高压水射流清洗制造商

(3)往复泵的工作性能  往复泵的较大排出压力仅取决于泵本身的动力、强度和密封性能。机动往复泵的流量几乎与排出压力无关，图3.6所示为机动往复泵在恒转速下的特性。只是在压力较高时，由于液体中所含气体溶于液体中、阀及填料漏损等原因，使泵流量稍有变化。因此，往复泵不能用关闭出口阀调节流量。关闭排出阀时，会因排出压力急增而造成电机过载或泵的损坏。

图3.6 机动往复泵特性

(4)高压住复泵的类型  高压柱塞泵品种繁多，性能范围为压力0.4～2500MPa、流量5～1668L/min的高压泵上千种，适用性强。

①3W、3P型电动往复泵。卧式三联高压电动往复泵。在常温下输送清水或无腐蚀件乳化液，可作为液水乳化液压机的动力源。在清洗行业中用于水力清砂、水力除锈、水力采煤及洗涤剂料浆输送方面。用作移动式设备的高压水动力装置，适合于做断续作业的高压水射流装置的动力机械以及清洗机和切割机配套用动力机械。

性能范围：流量0.3～78m3/h，压力4.5～70MPa。

②Ds、DY、DT型电动往复泵。3Ds型是卧式三缸高压电动往复泵。适用于各种压力加工的水力传动设备，如水压机等。也可供化工、石油精练、采矿、造纸、食品等工业作为高压设备给水之用。输送介质可为乳化液、油及清水等。3DT型泵除有上述功能外，还可输送特殊介质，如有腐蚀性的介质。3D5C型是差动式三缸高压电动往复泵。

性能范围：流量0.2～160 m3/h，压力0.3～40MPa。

③3D、5D、6D、DK 3D型是卧式三联高压电动往复泵，用于输送腐蚀性液体及高温液体。5D型卧式五联高压电动往复泵，用于输送高压水、注水等工艺。6D型是卧式六型高压电动往复泵，主要输送乳化液及清水。

性能范围：流量0.5～96 m3/h，压力0.2～70MPa。

④3S3、3H、5ZB、3DL型电动往复泵，3 S3型泵主要用于石油厂矿的注水工程，能满足多种工艺要求。3H、3DI型是高压柱塞泵。5ZB是卧式五柱塞泵。3DL、5DL是立式柱塞泵，主要用于油田柱水，也可作为水力活塞泵、地面泵和热采锅炉给水泵。

性能范围：流量1.34～89 m3/h，压力7～44MPa。

⑤WCB超高压泵。卧式柱塞**高泵，主要用作高压容器及**高压容器的液压试验和爆破试验，以及管路、阀门的液压试验，还可以提供水压机作动水源。

性能范围：流量0.015～0.12 m3/h，压力200～1000MPa。

⑥HDP系列高压、**高泵。有1000多种组合序列的产品以满足各种不同的需求，用于所有的工业行业。标准系列的整装泵单元包括固定式、移动式以及拖车牵引式的单元。

性能范围：流量5～1668L/min，压力1.5～250MPa。

⑦SY、SSY、3DY、DSY型试压泵。5Y系列为手动试压泵，DSY系列为电动试压泵，3DY型是高压试压泵。该泵系供各类压力容器、管道、阀门和蒸汽锅炉等作水压试验和实验室中获得高压、**高压液体的设备。还用于各类高压软管、气瓶等作爆破试验。

性能范围：流量15～1050L/h，压力1.6～200MFa。

⑧J系列标准型计量泵。分微、小、中、大、特大五种机座。液力端结构分柱塞、隔膜两种型式。该系列适用于计量输送温度为-30～100℃，黏度为0.3～800mm2/s，不含固体颗粒的腐蚀成非腐蚀性液体。在运行状态下可以任意调节流量；还可以按要求配备电控或气控流量调节装置用于自动化生产线及远距离操作。

性能范围：流量0～30000L/h，压力0～50MPa。

3.4高压管路

高压水射流系统中使用的管路有硬管与软管。硬管使用耐高压的钢管；软管为液力系统**的高压软管。

（1）高压钢管

①无缝钢管。其耐高压、变形小、耐油、抗腐蚀能力强，装配时不易弯曲，多用作高压水射流系统中的固定管路。无缝钢管有冷拔和热轧两种。冷拔无缝钢管的几何尺寸准确，质地均匀、强度高。压力小于8MPa的高压水系统推荐使用10号冷拔无缝钢管；压力太子8MPa的系统推荐使用15号冷拔无缝钢管。在中高压系统中，可根据管路通过的流量和压力大小，从有关手册中选用。

