摘要:在油气田开发的过程中,普通材质的金属管道腐蚀严重、穿孔加剧,使其在油气管道上的应用和发展受到了限制,而非金属管道具有导热系数较低、水力特性优异、耐腐蚀性强等特点,因此在应用中具有广阔的发展前景。
关键词:腐蚀;金属管道;非金属管道
一、金属管线的局限性
濮城油田是一个埋藏深、含油层系多、油藏类型多、非均质性严重的断块油气田,1981年投入开发,同期开始注水,至今有近40年的开发历史。濮城油田有集输管线1017条,材质为金属管线(螺旋焊缝钢管和无缝钢管)。随着开发不断的深入,金属管线在地面配套中无法满足油田开发要求,主要表现在以下三个方面。
1、原油含水不断上升,污水中的矿化度高、腐蚀性强,油田使用的普通金属管材发生腐蚀穿孔的现象日益增加,造成土地污染和工农赔偿。
2、金属管线内防造价高,易脱落,存在很大的局限性。濮城油田金属管线使用的内防技术主要为水泥砂浆内衬和玻璃鳞片,在使用过程中多次出现脱落堵塞分离器的情况。小管径管道(直径小于100mm)由于技术问题,难以达到内防标准,在使用中腐蚀穿孔周期短。
3、金属管线在使用后期,维修频繁,维护费用高,员工劳动强度高,且极易出现安全隐患和事故,不适应当前的低油价环境。
二、非金属管线的特点
1、导热系数低。材料的导热系数是衡量材料保温性能的一个重要指标,导热系数越低在相同的保温厚度下,保温效果越好,反之越差。高压纤维玻璃钢管和柔性复合高压输送管等材料的导热性很低,为金属管线的1/100-1/1000。因此除特殊要求外,非金属管线在应用过程中不需要采取保温措施,即使需要其保温厚度也小于金属管线,因此可以相对的节约成本。
2、水力特性好。金属管线的内壁相对粗糙,摩擦系数大,并且随着腐蚀的加重快速递增。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆非金属管线在整个寿命期内始终保持内壁光滑,摩擦系数很小,能够显著减少管道流程的压力损失,降低输送能耗。
3、耐腐蚀性强。非金属管线能耐酸、碱、盐等大多数介质的浸蚀,在电解质溶液中不产生离子溶解现象,因此管材内外表面具有相同的防腐性能,不受油田污水和土壤的腐蚀,经济方便。
4、使用年限长。金属管线一般的设计使用年限为20年,非金属管线的设计使用年限为50年,在不遭受外力的破坏下,非金属管线拥有较为稳定的使用状态。
三、非金属管线的应用
濮城油田在集输系统应用的非金属管材有高压纤维玻璃钢和柔性复合高压输送管两种,其中高压纤维玻璃钢管主要应用于集输干线,规格为DN250 PN40,集输干线和单井集输管线主要使用柔性复合高压输送管,规格有DN65、DN80、DN100、DN150四种。2010年至今已更换非金属管线230条,在应用中取得良好的效果。
1、减少磨阻损失,降低输送能耗。输送长度大于1.5Km集输管线在使用非金属管线后,平均运行压力下降0.1 MPa -0.3Mpa。
2、管线腐蚀穿孔的次数减少,同时降低了土壤污染的风险和安全隐患的发生,保证了集输系统的安全稳定运行。
四、结语
非金属管线在耐腐蚀性和节能降耗方面具有独特的优势,但需要解决好安装过程及管理中的问题:
1、濮城油田地处农村集聚区,人口密度大,动土频率高。由于非金属管线耐冲击力差,因此结合该地区冻土层及工业动土深度,为避免受到外力损坏,埋设深度设定为管顶距自然地面1.8m,并在与高压注水管线并行或交叉时埋设保护套管。
2、在日常管理中,除做好日常的巡线工作,在硬件设施中,应增加油水井井场和工业区域内的独特路由标示。
3、由于非金属管线的化学特性,只适合埋地敷设,但在实际设计及施工中过河、与闸门连接的管段需要使用金属管线,因此在做好内外防的情况下,可适当加厚管壁。
4、柔性复合高压输送管在连接部位使用的仍是金属接头,在耐腐蚀性上需要进一步提高。
5、非金属管线在维护时需要停产,且时间长,增加了油田产量损失,建议制定更好的维护措施。
参考文献:
[1]石仁委,龙媛媛.油气管线防腐工程[M].北京:中国石化出版社,2008:172-173.
[2]李鹤林.石油管工程[M].北京:石油工业出版社,1999:66.
论文作者:王海穴
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/1
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