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油氣管道脈沖共振清洗技術(shù)可行性探究

文檔作者：周金喜文檔來(lái)源：中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司		更新日期： 2026年05月17日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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·42· | 工程技術(shù)與應(yīng)用 | Engineering Technology and Application 2019 年第 8 期
油氣管道脈沖共振清洗技術(shù)可行性探究
周金喜
（中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司，天津 300000）
摘 要：油氣管道輸送環(huán)境復(fù)雜，一旦發(fā)生溫降，會(huì)出現(xiàn)結(jié)蠟、結(jié)垢情況，導(dǎo)致管道流通截面變小，輸送能力降低，經(jīng)
濟(jì)投入增加。此類現(xiàn)象在海底管道中較為常見(jiàn)，故而需定期進(jìn)行清管操作，為管道提供良好的運(yùn)行、工作環(huán)境，減少不
必要的成本支出。但是，化學(xué)、射流、機(jī)械等傳統(tǒng)清管技術(shù)存在諸多局限性，稍有不慎便會(huì)對(duì)后期管道運(yùn)行產(chǎn)生干擾。
現(xiàn)階段，油氣管道脈沖共振清洗技術(shù)逐漸投入使用，實(shí)施效果好。文章通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)管道清洗技術(shù)和油氣管道脈沖共振
清洗技術(shù)，梳理具體實(shí)驗(yàn)流程，以期達(dá)到良好的油氣管道清洗效果。
關(guān)鍵詞：油氣管道；脈沖共振；清洗技術(shù)；應(yīng)用設(shè)備
中圖分類號(hào)：TE973 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-2789（2019）08-0042-02
作者簡(jiǎn)介：周金喜（1982—），男，本科，工程師，研究方向：
工業(yè)清洗技術(shù)研究與應(yīng)用。
油氣管道運(yùn)行一段時(shí)間后，內(nèi)壁會(huì)出現(xiàn)結(jié)蠟、結(jié)垢
現(xiàn)象，或產(chǎn)生天然氣水合物，導(dǎo)致管道輸送效率低，還
會(huì)消耗大量能源，甚至對(duì)管道產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，使之無(wú)法
安全運(yùn)行。常規(guī)管道清洗方式存在卡堵、不徹底等諸多
方面的局限和風(fēng)險(xiǎn)，故而，需充分發(fā)揮脈沖共振清洗技
術(shù)優(yōu)勢(shì)，把水作為介質(zhì)，對(duì)脈沖共振波進(jìn)行傳輸，并以
管道掃線技術(shù)提高油氣管道清洗質(zhì)量，確保油氣傳輸工
作的順利進(jìn)行。當(dāng)前，脈沖共振清洗技術(shù)在油氣管道清
洗中的應(yīng)用并不普遍，需要依托對(duì)比、實(shí)驗(yàn)論證等，將
其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)出來(lái)。
1 傳統(tǒng)管道清洗技術(shù)
現(xiàn)階段，全世界管道建設(shè)量比較大，每年以幾十萬(wàn)
公里的速度發(fā)展。其中，油氣管道經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段周期的
使用之后，管道中會(huì)存在很多沉淀、雜質(zhì)、銹腐污垢等，
對(duì)管網(wǎng)、管道形成堵塞。化學(xué)、機(jī)械、射流等常規(guī)清管
工藝應(yīng)用普遍，在油氣管道清洗中具備一定的適用性，
但其仍存在一些漏洞。（1）化學(xué)清洗。化學(xué)清洗是把
化學(xué)藥劑添加到管道內(nèi)，使之與管道中的結(jié)蠟、結(jié)垢等
發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行清管，并對(duì)結(jié)垢情況加以抑
制。但是，該工藝在使用過(guò)程中，除了成本高之外，還
會(huì)污染環(huán)境造成經(jīng)濟(jì)損失[1]，對(duì)油氣輸送非常不利。（2）
機(jī)械清管技術(shù)。機(jī)械清管技術(shù)應(yīng)用普遍，選用物理方式
清洗管道，諸如泡沫、直板等清管器具。執(zhí)行清管工作時(shí)，
在管道內(nèi)部，清管球與管壁接觸，清除掉附在內(nèi)壁的污
垢。這種清管方法非常簡(jiǎn)便，而且效率也很高。但是，
如果油氣管道內(nèi)的污垢非常多，或者出現(xiàn)變形情況，會(huì)
卡堵清管球，使油氣管道無(wú)法正常工作，存在停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)。
（3）射流清管技術(shù)。射流清管技術(shù)原理即清管球內(nèi)的