②不锈钢管。在高压水射流系统中，喷嘴直径很小，一般都在0.5mm左右。任何锈蚀污物泥人流动介质中都会引起喷嘴堵塞。因此，要求管道必须具备很强的抗锈蚀能力。国产33CrNi3MoV不锈钢管输送油介质效果尚好，但用于水介质不能满足要求。新研制的17-4PH沉淀硬化不锈钢管具有很高的强度和硬度，耐腐性能根强，焊接性能较好，高温下强度不会陡降，适宜于作为**高压水射流系统的管材。

③管件。高压水射流系统管路中的高压接头应采用同一型号的高压锥状接头，压紧螺套应使用螺纹连接在管子上。弯头、三通、四通、变径接头等在整个系统中，宜使用同一厂家助产品。

（2）高压软管

用于连接高压水系统中有相对运动的组件，使用方便，并能吸收系统中的冲击和振动。高压软管由夹有钢丝的耐油橡胶制成，缠绕钢丝一般有1～3层。由于制造工艺复杂、成本高，在固定组件之间一般不采用。

高压软管又称**高压钢丝缠绕塑料软管。国产高压软管分A型与B型两种规格。通径从5～12.5mm共五个系列，全部采用扣压式接头。可在-40～+110℃温度范围内工作，工作压力可达196MPa，并正在开发350～380MPa的高压软管。在冶金矿山、石油化工、航空**、船舶车辆、起重设备、工程机械以及高压喷涂、高压清洗等方面有着广泛的用途，并能用来输送非极性溶剂，如烃、脂类，低级醉等流体。

高压软管的软管芯为合成纤维管。软管包覆材料韧性收缩率大，用合金钢丝缠绕软管，包覆紧固，在软管切断时缠绕的钢丝也不能弹开。高压管出厂前要在1.25倍的工作压力下进行静压试验。

高压软管与两端的管接头称为软管总成。总成长度除有标准规格之外，可按用户要求确定。软管总成还可使用快速扣压式管接头。高压软管只有如下特点：管接头轻便，色彩鲜艳，内壁光滑，气密性好，连接牢固，抗滑脱力强，无泄漏现象，耐酸、耐碱、耐油、耐腐蚀、质量可靠。

图3.7 高压软管使用压力与寿命的关系

近年来，新材料的使用，提高l 软管的工作压力，而磨料射流可采用较低的工作压力，从而拓展了高压软管的使用范围。高压系统中软管的使用在很大程度上取决于使用场合。实际使用的工作压力以及软管布置的曲率半径都会影响高压软管的使用寿命(见图3.7和图3.8)。

图3.8 高压软管曲率半径与压力的关系

                      (2-3)

式中：Pk为压力峰值；

      为液体中气体含量（1/6—1/12）。

（4）旋转射流

旋转射流是指在射流喷嘴不旋转的情况下产生的具有三维速度的射流质点，沿着螺旋线轨迹运动而形成的扩散状射流，它不同于喷嘴绕一固定轴旋转而导致的射流旋转。这种旋转射流是靠在喷嘴腔内的导向原件，将一维纯轴向来流导引成具有轴向、切向、径向三维速度的流动而形成。旋转射流的高速区不适处在射流中心部位，而是集中在离开射流中心一定距离的一个圆环区域内。用于射流质点上切向速度的存在，使射流旋转前进，导致中心部位的低速低压区形成。

旋转射流的结构特性通常是指射流的速度和压力分布特性。理论分析已表明旋转射流由于流体质点具有三维速度。因此，当射流脱离喷嘴后，必然在前进过程中形成一定的扩散，射流质点的运动轨迹基本上为一空间螺旋线，形成了其*特的喇叭状外形和特殊的速度和压力分布。

结果表明，在近喷嘴范围的截面上，轴向速度明显存在着中心低速区，随着射流的向前喷射，中心低速区在一定范围内变得更低，而射流的高速区则向外发展。由于旋转射流的强烈卷吸作用带动了周围流体的流动，同时在其边界上进行能量交换，将自身的能量传递给周围的流体，使射流本身的速度逐渐降低，直到较远的截面处，发展成与普通圆射流分布相类似的较平缓的速度分布，即射流轴心处速度较大。由图可知，这个射流主体段的轴向速度分布呈现“M”形分布的特点，即射流中心某一区域内气速度值较小，离开中心一定半径处存在着较大速度，而后随着径向距离的增大，来流速度逐渐降低。

