當(dāng)垢層逐漸成型后，無法有效降低垢層厚度，導(dǎo)致阻垢結(jié)果大打折扣，同時，在添加阻垢劑的同時還要考慮其與常規(guī)緩蝕劑是否存在沖突，如果選取不當(dāng)，不但不會達(dá)到理想的效果，反而有可能加速管線的腐蝕與結(jié)垢問題，而常用的緩蝕阻垢劑例如EDTMPS雖然可以同時達(dá)到減緩腐蝕和阻垢的效果，但是主要針對硫酸鈣、硫酸鋇垢，而海上平臺結(jié)垢主要為碳酸鈣垢，很難達(dá)到較好的效果。利用電化學(xué)方法有效降低已成型垢層厚度，從而避免阻垢劑效率下降的問題，同時，阻垢劑的存在對電化學(xué)手段除垢效率亦產(chǎn)生促進(jìn)效果，并首創(chuàng)性的將緩蝕犧牲陽極保護(hù)手段與除垢手段相結(jié)合，在除垢的同時可以達(dá)到減緩管線設(shè)備腐蝕的目的，取代了通過添加緩蝕劑進(jìn)行緩蝕的手段，從而避免了由于常規(guī)緩蝕劑與阻垢劑成分沖突導(dǎo)致的腐蝕與結(jié)垢情況加重問題，部分平臺采用的機械除垢方式主要是利用強力清管器，有磁力清管器、釘輪清管器和刷輪清管器等，清管器除垢與其它除垢方式相比具有操作簡便、價格低、施工周期短、施工人員少、施工設(shè)備簡單、強度低、無污染等特點，但是清管器為直線運動，要清理干凈管內(nèi)垢層，一般需5 6遍，有時多達(dá)10遍，清管效率低，質(zhì)量差，同時當(dāng)管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜有拐角時，清管器無法正常運作，并且，在進(jìn)行機械除垢時，容易對管線設(shè)備內(nèi)部造成不同程度損傷與劃痕，腐蝕易在損壞與劃痕出現(xiàn)處發(fā)展加重。可見，每種除垢方法均有其不可避免的缺陷，當(dāng)平臺選取除垢方法時，往往選取單一方法或任幾種方法進(jìn)行隨機混合，不能有效將不同阻垢手段結(jié)合到一起，互相彌補揚長避短，故而很難達(dá)到預(yù)計的處理效果，同時，不恰當(dāng)?shù)淖韫甘侄芜€會對管線設(shè)備造成一定的損壞，故而，現(xiàn)在尚無一種合理有效的對海上采油平臺碳酸鈣結(jié)垢問題進(jìn)行處理解決的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用一種海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法，旨在解決現(xiàn)有的每種除垢方法均有其不可避免的缺陷，當(dāng)平臺選取除垢方法時，往往選取單一方法或任幾種方法進(jìn)行隨機混合，不能有效將不同阻垢手段結(jié)合到一起，互相彌補揚長避短，故而很難達(dá)到預(yù)計的處理效果，同時，不恰當(dāng)?shù)淖韫甘侄芜€會對管線設(shè)備造成一定的損壞，現(xiàn)在尚無一種合理有效的對海上采油平臺碳酸鈣結(jié)垢問題進(jìn)行處理解決的方法的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法，所述海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法包括:化學(xué)方法進(jìn)行阻垢；電化學(xué)方法除垢；物理方法監(jiān)測。進(jìn)一步、所述海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法具體的步驟為:化學(xué)方法進(jìn)行阻垢:根據(jù)平臺工況與水型及結(jié)垢成因選取合適的緩蝕劑，通過設(shè)備與管線的加藥口進(jìn)行添加，通過分散作用、螯合和絡(luò)合作用、絮凝作用以及晶格畸變作用，來緩解水質(zhì)結(jié)垢趨勢，延長結(jié)垢誘導(dǎo)期，降低水質(zhì)結(jié)垢傾向，例如采用以過硫酸銨為引發(fā)劑，通過水溶液聚合的方法，合成了水溶性的馬來酸酐/丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸/次亞磷酸鈉共聚物的藥劑，先由共聚合物吸附在晶核上的活性生長點，使晶體不能嚴(yán)格按照晶格排列正常成長，使晶體發(fā)生畸變，同時其的鏈狀結(jié)構(gòu)可吸附多個相同電荷的微晶，它們之間的靜電斥力可阻止微晶的相互碰撞，從而避免了大晶體的形成，使垢晶體更為均勻分散。