球體后端流體多級(jí)振腔會(huì)產(chǎn)生高壓，繼而自球體前部噴
射后，以高速流體形式存在，發(fā)生空穴效應(yīng)，完成清管
工作。實(shí)際操作中，由于射流清管器存在旁通孔，卡堵
和停滯風(fēng)險(xiǎn)非常大。
因上述三種清管技術(shù)都存在一定的桎梏，需替之以
新型清管技術(shù)。文章借助脈沖共振管道清管實(shí)驗(yàn)，探究
新型技術(shù)，論證其在油氣管道清理工作中的適用性。
2 脈沖共振清洗技術(shù)
明確傳統(tǒng)清管工藝的缺陷和不足后， 在油氣管道清
理工作中，選擇脈沖共振清洗技術(shù)，先要了解該技術(shù)工
藝原理及特征、設(shè)備情況，繼而通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)該技術(shù)的
可行性加以論證。達(dá)標(biāo)后，在油氣管道清理工作中推廣
應(yīng)用，提高油氣管道清理工作質(zhì)量和效率。
2.1 工藝原理
與傳統(tǒng)清管技術(shù)不同，脈沖共振清洗技術(shù)充分發(fā)揮
天然氣壓縮優(yōu)勢(shì)，通過(guò)特定頻率，將高壓氣體輸送到管
道中，在管內(nèi)形成間斷氣液流。當(dāng)天然氣擴(kuò)張、壓縮時(shí)，
管道內(nèi)的紊流情況會(huì)隨之加劇，存在非常大的液體切應(yīng)
力。這在很大程度上影響了管壁沉積物生長(zhǎng)環(huán)，當(dāng)介質(zhì)
速度過(guò)快時(shí)，會(huì)從管道排出。具體而言，將脈沖共振清
洗技術(shù)應(yīng)用到油氣管道清洗工作中，可發(fā)揮脈沖設(shè)備優(yōu)
勢(shì)，生成脈沖波，發(fā)送至介質(zhì)，清理油氣管道結(jié)垢。完
成上述工作后，再依托氣液混合掃線技術(shù)優(yōu)勢(shì)，把垢質(zhì)
吹出管道。
2.2 技術(shù)特征
脈沖共振清洗技術(shù)特征如下：操作簡(jiǎn)單，實(shí)操過(guò)程
中，需要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，開(kāi)展自動(dòng)測(cè)試及控制工作；
該工藝不會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境提出過(guò)高要求，借用管道原有附
屬設(shè)備即可開(kāi)展工作，既不用開(kāi)挖管線，也不會(huì)用到重
型機(jī)械，管道附件對(duì)清洗距離的影響不大，哪怕油氣管
道構(gòu)成復(fù)雜，應(yīng)用效果也非常好；將脈沖共振清洗技術(shù)
應(yīng)用到油氣管道中，剪切力非常大，即使管壁中擠壓的
油垢非常頑固，也可清除，并不會(huì)對(duì)管道內(nèi)壁、防腐層
等產(chǎn)生損傷；無(wú)需把清管設(shè)備放入管道，故而不存在卡
堵情況[2]。震碎管道中的垢質(zhì)，使之以細(xì)小顆粒、粉末
等形式存在，不會(huì)堆積雜質(zhì)；油氣管道清理過(guò)程簡(jiǎn)單，
周期短，斷水時(shí)間短，工程費(fèi)用低，不會(huì)浪費(fèi)太多水資源。
由于采用的是物理清管方式，故而不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)污染，
清潔性和環(huán)保性非常好。
2.3 設(shè)備介紹
脈沖共振清洗設(shè)備并不是很復(fù)雜，主要構(gòu)成元素為
脈沖發(fā)生裝置、微電腦控制器、氣液增壓裝置。脈沖共
振清洗設(shè)備示意圖如圖1 所示。實(shí)際操作中，在管道流
程中連接這一設(shè)備，發(fā)揮微電腦作用，對(duì)脈沖發(fā)生器進(jìn)
行控制，確保氣和水輸送至油氣管道中，用于清洗。該
過(guò)程中，要注重壓力、頻率、流量控制，以間斷的氣水
脈沖形式，存在于管道內(nèi)。當(dāng)管道內(nèi)氣體發(fā)生壓縮、擴(kuò)
張時(shí)，內(nèi)部介質(zhì)紊流情況會(huì)非常嚴(yán)重。在這一背景下，
水流的切應(yīng)力也非常大，管壁上的積垢受切割力影響，
破碎后，在高速水氣流作用下排到管道外。
2019 年第 8 期 Engineering Technology and Application| 工程技術(shù)與應(yīng)用 | ·43·
3 脈沖共振清洗技術(shù)試驗(yàn)流程
將脈沖共振技術(shù)應(yīng)用到油氣管道清洗工作中，需要
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證，達(dá)標(biāo)后，方可大范圍推廣。實(shí)驗(yàn)證明，
該清管工藝無(wú)論在陸地管道，還是海底管道中均具備非
常好的使用效果。該背景下，預(yù)先通過(guò)模擬的方式，設(shè)
置相關(guān)實(shí)驗(yàn)論證實(shí)驗(yàn)流程是否科學(xué)、合理、有效，繼而
得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，再?gòu)那骞苣芰Α⒃O(shè)備情況、對(duì)介質(zhì)及作
業(yè)空間的要求、清出物處理等多個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比及論證，
