本发明属于油田注水技术领域，尤其涉及一种污水回注干线交替式清垢的工艺方法。
背景技术：
油田的采出水是油田开采过程中产生的副产品，原油经过三相分离器和沉降罐的破乳和自然沉降作用，将纯油和采出水分离开，分离后的采出水经过污水池的提升泵到污水罐，通过自然沉降以及在缓冲罐添加杀菌剂、阻垢剂等药品的处理，最终通过注水泵进行回注到目的地层，达到再利用的目的。采出水的主要特点是矿化度高，存在一定量的污水含油和杂质，由于污水运行的温度高达48℃，处理后的采出水矿化度变化不大，其在现场存在严重结垢的问题，造成注水干线堵塞和更换频繁，由于高压注水管线本身经济成本高，加之相关土地赔偿、人工等费用，极不经济且施工周期长，严重影响注水管理工作的正常进行。此外，注水干线的更换放空，使现场土壤的污染严重，环保隐患较大。
目前，由于注水工艺中存在清污混注的情况，现场表现出的垢样为多种混合垢，常规的清垢工艺不能有效解决这个问题，同时也没有一种专门针对高压注水干线的清垢工艺针，专利申请号201020588617.7提出了一种基于联合站污水管线的超声波在线防垢装置，但该类型的思路包括在集油管线中采用的电磁防垢技术，实际的效果均是差强人意，并不能达到延缓和解决结垢的目的，同时基层操作人员并不能完成一些技术性的东西，不具备推广的经济价值和潜力。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是一种可以延缓注水干线的使用寿命且确保高压注水干线的正常经济运行的污水回注干线交替式清垢的工艺方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种污水回注干线交替式清垢的工艺方法，包括以下步骤:
A、收集施工需要的管线长度、管线内径、管线容积、管线结垢情况、施工压力、施工排量；
B、根据上述收集到的数据选取水罐车、水力车、热洗车、压风车；
C、将管线内的压力全部释放掉；
D、通过压风车将管线内的水全部吹扫出，并且将水全部排进污水池内；
E、在管线内注入40℃的预置液，并且预置液在管线内反应30分钟；
F、用40℃的清水将管线内的预置液全部清理出，并且将预置液和清水均全部排进污水池内；
G、在管线内注入55℃的Ⅰ级清洁液，并反应一小时；
H、然后再用55℃的清水将管线内的Ⅰ级清洁液全部清理出，并且将Ⅰ级清洁液和清水均全部排进污水池内；
I、在管线内注入70℃的Ⅱ级清洁液，并反应一小时；
J、后用70℃的清水将管线内的Ⅱ级清洁液全部清理出，并且将Ⅱ级清洁液和清水均全部排进污水池内；
K、根据管线结垢情况重复步骤G至J；
L、完成步骤K后在管线内吹入一个比管径略小的钢球，并观察管线内的压力变化情况，若管线内出现压力急剧上升的情况，则重复步骤G至J，若管线内没有出现压力急剧上升的情况，则继续下一个步骤；
M、最后用排量为30m3/h顶替液冲洗管线50分钟。
进一步的是，所述管线结垢情况的收集包括以下步骤：
（1）根据区块整体的采出水矿化度和水型，并借鉴管线的结垢历史情况，初步判断结垢类型；
（2）再分别选用体积分数为5%稀盐酸，质量分数为1%硝酸银溶液以及质量分数为1%的氯化钡溶液来确定垢型。
进一步的是，所述预置液为清防蜡剂和破乳剂的水溶液。
进一步的是，所述Ⅰ级清洁液为盐酸和缓蚀剂的水溶液。
进一步的是，所述Ⅱ级清洁液为乙二胺四乙酸水溶液。
进一步的是，所述顶替液为防垢剂水溶液。
进一步的是，所述步骤H和J中的清水均按照25m3/h的量运行10-15分钟。
本发明的有益效果：本发明的优点：1、充分利用了基层作业单位的资源和现有的工艺设施，可操作性强；2、整个施工过程，对管线无腐蚀作用；3、施工压力为7MPa左右，安全系数高，无隐患；4、针对硫酸盐和碳酸盐多种混合物均存在的情况，采用交替反应的方式，不需要机械通管器之类的设备，对管线再处理，不存故障和管线刮伤的问题，清理的时间更短，效率更高；5、清垢介质分为三个阶段，前置液清理了管线中残余的污油，顶替液使用防垢剂溶液，起到了保护作用，为清垢的效果提供了保证；6、主管线处理后的废液始终处于密闭流程，而垢随着废液进入污水池进行沉淀，安全环保。
附图说明
图1是本发明实施例的工艺流程示意图。