反應(yīng)時，先依次加入馬來酸酐、次亞磷酸二氫鈉和去離子水，在80度下溶解，隨后依次加入丙烯酸、過硫酸銨、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸，加熱至100攝氏度持續(xù)4小時；電化學(xué)方法除垢:鎂合金防腐阻垢網(wǎng)的使用，利用超塑性模鍛，將細(xì)晶粒合金在熔點開爾文溫度的二分之一溫度下進(jìn)行拔長，以保證不產(chǎn)生縮頸導(dǎo)致使用中網(wǎng)線意外斷裂，其規(guī)格為直徑1mm，菱形網(wǎng)孔，網(wǎng)孔尺寸可根據(jù)平臺水質(zhì)結(jié)垢趨勢自由調(diào)整，結(jié)垢趨勢大則網(wǎng)孔尺寸小，在網(wǎng)線一側(cè)網(wǎng)絲交叉處，適當(dāng)加裝同種材質(zhì)簧片，保證網(wǎng)線可以和管內(nèi)壁良好接觸，將網(wǎng)按照管內(nèi)周長裁剪卷曲，襯入管線內(nèi)，貼緊內(nèi)壁，簧片處于在網(wǎng)線與管壁緊貼一側(cè)，在管端與設(shè)備內(nèi)彎折處使用氬弧焊以保護(hù)陽極網(wǎng)在焊接過程中不受到損害‘物理方法監(jiān)測:在防腐阻垢網(wǎng)安裝完成后，將管線設(shè)備投入使用，并根絕現(xiàn)場工況確定阻垢劑添加用量，同時，在被保護(hù)的管線段與設(shè)備兩端設(shè)置旁路，旁路兩端安裝可關(guān)段閥門，旁路上接一個可開閉式箱體，內(nèi)置壓電石英薄片，上覆一片載垢板，與水體流動方向平行，壓電石英上下表面連接電極，接通外部靈敏電壓計，通過測定電壓變化率，推算單位時間內(nèi)垢物堆積質(zhì)量，從而根據(jù)測定的工況中提取的垢物樣本密度，以及載垢板有效表面積，計算出該單位時間內(nèi)，垢物堆積速度(mm/a )。進(jìn)一步、所述化學(xué)方法進(jìn)行阻垢利用晶格畸變作用和凝聚分散作用的原理。進(jìn)一步、所述化學(xué)方法進(jìn)行阻垢各成分摩爾比為馬來酸酐:丙烯酸:2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸=19:8:1，質(zhì)量比過硫酸銨:次亞磷酸二氫納:總單體=3:4:20。進(jìn)一步、所述鎂合金材質(zhì)選用Mg-6Al-3Zn_Mn合金。進(jìn)一步、所述物理方法監(jiān)測還包括可開閉式箱體、壓電石英薄片、靈敏電壓計；所述箱體內(nèi)安置所述壓電石英，所述箱體外設(shè)置所述靈敏電壓計。本發(fā)明提供的海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法，按照阻垢、除垢、結(jié)垢監(jiān)測的思路有條理的處理海上采油平臺設(shè)備管線結(jié)垢問題，當(dāng)處理過程中出現(xiàn)了問題，也便于快速的尋根究源找到問題的癥結(jié)所在，同時，在以往處理平臺腐蝕與結(jié)垢問題時，腐蝕和結(jié)垢問題的解決往往是對立的，處理結(jié)垢問題通常難免造成管線設(shè)備的腐蝕加重，而本方法利用電化學(xué)手段有機的將防腐與除垢合二為一，以往單純添加阻垢劑只能延長換管或酸洗的期限，無法徹底避免酸洗或換管，而本方法利用電化學(xué)手段克服了阻垢劑無法有效降低已成型垢層厚度的缺點，徹底避免了酸洗對管道造成的腐蝕與酸洗換管對生產(chǎn)的延誤并減少了人力的支出，與此同時，阻垢劑的存在對電化學(xué)方式除垢效率亦產(chǎn)生促進(jìn)效果，同時利用物理方法對結(jié)垢效果與水質(zhì)結(jié)垢趨勢進(jìn)行監(jiān)控，便于隨時了解管線設(shè)備的結(jié)垢傾向于處理結(jié)果，在第一時間發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，避免了由于耽擱造成的問題加劇，較好的解決了現(xiàn)有的海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢的處理方法存在的施工周期長，清理效率低的問題，此外，本發(fā)明操作方便，使用效果明顯，有著很好的應(yīng)用價值。


