[发明专利]一种超临界二氧化碳脉冲射流油管清污装置及方法

说明书

本发明公开了一种超临界二氧化碳脉冲射流油管清污装置及方法，采用超临界二氧化碳脉冲射流对油管内外壁进行清污，先将气态二氧化碳充入储存装置中，经制冷装置冷却至液态并储存于储罐中，高压泵将储罐中的液态二氧化碳加压后，经加热装置升温形成超临界态二氧化碳，然后经清污室端盖和内壁上的自激振荡脉冲喷嘴形成脉冲频率为30～80Hz的高速超临界二氧化碳脉冲射流，对油管内外壁进行脉动冲刷；管壁上的污垢经超临界二氧化碳溶解和脉冲射流脉动冲刷联合作用易被清洗干净；清污后的超临界态二氧化碳经分离器降压转变成气态与污垢分离，完成清污，气态二氧化碳循环使用，油污回收利用；该装置和方法，节能环保，安全高效，且易于分离回收油污。

技术领域

本发明属于油气工程中油管清污的设备及工艺领域，涉及一种超临界二氧化碳脉冲射流油管清污装置及方法。

背景技术

油气工业中，油管是非常常见的井下用具，使用量大，直接影响采油成本。油管工作一定时间后，内外壁会附着油污、蜡垢和其它杂质，使油井生产效率降低，甚至停产，需要修井对油管进行清污修复。为避免井下事故，清污前须将油管提出油井。如何提高油管清污效果和效率，降低清污成本，技术人员一直在努力探索更好的工艺技术。

目前，常用的油管清污方法包括热浸泡清污，中频加热机械法清污和高压水射流清污等。热浸泡清污的缺点是开放环境下能耗高、能效低，添加化学试剂后，环境污染严重，工作条件恶劣，对于厚度较大的污垢的清污效果不理想，清污液排放受限制；中频加热机械法的缺点是消耗电能大，成本高，清污效果不理想，钢丝刷需要频繁更换；高压水射流清污的主要缺点是对于黏度较大或者含蜡较高的油污的清污效果不理想，冬季尤为明显。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种超临界二氧化碳脉冲射流油管清污装置及方法，其是采用超临界态的二氧化碳为清污介质，通过清污室端盖和内壁上的自激振荡脉冲喷嘴形成高速脉冲射流，对油管内外壁污垢进行脉冲射流脉动冲刷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种超临界二氧化碳脉冲射流油管清污装置，其特征在于：包括超临界二氧化碳发生装置和用于容纳油管的清污室，所述清污室一端设有对着油管管口的中心自激振荡脉冲喷嘴，所述清污室上下侧设有多个对着油管外壁的侧自激振荡脉冲喷嘴，所述中心自激振荡脉冲喷嘴和多个侧自激振荡脉冲喷嘴分别通过管道与超临界二氧化碳发生装置相连，油管置于清污室内时，油管外壁与清污室内壁形成间隙，清污室底部设有排污口。

作为改进，该超临界二氧化碳脉冲射流油管清污装置还包括回收装置和加热装置，所述加热装置用于给清污室加热，增强超临界二氧化碳对油管的清污效果；所述回收装置包括油气分离装置和二氧化碳气体压缩装置，油气分离装置用于对清污室内排出的超临界二氧化碳油污混合物进行分离，其通过管道与清污室的排污口相连，油气分离装置底部设有原油排出口，二氧化碳气体压缩装置入口和出口分别通过气体管道与油气分离装置和超临界二氧化碳发生装置相连，二氧化碳气体压缩装置用于将油气分离装置分离出来的二氧化碳气体压缩，然后送入超临界二氧化碳发生装置产生超临界二氧化碳，实现二氧化碳的循环使用。

作为改进，所述超临界二氧化碳发生装置包括高压泵一、高压泵二、超临界二氧化碳储存装置一、超临界二氧化碳储存装置二、以及依次通过管道相连的气态二氧化碳储存装置、制冷装置和液态二氧化碳储存装置，所述制冷装置用于将气态二氧化碳储存装置内气态二氧化碳冷却成液态然后送入液态二氧化碳储存装置，所述气态二氧化碳储存装置底部通过管道与回收装置的二氧化碳气体压缩装置出口相连；所述液态二氧化碳储存装置内存储的液态二氧化碳出口分两路，一路通过高压泵一送往超临界二氧化碳储存装置一，另一路通过高压泵二送往超临界二氧化碳储存装置二；所述超临界二氧化碳储存装置一和超临界二氧化碳储存装置二分别通过管道与侧自激振荡脉冲喷嘴和中心自激振荡脉冲喷嘴相连，所述加热装置给超临界二氧化碳储存装置一和超临界二氧化碳储存装置二加热。