淺談柔性復(fù)合管在油田集輸中的應(yīng)用研究

王譯然

[摘 要]柔性復(fù)合管優(yōu)勢(shì)是耐腐蝕性較高，抗酸性與抗堿性的能力比較強(qiáng)；內(nèi)壁光滑不容易積垢，摩擦阻力的系數(shù)比較低，在高礦化度的油氣田中的應(yīng)用效果非常理想；柔韌性比較好，質(zhì)量相對(duì)較輕，輸送流體的阻力非常低，使用過(guò)程中可以自由的彎曲。在實(shí)際的施工應(yīng)用當(dāng)中，可以有效降低因?yàn)榈匦纹鸱?、地址斷層所?dǎo)致的管道彎曲影響，提升油氣管道的施工效率，提升管道的使用壽命。總而言之，柔性復(fù)合管在油田集輸當(dāng)中的應(yīng)用非常理想，具備非常顯著的應(yīng)用意義。

[關(guān)鍵詞]柔性復(fù)合管；油田集輸；管道

中圖分類號(hào)：TE973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）30-0007-01

0 引言

本文以某油田為例，該油田是從1996年開(kāi)始投入使用，至今為止已經(jīng)使用了21年，油氣水管道的總量為300余條，當(dāng)前的綜合含水量已經(jīng)達(dá)到90%。油田的產(chǎn)出水礦化率已經(jīng)可以達(dá)到900mg/L，主要是以K+、CL-為主，其中PH值比較低，具備一定的腐蝕性。近些年，腐蝕率已經(jīng)逐漸超過(guò)0.076mm/a的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致管道腐蝕穿孔的發(fā)生率不斷提升，嚴(yán)重影響正常的生產(chǎn)。最終將柔性復(fù)合管應(yīng)用在該油田的集輸中，獲得了顯著的應(yīng)用效果。

1 柔性復(fù)合管概述

柔性復(fù)合管是一種由高分子復(fù)合材料制作而成的管道，其具備較高的強(qiáng)度、高壓力、耐腐蝕性、摩擦阻力系數(shù)較小、保溫性能較好、柔韌性較好以及壽命較長(zhǎng)等特點(diǎn)，在石油天然氣工業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用頻率比較高，應(yīng)用效果比較理想。柔性復(fù)合管結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外主要是由管芯、增強(qiáng)層、外包層構(gòu)成，其中芯管主要是以硅烷交聯(lián)高密度聚乙烯管以及納米改善之后的聚錄乙烯管為主。強(qiáng)化層主要是以管芯上編織和纏繞的增強(qiáng)纖維絲以及鋼絲繩為主，其增強(qiáng)纖維層之間采用年結(jié)合劑進(jìn)行粘連。外包層主要是以聚乙烯防腐材料為主，具備較高的防腐蝕性功能。柔性復(fù)合管的工作壓力為0至32MPa，尺寸一般為內(nèi)徑20至300mm。