圖1是本發(fā)明實施例提供的海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法的實現(xiàn)流程圖。圖2為結(jié)垢誘導(dǎo)期與Mg2+/Ca2+的關(guān)系散點圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供了一種海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法，該海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法包括:化學(xué)方法進(jìn)行阻垢；電化學(xué)方法除垢；物理方法監(jiān)測。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)化方案，海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法具體的步驟為:化學(xué)方法進(jìn)行阻垢:根據(jù)平臺工況與水型及結(jié)垢成因選取合適的緩蝕劑，通過設(shè)備與管線的加藥口進(jìn)行添加，通過分散作用、螯合和絡(luò)合作用、絮凝作用以及晶格畸變作用，來緩解水質(zhì)結(jié)垢趨勢，延長結(jié)垢誘導(dǎo)期，降低水質(zhì)結(jié)垢傾向，采用以過硫酸銨為引發(fā)劑，通過水溶液聚合的方法，合成了水溶性的馬來酸酐/丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸/次亞磷酸鈉共聚物的藥劑，先由共聚合物吸附在晶核上的活性生長點，使晶體不能嚴(yán)格按照晶格排列正常成長，使晶體發(fā)生畸變，同時其的鏈狀結(jié)構(gòu)可吸附多個相同電荷的微晶，它們之間的靜電斥力可阻止微晶的相互碰撞，從而避免了大晶體的形成，使垢晶體更為均勻分散。反應(yīng)時，先依次加入馬來酸酐、次亞磷酸二氫鈉和去離子水，在80度下溶解，隨后依次加入丙烯酸、過硫酸銨、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸，加熱至100攝氏度持續(xù)4小時；電化學(xué)方法除垢:鎂合金防腐阻垢網(wǎng)的使用，利用超塑性模鍛，將細(xì)晶粒合金在熔點開爾文溫度的二分之一溫度下進(jìn)行拔長，以保證不產(chǎn)生縮頸導(dǎo)致使用中網(wǎng)線意外斷裂，其規(guī)格為直徑1mm，菱形網(wǎng)孔，網(wǎng)孔尺寸可根據(jù)平臺水質(zhì)結(jié)垢趨勢自由調(diào)整，結(jié)垢趨勢大則網(wǎng)孔尺寸小，在網(wǎng)線一側(cè)網(wǎng)絲交叉處，適當(dāng)加裝同種材質(zhì)簧片，保證網(wǎng)線可以和管內(nèi)壁良好接觸，將網(wǎng)按照管內(nèi)周長裁剪卷曲，襯入管線內(nèi)，貼緊內(nèi)壁，簧片處于在網(wǎng)線與管壁緊貼一側(cè)，在管端與設(shè)備內(nèi)彎折處使用氬弧焊以保護(hù)陽極網(wǎng)在焊接過程中不受到損害‘物理方法監(jiān)測:在防腐阻垢網(wǎng)安裝完成后，將管線設(shè)備投入使用，并根絕現(xiàn)場工況確定阻垢劑添加用量，同時，在被保護(hù)的管線段與設(shè)備兩端設(shè)置旁路，旁路兩端安裝可關(guān)段閥門，旁路上接一個可開閉式箱體，內(nèi)置壓電石英薄片，上覆一片載垢板，與水體流動方向平行，壓電石英上下表面連接電極，接通外部靈敏電壓計，通過測定電壓變化率，推算單位時間內(nèi)垢物堆積質(zhì)量，從而根據(jù)測定的工況中提取的垢物樣本密度，以及載垢板有效表面積，計算出該單位時間內(nèi)，垢物堆積速度(mm/a)。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)化方案，化學(xué)方法進(jìn)行阻垢利用晶格畸變作用和凝聚分散作用的原理。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)化方案，化學(xué)方法進(jìn)行阻垢各成分摩爾比為馬來酸酐:丙烯酸:2_丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸=19:8:1，質(zhì)量比過硫酸銨:次亞磷酸二氫納:總單體=3:4:20。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)化方案，鎂合金材質(zhì)選用Mg-6Al-3Zn_Mn合金。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)化方案，物理方法監(jiān)測還包括可開閉式箱體、壓電石英薄片、靈敏電壓計；箱體內(nèi)安置壓電石英，箱體外設(shè)置靈敏電壓計。