图中所示：1-进口闸阀，2-注水泵，3-出口闸阀，4-单流阀，5-分水器,6-压力表，7-注水干线控制闸阀，8-流量计，9-第二注水干线控制闸阀，10-来水闸阀，11-油压闸阀，12-测试堵头，13-套压闸阀，14-生产闸阀，15-放空堵头，16-放空闸阀，17-控制闸阀，18-套管闸阀，19-提压闸阀，20-污水池，21-分水器吹扫闸阀。
具体实施方式
本发明的一种污水回注干线交替式清垢的工艺方法，包括以下步骤：A、收集施工需要的管线长度、管线内径、管线容积、管线结垢情况、施工压力、施工排量；B、根据上述收集到的数据选取水罐车、水力车、热洗车、压风车；C、将管线内的压力全部释放掉；D、通过压风车将管线内的水全部吹扫出，并且将水全部排进污水池内；E、在管线内注入40℃的预置液，并且预置液在管线内反应30分钟；F、用40℃的清水将管线内的预置液全部清理出，并且将预置液和清水均全部排进污水池内；G、在管线内注入55℃的Ⅰ级清洁液，并反应一小时；
H、然后再用55℃的清水将管线内的Ⅰ级清洁液全部清理出，并且将Ⅰ级清洁液和清水均全部排进污水池内；I、在管线内注入70℃的Ⅱ级清洁液，并反应一小时；J、后用70℃的清水将管线内的Ⅱ级清洁液全部清理出，并且将Ⅱ级清洁液和清水均全部排进污水池内；K、根据管线结垢情况重复步骤G至J；L、完成步骤K后在管线内吹入一个比管径略小的钢球，并观察管线内的压力变化情况，若管线内出现压力急剧上升的情况，则重复步骤G至J，若管线内没有出现压力急剧上升的情况，则继续下一个步骤；M、最后用排量为30m3/h顶替液冲洗管线50分钟。
上述方法均采用施工现场常用的工具（水罐车、水力车、热洗车以及相关压风车等等）。在现场，实际情况往往是结垢是复合式的结垢，因此采取单一的清垢剂很难达到理想的效果，由于结垢是一种致密的化合沉淀物，管壁结合度高，机械清垢等方式耗时长，对管壁的损伤大，不利于延长管线的寿命。因此，将清洁液分为两级，Ⅰ级清洁液的目的是清理附着在管壁的垢样外层的碳酸钙等碳酸盐垢，Ⅱ级清洁液的目的是清理附着在管壁的垢样外层的硫酸钡等硫酸盐垢，分类递进交替的方式，逐渐清除完毕管壁上的垢，并反复进行多次，同时由于两级清洁液之间不发生化学反应，稳定性好。
所述管线结垢情况的收集包括以下步骤：（1）根据区块整体的采出水矿化度和水型，并借鉴管线的结垢历史情况，初步判断结垢类型；（2）再分别选用体积分数为5%稀盐酸，质量分数为1%硝酸银溶液以及质量分数为1%的氯化钡溶液来确定垢型。
为了提高除垢效果，优选的实施方式是所述预置液为清防蜡剂和破乳剂的水溶液，所述Ⅰ级清洁液为盐酸和缓蚀剂的水溶液，所述Ⅱ级清洁液为乙二胺四乙酸水溶液，所述顶替液为除垢剂水溶液。
为了管线的冲洗干净，优选的实施方式是，所述步骤J和H中的清水均按照25m3/h的量运行10-15分钟。
下面结合附图和实施例对发明做进一步详细的说明。
如图1所示，工艺流程：注水泵2，具有进口闸阀1和出口闸阀3，控制污水的进出，单流阀4确保废液不进入注水泵2，分水器5的出口有两条干线，即注水干线和回流干线，注水干线由注水干线控制闸阀7、第二注水干线控制闸阀9以及流量计8组成，所注污水通过干线达到来水闸阀10、油压闸阀11、测试堵头12、套压闸阀13、生产闸阀14、放空堵头15、放空闸阀16、控制闸阀17、套管闸阀18的注水井井口，而回流干线则是通过提压闸阀19到达污水池20。
施工过程：
首先，施工准备阶段。
（1）施工参数
施工参数包括如下几个：1、施工注水干线长度和管径，计算结垢管线的容积；2、查验管线的结垢情况。根据区块整体的采出水矿化度和水型，并借鉴油管线的结垢历史情况，初步判断结垢类型，分别选用一定量的体积分数为5%稀盐酸，质量分数为1%硝酸银溶液以及质量分数为1%的氯化钡溶液，确定垢型。3、根据管线铺设的区域地形、日常运行压力情况，计算施工压力和排量。4、掌握注水工艺流程，以备进行流程倒换。
（2）现场施工设备选择。
根据管线的容积、结垢的厚度和类型、施工压力和排量等情况选取合理参数的水罐车、水力车、热洗车以及相关压风车，对于现场来说施工压力一般不会超过7MPa，因此400型的水力车以及常规的热洗车和压风车均能满足要求，特别要注意涉及到罐车盛装清洁液，罐车要提前进行防腐处理。
（3）清垢介质的准备。