柔性復(fù)合管相對(duì)于鋼管與玻璃鋼管而言，其優(yōu)勢(shì)比較多，主要在于以下幾個(gè)方面：1、耐腐蝕性較高，抗酸性與抗堿性的能力比較強(qiáng)；2、內(nèi)壁光滑不容易積垢，摩擦阻力的系數(shù)比較低，在高礦化度的油氣田中的應(yīng)用效果非常理想；3、柔韌性比較好，質(zhì)量相對(duì)較輕，輸送流體的阻力非常低，使用過(guò)程中可以自由的彎曲。在實(shí)際的施工應(yīng)用當(dāng)中，可以有效降低因?yàn)榈匦纹鸱?、地址斷層所?dǎo)致的管道彎曲影響，提升油氣管道的施工效率，提升管道的使用壽命，普遍可以使用50年；4、傳熱系數(shù)比較低，絕熱性能比較理想，最高的使用溫度可以達(dá)到110℃，并且不需要使用任何的防腐保溫材料，在石油領(lǐng)域中的應(yīng)用較為理想；5、操作便捷，施工簡(jiǎn)單快速，柔性復(fù)合管的單根長(zhǎng)度可以達(dá)到1000米以上，現(xiàn)場(chǎng)的施工只需要使用絲扣或不銹鋼卡就可以，可以省略掉焊接的工藝，降低人力資源的投入，控制施工周期。除此之外，柔性復(fù)合管不僅施工操作簡(jiǎn)單，而且在簡(jiǎn)單的施工操作之后，柔性復(fù)合管的施工性能非常理想，一般情況下柔性復(fù)合管的施工要求顯著低于鋼制管道的施工要求；6、運(yùn)輸質(zhì)量較高，彎曲半徑一般可以控制在1米之內(nèi)；7、柔性復(fù)合管的運(yùn)輸、儲(chǔ)存方式較為簡(jiǎn)單，在運(yùn)輸過(guò)程中不需要刻意的保護(hù)，在運(yùn)輸方面的成本比較低?？偠灾?，柔性復(fù)合管在油田集輸當(dāng)中的應(yīng)用非常理想，具備非常顯著的應(yīng)用意義。

2 柔性復(fù)合管的實(shí)際應(yīng)用

2.1 應(yīng)用狀況

伴隨著單井的含水量不斷提升，高礦化度的污水情況越發(fā)嚴(yán)重，再加上污水的酸性比較強(qiáng)，顯著提升了管道的腐蝕穿孔發(fā)生率，該油田在2010年時(shí)，對(duì)站外的部分單井集輸管采用柔性復(fù)合管進(jìn)行更換，首先是對(duì)兩口自從投入使用之后腐蝕穿孔頻率達(dá)到30次的單井進(jìn)行更換，管道更換規(guī)格為：管線規(guī)格為RFY—115×12.5-6.4、長(zhǎng)度分別為800米和3300米、工作壓力均為1.6MPa、管道埋深均為1.2米。

2.2 柔性復(fù)合管的施工要點(diǎn)

因?yàn)閺?fù)合管是首次在該油田當(dāng)中應(yīng)用，為了確保施工質(zhì)量能夠保障，施工過(guò)程中非常謹(jǐn)慎，將管道深埋至1.2米位置，穿越公路的路段需要增加鋼套管進(jìn)行保護(hù)，以防因?yàn)橥饬?dǎo)致管線遭受損壞，例如采用機(jī)械挖溝、鉆井以及作業(yè)打地錨等情況導(dǎo)致管線損壞。如果溝底存在不容易清理的堅(jiān)硬物質(zhì)，例如礫石、巖石等，應(yīng)當(dāng)鏟出到設(shè)計(jì)標(biāo)高以下的0.2米內(nèi)，然后再鋪上沙土將其掩埋平整，在平整之后再使用吊帶將柔性復(fù)合管吊入溝中進(jìn)行安裝施工。

管道在鋪設(shè)的過(guò)程中，需要先將柔性復(fù)合管的套在專用的轉(zhuǎn)盤(pán)上面，然后由施工人員拉到管頭當(dāng)中，讓其自然分散，每一個(gè)100米間距需要由1人進(jìn)行監(jiān)控，直到柔性復(fù)合管全部完成鋪設(shè)為止。在鋪設(shè)的過(guò)程中需要確保柔性復(fù)合管盡可能自然鋪設(shè)在管溝內(nèi)部，管道體絕對(duì)不能彎曲，不能對(duì)柔性復(fù)合管進(jìn)行強(qiáng)制性的彎曲和固定，預(yù)防塑變的情況發(fā)生。

在柔性復(fù)合管鋪設(shè)完成并且完成回填操作之后，便可以對(duì)管道施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試壓操作，在試壓操作合格之后才能夠進(jìn)行二次回填，然后正式投入到使用中。