以下參照附圖1，對本發(fā)明實施例海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，本發(fā)明實施案例提供的一種海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法，該方法包括:在步驟SlOl中，利用化學(xué)方法進(jìn)行阻垢；根據(jù)平臺工況與水型及結(jié)垢成因選取合適的緩蝕劑，通過設(shè)備與管線的加藥口進(jìn)行添加，通過分散作用、螯合和絡(luò)合作用、絮凝作用以及晶格畸變作用，來緩解水質(zhì)結(jié)垢趨勢，延長結(jié)垢誘導(dǎo)期，降低水質(zhì)結(jié)垢傾向。目前推薦渤海區(qū)域混注方式注水的平臺采用以過硫酸銨為引發(fā)劑，通過水溶液聚合的方法，合成了水溶性的馬來酸酐/丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸/次亞磷酸鈉共聚物的藥劑，利用晶格畸變作用和凝聚分散作用兩種原理，先由共聚合物吸附在晶核上的活性生長點，使晶體不能嚴(yán)格按照晶格排列正常成長，使晶體發(fā)生畸變，同時其的鏈狀結(jié)構(gòu)可吸附多個相同電荷的微晶，它們之間的靜電斥力可阻止微晶的相互碰撞，從而避免了大晶體的形成，使垢晶體更為均勻分散。其中各成分摩爾比為馬來酸酐:丙烯酸:2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸=19:8:1，質(zhì)量比過硫酸銨:次亞磷酸二氫納:總單體=3:4:20，反應(yīng)時，先依次加入馬來酸酐、次亞磷酸二氫鈉和去離子水，在80度下溶解，隨后依次加入丙烯酸、過硫酸銨、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸，加熱至100攝氏度持續(xù)4小時。在步驟S102中，利用電化學(xué)方法除垢；鎂合金防腐阻垢網(wǎng)的使用，材質(zhì)選用Mg-6Al-3Zn_Mn合金，利用超塑性模鍛，將細(xì)晶粒合金在熔點開爾文溫度的二分之一溫度下進(jìn)行拔長，以保證不產(chǎn)生縮頸導(dǎo)致使用中網(wǎng)線意外斷裂，其規(guī)格為直徑1_，菱形網(wǎng)孔，網(wǎng)孔尺寸可根據(jù)平臺水質(zhì)結(jié)垢趨勢自由調(diào)整，結(jié)垢趨勢大則網(wǎng)孔尺寸小，在網(wǎng)線一側(cè)網(wǎng)絲交叉處，適當(dāng)加裝同種材質(zhì)簧片，保證網(wǎng)線可以和管內(nèi)壁良好接觸，將網(wǎng)按照管內(nèi)周長裁剪卷曲，襯入管線內(nèi)，貼緊內(nèi)壁，簧片處于在網(wǎng)線與管壁緊貼一側(cè)，在管端與設(shè)備內(nèi)彎折處使用氬弧焊以保護(hù)陽極網(wǎng)在焊接過程中不受到損害。在步驟S103中，利用物理方法監(jiān)測。在防腐阻垢網(wǎng)安裝完成后，將管線設(shè)備投入使用，并根絕現(xiàn)場工況確定阻垢劑添加用量。同時，在被保護(hù)的管線段與設(shè)備兩端設(shè)置旁路，旁路兩端安裝可關(guān)段閥門，旁路上接一個可開閉式箱體，箱體內(nèi)安置一片壓電石英薄片，其上下表面與介質(zhì)流動方向平行，在上下表面各貼一片電極，用導(dǎo)線引出箱體，箱體外置一靈敏電壓計，可測定記錄石英片上下表面電位差值，根據(jù)單位時間內(nèi)，上面表面電位差值的變化量，根據(jù)石英片表面積推算出堆積垢物質(zhì)量，可得出單位時間內(nèi)石英片表面受到應(yīng)力變化量，從而根據(jù)測定的工況中提取的垢物樣本密度，計算出該單位時間內(nèi)，垢物堆積速度(mm/a)。本發(fā)明的工作原理為:1、化學(xué)方法阻垢根據(jù)平臺工況與水型及結(jié)垢成因選取合適的緩蝕劑，通過設(shè)備與管線的加藥口進(jìn)行添加，通過分散作用、螯合和絡(luò)合作用、絮凝作用以及晶格畸變作用，來緩解水質(zhì)結(jié)垢趨勢，延長結(jié)垢誘導(dǎo)期，降低水質(zhì)結(jié)垢傾向。進(jìn)行阻垢劑甄選的方式可選取靜態(tài)沉淀法與鼓泡法，若該平臺工況壓力變化不大，鈣離子含量較高的則選取靜態(tài)沉淀法，若該平臺工況壓力變化較大則采取鼓泡法。