為該清管工藝提供應(yīng)用空間。
3.1 實(shí)驗(yàn)布置
采用專業(yè)方法，制作實(shí)驗(yàn)管段，長(zhǎng)度和口徑分別以
6m 和20.32cm 為宜。實(shí)驗(yàn)管段示意圖如圖2 所示。通
過(guò)這種方式，對(duì)脈沖共振清洗技術(shù)的適用性及效果加以
驗(yàn)證。需要把人造垢體涂抹在鋼管內(nèi)壁，由管道兩側(cè)至
中間位置依次進(jìn)行垢體涂抹，將涂抹長(zhǎng)度保持在30cm，
垢樣厚度以10 ～ 20mm 為宜，局部位置可超出該限值[3]。
該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，除了實(shí)驗(yàn)管線和清洗設(shè)備之外，還會(huì)用
到石膏、染色劑、工程膠等人造垢體及高壓鋼管等連接
工具，需要注重規(guī)格控制及品牌選擇。
圖1 脈沖共振清洗設(shè)備示意圖
圖2 實(shí)驗(yàn)管段示意圖
3.2 實(shí)驗(yàn)流程
該實(shí)驗(yàn)操作中，需要考量溫度、壓力、持續(xù)時(shí)間、
設(shè)備振幅等各個(gè)指標(biāo)， 將實(shí)驗(yàn)時(shí)間保持在35min 左
右，確保在軟管出口的鋼絲網(wǎng)位置，沒(méi)有特別大的石
膏，兼顧水樣狀態(tài)，使之輕微渾濁，并對(duì)注水量進(jìn)行控
制。采用專業(yè)方法，調(diào)試設(shè)備振動(dòng)幅度，將其控制在
5600 ～ 15000s-1，并注重頻率設(shè)定，以480Hz 為宜，僅
完成單次清洗工作即可。在此狀況下，掃線頻次為6 次。
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
依托上述實(shí)驗(yàn)操作，人造結(jié)垢的清理度非常高，僅
剩余少量微垢質(zhì)。該過(guò)程中，管道內(nèi)壁會(huì)有一些雜質(zhì)脫
落，數(shù)量并不是很多，顆粒非常小，直徑在0.3 ～ 0.5cm。
水管出口位置的濾網(wǎng)非常干凈，不存在顆粒狀雜質(zhì)。實(shí)
驗(yàn)結(jié)束后，管道中的雜質(zhì)清除率高達(dá)90%，很多細(xì)小的
雜質(zhì)也經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)排出。因受制于外部實(shí)驗(yàn)環(huán)境，選擇實(shí)
驗(yàn)管道時(shí)，要注重長(zhǎng)度控制，以免管道太長(zhǎng)，無(wú)法確定
較遠(yuǎn)部位的油垢清理情況。
3.4 技術(shù)對(duì)比
由實(shí)驗(yàn)情況可知，相較于傳統(tǒng)清管技術(shù)，脈沖共振
清洗技術(shù)效果非常好，優(yōu)勢(shì)明顯。在清管能力方面，這
兩類技術(shù)都非常強(qiáng)，但脈沖共振技術(shù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)相較于
清管通球技術(shù)更加復(fù)雜。而且脈沖共振技術(shù)對(duì)工況、作
業(yè)空間等都具備較高要求，清管通球技術(shù)則無(wú)太多要求[4]。
使用脈沖共振技術(shù)清理油氣管道，清出物全部進(jìn)入下游
流程，而清管通球技術(shù)則在球筒內(nèi)聚集，前者不需要考
量卡球問(wèn)題，后者存在卡球風(fēng)險(xiǎn)。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，管道輸送方式在油氣輸送工作中應(yīng)用普
遍。為使油氣運(yùn)行更加通暢，每隔一段時(shí)間便要進(jìn)行清
管操作。由于傳統(tǒng)清管技術(shù)存在諸多缺陷，相關(guān)從業(yè)者
要對(duì)油氣管道脈沖共振清管技術(shù)加以應(yīng)用，并對(duì)其可行
性進(jìn)行論證，使后續(xù)管道運(yùn)行更加簡(jiǎn)便。將脈沖共振清
洗技術(shù)應(yīng)用到油氣管道清理工作中，安全、可靠，清理
效果好，且無(wú)副作用，極具推廣價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張貴贊, 史寧崗, 袁勛, 等. 無(wú)人機(jī)油氣管道巡線應(yīng)用可行
性研究[J]. 化工管理,2017(6):185-186.
[2] 李建. 石油工業(yè)中長(zhǎng)距離油氣運(yùn)輸管道的泄漏檢測(cè)方法以
及清洗技術(shù)分析[J]. 石化技術(shù),2016,23(2):16.
[3] 郎憲明, 李平, 曹江濤, 等. 長(zhǎng)輸油氣管道泄漏檢測(cè)與定位
技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 控制工程,2018,25(4):621-629.
[4] 鮑慶軍, 帥健. 油氣管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 當(dāng)代化
工,2017,46(2):298-301.

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