3 柔性復(fù)合管的應(yīng)用建議

通過(guò)本次柔性復(fù)合管的試驗(yàn)與應(yīng)用，提出幾點(diǎn)行之有效的質(zhì)量控制建議：1、一般情況下，沙漠地區(qū)每年3月份到10月份是沙漠季節(jié)，在這些季節(jié)中，風(fēng)量比較大，受風(fēng)的影響，沙丘會(huì)大量遷移。一般情況下，沙丘的運(yùn)動(dòng)平均速度可以達(dá)到6m/a，沙堆的遷移對(duì)于管道的運(yùn)行必然會(huì)形成一定的影響。在管道鋪設(shè)的過(guò)程中，管道預(yù)埋深度雖然能夠符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和需求，但是在風(fēng)口位置的管道，只需要不到半年的時(shí)間便會(huì)因?yàn)轱L(fēng)沙的遷移影響，導(dǎo)致管道懸空在沙土之上，導(dǎo)致柔性復(fù)合管的使用壽命遭受影響。對(duì)此，在設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)當(dāng)盡量規(guī)避管道的鋪設(shè)位置。例如，在沙漠當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)將管道的鋪設(shè)位置盡量控制在遠(yuǎn)離風(fēng)口的位置上；在城市當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)掌握城市未來(lái)幾十年的發(fā)展規(guī)劃，規(guī)避不出幾年管道需要遷移和維修的情況發(fā)生；2、在管道鋪設(shè)位置兩側(cè)安裝或編制防沙帶，例如采用草方格沙障，草方格的尺寸需要控制在1m×1m的規(guī)格以內(nèi)，總體的寬度必須在上風(fēng)向6m和下風(fēng)向3m。草方格沙障是將蘆葦插入到沙層內(nèi)部，直接立于沙丘之上的。在流沙上扎成一個(gè)方格形狀的半隱蔽式的沙障。蘆葦邁入的深度需要控制在13cm以上，上層漏出地面的高度也需要控制在13cm以上；3、需要定期對(duì)遭受風(fēng)沙侵蝕或者是裸露在外的管道進(jìn)行掩埋以及檢查，并且在掩埋之后對(duì)采用草方格進(jìn)行防沙處理，一方面是保障管道的掩埋深度符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面是確保柔性復(fù)合管的使用壽命和使用質(zhì)量；4、在柔性復(fù)合管投入試運(yùn)行的過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)管道接頭部位容易發(fā)生滲透的情況，導(dǎo)致無(wú)法打壓。對(duì)于這一種情況，主要是因?yàn)槭┕げ煌讓?dǎo)致的無(wú)法打壓。對(duì)此，需要嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)的施工規(guī)范性，提升施工整體質(zhì)量。嚴(yán)格按照SY/T6716《石油天然氣工業(yè)用柔性復(fù)合管高壓輸送管》規(guī)范中的相關(guān)要求與規(guī)范進(jìn)行施工；5、為了規(guī)避因?yàn)榈跹b、碰撞、鏟傷等原因?qū)е碌娜嵝詮?fù)合管外防護(hù)層損壞，認(rèn)為應(yīng)當(dāng)對(duì)柔性復(fù)合管的外層結(jié)構(gòu)給予適當(dāng)?shù)挠操|(zhì)防護(hù)，從而保障外防腐蝕層的完好，從而保障柔性復(fù)合管的防腐蝕性能。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，因?yàn)槿嵝詮?fù)合管具備非常強(qiáng)的抗腐蝕性、抗刺漏能力，所以當(dāng)前許多油氣開(kāi)采工程中都有廣泛的應(yīng)用，并且其應(yīng)用重要性也越發(fā)明顯。為了不斷優(yōu)化油田集輸，促使油氣開(kāi)采的整體質(zhì)量得到提升，相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)充分理解柔性復(fù)合管的理論性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與原則，準(zhǔn)確掌握柔性復(fù)合管的應(yīng)用要求，根據(jù)油氣開(kāi)采、運(yùn)輸?shù)木唧w特點(diǎn)，針對(duì)性設(shè)計(jì)和應(yīng)用柔性復(fù)合管。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅貞禮.柔性復(fù)合管在油氣田中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用探討[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2011，06：55-57.endprint