目前推薦渤海區(qū)域混注方式注水的平臺采用以過硫酸銨為引發(fā)劑，通過水溶液聚合的方法，合成了水溶性的馬來酸酐/丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸/次亞磷酸鈉共聚物的藥劑，利用晶格畸變作用和凝聚分散作用兩種原理，先由共聚合物吸附在晶核上的活性生長點，使晶體不能嚴(yán)格按照晶格排列正常成長，使晶體發(fā)生畸變，同時其的鏈狀結(jié)構(gòu)可吸附多個相同電荷的微晶，它們之間的靜電斥力可阻止微晶的相互碰撞，從而避免了大晶體的形成，使垢晶體更為均勻分散。其中各成分摩爾比為馬來酸酐:丙烯酸:2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸=19:8:1，質(zhì)量比過硫酸銨:次亞磷酸二氫納:總單體=3:4:20，反應(yīng)時，先依次加入馬來酸酐、次亞磷酸二氫鈉和去離子水，在80度下溶解，隨后依次加入丙烯酸、過硫酸銨、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸，加熱至100攝氏度持續(xù)4小時。2、電化學(xué)方法除垢利用電化學(xué)原理，將陰極保護(hù)緩蝕手段與除垢技術(shù)結(jié)合，采用犧牲陽極方式，結(jié)垢嚴(yán)重的設(shè)備或者管線內(nèi)部鋪設(shè)一層Mg-6Al-3Zn-Mn合金制成的金屬網(wǎng)，在管線兩端或設(shè)備內(nèi)部轉(zhuǎn)折彎曲等關(guān)鍵部位進(jìn)行焊接加固，當(dāng)設(shè)備管線處于腐蝕性介質(zhì)中時，由于鎂合金在水中的電偶序較碳鋼更負(fù)，故而優(yōu)先作為陽極失去電子被腐蝕，管道設(shè)備作為陰極得電子被保護(hù)，起到緩蝕作用。同時，這種鎂合金陽極網(wǎng)還可以起到較好的除垢效果，作用機制有以下3點:( I)當(dāng)管道設(shè)備內(nèi)部表面被垢物覆蓋時，由于酸性自催化作用，垢下介質(zhì)呈酸性，Ph值可達(dá)2-3，鎂合金與設(shè)備管道內(nèi)壁被垢掩埋，處于酸性缺氧環(huán)境下，在作為陰極得管道內(nèi)表面(即鎂合金網(wǎng)網(wǎng)孔處)發(fā)生析氫腐蝕，Mg-2e-=Mg2+;2H++2e-=H2丨。在管道設(shè)備內(nèi)壁上產(chǎn)生氫泡，氫泡聚集在垢物下表面上與碳酸鈣垢中，使垢層與管道設(shè)備內(nèi)壁結(jié)合力變?nèi)?，同時使垢層結(jié)構(gòu)疏松，在介質(zhì)流動作用下，可以較易被介質(zhì)沖刷走，達(dá)到降低垢層厚度的目的。(2)鎂合金溶解后可以調(diào)節(jié)介質(zhì)中鎂離子與鈣離子的濃度比率，根據(jù)實驗結(jié)果，雖然Mg2+也屬于結(jié)垢離子，但是當(dāng)Mg2+與Ca2+同時存在時，會抑制垢層的堆積，圖2為結(jié)垢誘導(dǎo)期與Mg2+/Ca2+的關(guān)系散點圖，提供了 Mg2+與Ca2+濃度比。由散點圖可見，鎂離子與鈣離子濃度比越高，結(jié)垢誘導(dǎo)期越長，其因素有二，第一，溶解的鹽效應(yīng)，當(dāng)含鹽量增加時，相應(yīng)提高了水中的離子濃度，由于離子間的相互靜電作用，使成垢離子的活動性減弱，降低了結(jié)垢速度；第二，在含有Mg2+的溶液中，Mg2+會被吸收進(jìn)入方解石晶格里和Ca2+結(jié)合在一起，因為Mg2+的水分子結(jié)合力比Ca2+強，所以其溶解度要比單純的方解石溶解度大，結(jié)垢誘導(dǎo)期會被延長。(3) Mg2+會促使結(jié)垢的方解石結(jié)構(gòu)CaC03晶體向不結(jié)垢的文石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。
權(quán)利要求
1.一種海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法，其特征在于，所述海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法包括以下步驟:化學(xué)方法進(jìn)行阻垢；電化學(xué)方法除垢；物理方法監(jiān)測。