（5）磨料射流

磨料射流是纯水射流的发展，是近十年来发展起来的一项具有远大前景的技术。其基本原理是在高速运动的水射流束中加入一些磨料粒子，利用其与物件的碰撞、冲蚀和刮削作用，队伍建进行喷击及切割。由于磨料粒子质量集中而且具有锋利的棱角，在水射流中使不连续的，由磨料粒子组成的高速粒子流对物件还产生高频冲击而且具有很好的工艺特性。其工作方式与等离子切割，火焰切割相似，但不会产生热应变，且加工精度高，操作简单、方便、其工艺原理与传统的喷丸相似，但其能量高度集中，且采用湿式系统，不会造成环境污染。

2、按射流压力分类

射流压力值是应用中涉及的较重要的参数，它涉及工艺技术、设备的经济性和合理性。根据有关标准分类如表2.2所示。

表2.2 射流压力分类等级

3、按射流环境分类

（1）淹没射流

射流的工作介质与环境介质相同时，这种射流称为淹没射流。

（2）非淹没射流

射流的工作介质与环境介质不同时，这种射称为非淹没射流。

（3）自由射流

射流的作业环境没有固壁约束下的射流称为自由射流。

（4）非自由射流

射流的作业环境具有固壁约束下的射流称为非自由射流。

其中高压水射流油管清洗技术属于非淹没非自由射流。由于本次只取了油管清洗的一小段，在清洗中假设该段基本充满水，故本次研究将其假设为淹没非自由射流。

2.3高压水射流在油管清洗中的应用

2.3.1污垢形成及力学特性研究

一般情况下，造成油井油管堵塞的原因很多，如地层出砂、机械落物、油套管变形、地层产出的沥青质,或者开采期间入井的各种化学药剂及馏分、钻井液、压裂过程中入井的聚合物及气井生产过程中形成的水合物都能够造成井筒堵塞。

按照相应的石油行业标准，对油井堵塞物可通过无机物X射线衍射分析和**物气相色谱分析得出污垢的成分。由前人总结，堵塞物中无机物主要以腐蚀产物FeS、亚铁盐及无机杂质为主,其中FeS占所占比例较大；堵塞物中的**物中有大量的C7C14的**化合物，各碳数含量基本呈平均分步，成分较为复杂，主要为壬烷基同分异构体、多乙烯多胺衍生物、吡啶衍生物、芳香烃衍生物等低分子碳水化合物，这些结构都是目前各类缓蚀剂中的主要活性成分，由此可以推断堵塞物中的**物含有大量缓蚀剂的活性成分。

由此可以得出，除水合物堵塞外，油管堵塞主要是腐蚀产物、地层产出物及入井化学药剂馏分堵塞。由于这类物质均为**物或者混合物其黏性大，相互之间基本无缝隙，容易堵死通道，影响油井的正常生产。

根据现场采样，所带回的油管管壁污垢，经过化学实验分析，其主要成分包括：硬厚的碳酸钙垢和硫酸盐垢，含有少量致密坚硬的Fe2O3、BaSO4、SrSO4，经常导致全井油管报废。

2.3.2油管清洗工艺及原则

油管清洗工艺有很多种，主要分为化学清洗、物理清洗和化学物理混合清洗。由于化学清洗受到设备运转效率及环境保护的限制，现在逐渐被物理清洗所替代。在科技进步的推动下，近年来世界清洗技术发展迅速，新的清洗方法、清洗技术不断出现，特别是各种物理清洗方法和技术得到了快速的发展和广泛应用。从目前清洗技术**统计看，大部分清洗技术属物理清洗，化学清洗仅占约1/4。物理清洗技术已成为世界清洗技术发展的主要方向，其中高压水射流清洗技术的发展与应用较为迅猛和广泛，已经成为清洗行业中一种主要的清洗技术。

1、清洗过程的基本原理

清洗的基本目的就是从物体表面清除附着污染物。清洗的过程涉及三种物质：被清洗的基体、基体表面的污染物以及清洗介质。要达到清洗的目的，就必须施加特定的影响，才能使污染物与基体表面分离，这种影响可以称之为清洗作用力。因此，清洗过程涉及四个要素：基体、污染物、介质及清洗作用力。高压水射流清洗就是通过水介质传递清洗作用力到清洗表面，使表面上的污染物脱离。

2、高压水射流清洗基本工艺流程

如图2.1所示为油管清洗工艺流程：

启动高压射流设备上油管电机正转小车带动油管右行经内外高压喷嘴射流清洗油管左行机械臂下油管下根油管循环。

图2.1 油管清洗工艺流程

3、水射流清洗的压力选择

清洗过程中必须合理选择高压水压力的大小。表2.3可以看出清洗油管污垢选用压力为70MPa、水流量为70L/min。由现场数据可知，高压泵额定排出压力为70MPa，但实际排出压力仅达40MPa~50MPa，排出压力低，出水动能小，直接导致清洗质量不稳定、清洗一次合格率低（仅为62%）、清洗范围小（仅能清?????