根据注水干线的容积、结垢的厚度和类型，确定预置液、Ⅰ级清洁液、Ⅱ级清洁液以及顶替液的浓度和体积。
其次，现场施工阶段。
现场施工阶段应在做好相关人员、车辆分派以及现场负责等到达指定情况的下进行，主要的步骤如下：
（1）停注水泵2，关闭进口闸阀1和出口闸阀3，打开提亚闸阀19，关闭注水井井口生产闸阀14，进行泄压，将管线中的压力全部释放掉；
（2）打开注水干线控制闸阀7、控制闸阀9、来水闸阀10、控制闸阀17、套管闸阀18，关闭油压闸阀11、测试堵头12、套压闸阀13，压风车连接堵头15，启动吹风，将管线中的水吹到污水池20，至到压风车内的压力、注水泵房中的压力以及磁电式流量达到合理的范围，其中压风车0.5MPa左右，压力表6和流量计8均为0为止。
（3）注水干线的管壁上常常存在大量的污油，因此必须首先使用预置液将其进行处理，防止污油影响除垢效果。使用热洗车将混合后的预置液加温到40℃左右，打开控制闸阀9、来水闸阀10、放空闸阀16、控制闸阀17、套管闸阀18，连接热洗车，通过流量计8和热洗车中的排量判断管线是否充满，停止热洗车，反应30分钟后，
（4）再打开控制闸阀7和提压闸阀19，开启热洗车，泵入一定量的相同温度的清水将流程中的预置液驱动至污水池20，并按照10m3/h的量运行10-15分钟，确保管线中的污油能够得到全部清理。
（5）（）①使用热洗车将混合后的Ⅰ级清洁液加温到55℃左右，打开控制闸阀9、来水闸阀10、放空闸阀16、控制闸阀17、套管闸阀18，连接热洗车，通过流量计8和热洗车中的排量判断管线是否充满，停止热洗车，反应一个小时左右，将压风车的接头连接到分水器5的分水器吹扫闸阀21，将流程中的Ⅰ级清洁液顶替回原热洗车的罐车，关闭分水器吹扫闸阀21，打开控制闸阀7和提压闸阀19，开启热洗车，泵入一定量的相同温度的清水将流程中的Ⅰ级清洁液驱动至污水池20，并按照25m3/h的量运行10-15分钟，确保注水干线管壁上垢样表面的碳酸盐类垢得到充分的冲刷。
（6）用热洗车将Ⅱ级清洁液加温到70℃左右，打开控制闸阀9、来水闸阀10、放空闸阀16、控制闸阀17、套管闸阀18，，连接热洗车，通过流量计8和热洗车中的排量判断管线是否充满，停止热洗车，反应一个小时左右，将压风车的接头连接到分水器5的分水器吹扫闸阀21，将流程中的Ⅱ级清洁液顶替回原热洗车的罐车，关闭分水器吹扫闸阀21，打开控制闸阀7和提压闸阀19，开启热洗车，泵入一定量的相同温度的清水将流程中的Ⅱ级清洁液驱动至污水池20，并按照25m3/h的量运行10-15分钟，确保注水干线管壁上垢样表面的硫酸盐类垢得到充分的冲刷。
如此反复，直到管壁上的垢样清理完毕为止。从现场的实践来看，注水管线在部分油田达0.5-2cm，一般循环3-4次即可达到目的。
（7）通球阶段
通球是检验清垢效果的重要手段，将一个比管径略小的钢球从分水器吹扫闸阀21放入，打开控制闸阀9、来水闸阀10，将放空闸阀16上方的注水井口堵头卸掉，从分水器5向注水井口吹扫通球，观察压力表8，看压力的变化情况，遇到压力急剧上升的情况，应立即停止吹扫，将钢球吹扫后，继续施工重复上述步骤（5）、（6），若钢球能顺利通过，则进行步骤（8）。
（8）废液处理
连接热洗车，将施工后的废液顶替入污水池20，进一步过滤处理即可，实现了废液的有效处理。
（9）顶替液防垢
连接热洗车，按照上述工艺流程，将顶替液泵入流程，同时作为冲洗介质，将残余的垢样携带至污水池20，过程的排量30m3/h运行50分钟左右。
最后，流程恢复阶段
恢复正常的注水工艺流程，开启注水泵2，配合站点日常防垢剂的添加，观察压力的变化情况，并做好记录。
上述实施例具有以下的优点：1、充分利用了基层作业单位的资源和现有的工艺设施，可操作性强；2、整个施工过程，对管线无腐蚀作用；3、施工压力为7MPa左右，安全系数高，无隐患；4、针对硫酸盐和碳酸盐多种混合物均存在的情况，采用交替反应的方式，不需要机械通管器之类的设备，对管线再处理，不存故障和管线刮伤的问题，清理的时间更短，效率更高；5、清垢介质分为三个阶段，前置液清理了管线中残余的污油，顶替液使用防垢剂溶液，起到了保护作用，为清垢的效果提供了保证；6、主管线处理后的废液始终处于密闭流程，而垢随着废液进入污水池进行沉淀，安全环保。