2.如權(quán)利要求1所述的海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法，其特征在于，所述海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法具體的步驟為: 化學(xué)方法進(jìn)行阻垢:根據(jù)平臺工況與水型及結(jié)垢成因選取合適的緩蝕劑，通過設(shè)備與管線的加藥口進(jìn)行添加，通過分散作用、螯合和絡(luò)合作用、絮凝作用以及晶格畸變作用，來緩解水質(zhì)結(jié)垢趨勢，延長結(jié)垢誘導(dǎo)期，降低水質(zhì)結(jié)垢傾向； 電化學(xué)方法除垢:鎂合金防腐阻垢網(wǎng)的使用，利用超塑性模鍛，將細(xì)晶粒合金在熔點開爾文溫度的二分之一溫度下進(jìn)行拔長，其規(guī)格為直徑1_，菱形網(wǎng)孔，網(wǎng)孔尺寸可根據(jù)平臺水質(zhì)結(jié)垢趨勢自由調(diào)整，結(jié)垢趨勢大則網(wǎng)孔尺寸小，在網(wǎng)線一側(cè)網(wǎng)絲交叉處，適當(dāng)加裝同種材質(zhì)簧片，保證網(wǎng)線可以和管內(nèi)壁良好接觸，將網(wǎng)按照管內(nèi)周長裁剪卷曲，襯入管線內(nèi)，貼緊內(nèi)壁，簧片處于在網(wǎng)線與管壁緊貼一側(cè)，在管端與設(shè)備內(nèi)彎折處使用氬弧焊以保護(hù)陽極網(wǎng)在焊接過程中不受到損害； 物理方法監(jiān)測:在防腐阻垢網(wǎng)安裝完成后，將管線設(shè)備投入使用，并根絕現(xiàn)場工況確定阻垢劑添加用量，同時，在被保護(hù)的管線段與設(shè)備兩端設(shè)置旁路，旁路兩端安裝可關(guān)段閥門，旁路上接一個可開閉式箱體，內(nèi)置壓電石英薄片，上覆一片載垢板，與水體流動方向平行，壓電石英上下表面連接電極，接通外部靈敏電壓計，通過測定電壓變化率，推算單位時間內(nèi)垢物堆積質(zhì)量，從而根據(jù)測定的工況中提取的垢物樣本密度，以及載垢板有效表面積，計算出該單位時間內(nèi)，垢物堆積速度。
3.如權(quán)利要求2所述的海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法，其特征在于，所述化學(xué)方法進(jìn)行阻垢利用晶格畸變作用和凝聚分散作用的原理。
4.如權(quán)利要求2所述的海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法，其特征在于，所述化學(xué)方法進(jìn)行阻垢各成分摩爾比為:馬來酸酐:丙烯酸:2_丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸=19:8:1,質(zhì)量比為:過硫酸銨:次亞磷酸二氫納:總單體=3:4:20。
5.如權(quán)利要求2所述的海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法，其特征在于，所述鎂合金材質(zhì)選用Mg-6Al-3Zn-Mn合金。
6.如權(quán)利要求2所述的海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法，其特征在于，所述物理方法監(jiān)測還包括可開閉式箱體、壓電石英薄片、靈敏電壓計； 所述箱體內(nèi)安置所述壓電石英薄片，所述箱體外設(shè)置所述靈敏電壓計。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法，該海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢問題的處理方法包括化學(xué)方法進(jìn)行阻垢；電化學(xué)方法除垢；物理方法監(jiān)測。本發(fā)明按照阻垢、除垢、結(jié)垢監(jiān)測的思路有條理的處理海上采油平臺設(shè)備管線結(jié)垢問題，利用電化學(xué)手段有機的將防腐與除垢合二為一，克服了阻垢劑無法有效降低已成型垢層厚度的缺點，避免了酸洗對管道造成的腐蝕與酸洗換管對生產(chǎn)的延誤并減少了人力的支出，同時利用物理方法對結(jié)垢效果與水質(zhì)結(jié)垢趨勢進(jìn)行監(jiān)控，較好的解決了現(xiàn)有的海上采油平臺管線設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢的處理方法存在的施工周期長，清理效率低的問題，此外，本發(fā)明操作方便，使用效果明顯，有著很好的應(yīng)用價值。
文檔編號B08B9/027GK103111446SQ20131007318
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者王鴻軒 申請人:天津億利科能源科技發(fā)展股份有限公司