高壓玻璃鋼管管線在油田注水上的應(yīng)用技術(shù)研究

蔣文鴿、陳海龍、馮國智(陜西宇陽石油科技工程有限公司，陜西 西安 710018)

隨著油田的持續(xù)開發(fā)，尤其是我國低滲透油田的穩(wěn)產(chǎn)開發(fā)，經(jīng)常采取注水開發(fā)的途徑來補(bǔ)充地層能量。注水水源一般分為地下水、河水和油田采出水，經(jīng)一定的處理工藝處理后，達(dá)標(biāo)回注地層。針對(duì)延長油田，其屬于低滲透油藏，主要是對(duì)采出水的有效回注，提高油藏的采收率，穩(wěn)定原油產(chǎn)量。但采出水中礦化度高，還原性細(xì)菌大幅超標(biāo)，嚴(yán)重腐蝕注水井中的井下管柱和鋼制注水管線。隨著低滲透油田持續(xù)注水開發(fā)，含水率不斷上升，高含水率油區(qū)相繼出現(xiàn)，其產(chǎn)生的采出水對(duì)管道腐蝕的危害日益加劇，穿孔、滲漏現(xiàn)象屢見不鮮，鋼制管線的使用壽命大大縮短。

為鋼管需找合適的替代品，徹底解決注水管道易腐蝕的難題，研究人員開始關(guān)注玻璃鋼管線的引用。玻璃鋼管具有耐腐蝕、抗高壓的特點(diǎn)，從根本上解決了鋼制管道易腐蝕的問題；玻璃鋼管線的最大優(yōu)勢(shì)是其管材和配管都是耐腐蝕材料，避免管道尤其是焊縫的腐蝕，明顯提升管線的抗防腐能力。

1 高壓玻璃鋼管的應(yīng)用

1.1 玻璃鋼管的適用性

玻璃鋼是一種以無堿玻纖增強(qiáng)環(huán)氧樹脂材料，采用纏繞方式制成的復(fù)合型管材；管道生產(chǎn)全部數(shù)字化控制，自動(dòng)化程序一次完成。生產(chǎn)的管材具有耐高溫、強(qiáng)度高、耐腐蝕等特性，平均使用壽命延長3倍以上。

高壓玻璃鋼管適用于油田注水，依據(jù)其特性，能有效解決管道結(jié)垢、二次污染、腐蝕穿孔問題等腐蝕問題，且輸送管道可重復(fù)使用，可節(jié)約大量建設(shè)費(fèi)用，已在大慶油田、延長油田等廣泛應(yīng)用。

1.2 高壓玻璃鋼管的性能特點(diǎn)

1.2.1 耐腐蝕性強(qiáng)

高壓玻璃鋼管耐腐蝕性能比其他輸送管道優(yōu)勢(shì)明顯。對(duì)還原性液體、氧化性介質(zhì)、表面活性劑以及各種有機(jī)溶劑等，選擇優(yōu)良的玻璃鋼材質(zhì)，可促使玻璃鋼管的耐腐蝕性增強(qiáng)，減少工程建設(shè)成本，提高效益。

1.2.2 耐疲勞性能、使用壽命長

高壓玻璃鋼管的耐腐蝕性能非常好，其安裝界面粘結(jié)性能十分優(yōu)良，使其在外界影響較小的情況下，在進(jìn)行正常的投運(yùn)時(shí)，高壓玻璃鋼管的使用壽命預(yù)計(jì)可以達(dá)到30-50年。

1.2.3 承壓、耐熱能力強(qiáng)

玻璃鋼管材具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕等特性。根據(jù)使用工況設(shè)計(jì)為耐高溫的產(chǎn)品，一般最高可達(dá)120℃-160℃。正常情況下，管材的設(shè)計(jì)壓力等級(jí)可達(dá)到3.5MPa-25MPa，最高設(shè)計(jì)壓力可達(dá)30MPa。高壓玻璃鋼管的比重約為2.2，僅為鋼管比重的四分之一。因此，玻璃鋼管線的運(yùn)輸、安裝比較簡(jiǎn)單、方便。

1.2.4 管內(nèi)流動(dòng)性好，不易結(jié)垢堵塞

玻璃鋼管材因其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，管內(nèi)表面十分光滑，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證:在整個(gè)壽命期內(nèi)管內(nèi)都不會(huì)結(jié)垢，管內(nèi)壁始終具有一定的光潔度。其水力學(xué)指標(biāo):哈森-威廉斯系數(shù)竟高達(dá)150左右，且其結(jié)垢的特性使管道內(nèi)壁光潔度不會(huì)隨時(shí)間而改變，注水用高壓玻璃鋼的管內(nèi)摩擦阻力小，沿程和局部摩阻較小，輸送能耗低，降低其運(yùn)行成本。

1.2.5 導(dǎo)熱性差、連接方便

玻璃鋼管線的安裝連接采用的螺紋連接，現(xiàn)場(chǎng)施工安裝方便，且密封性好，不易滲透，但玻璃鋼管線屬于脆性材料，站外管線敷設(shè)需彈性敷設(shè)，避免與重、尖、硬物劇烈碰撞，以免破損；設(shè)計(jì)要求玻璃鋼管接頭的安全系數(shù)不得低于3.0，污水輸送管道可采用螺紋連接或承插粘結(jié)式連接。高壓玻璃鋼管導(dǎo)熱系數(shù)小，不足鋼管的百分之一，保溫性能好，適合油田注水管線的敷設(shè)和注水外輸。

1.3 高壓玻璃鋼注水管材施工要求

1.3.1 玻璃鋼管線一般適用于地勢(shì)平緩或地形起伏不大的地區(qū)，不宜用于人口密集、車輛來往密度大的中高級(jí)道路以及多石地區(qū)。

1.3.2 穿跨越公路、河流等障礙時(shí)，要增加鋼制套管進(jìn)行保護(hù)，套管管徑比玻璃鋼管徑大1-2級(jí)；如多條管道同溝敷設(shè)，應(yīng)將玻璃鋼管線與其它鋼制管件隔開，以防管道間發(fā)生碰撞，造成玻璃鋼管線破損。

1.3.3 玻璃鋼管道的設(shè)計(jì)管頂埋深根據(jù)地區(qū)凍土深度定，一般在凍土深度以下0.2-0.3m，穿越地質(zhì)不穩(wěn)定或者坡度太大的區(qū)域，需設(shè)置固定支墩進(jìn)行穩(wěn)管保護(hù)。

1.3.4 同溝敷設(shè)的管線，其凈間距應(yīng)大于150mm，管道相互之間宜用沙土或軟土填充，避免管線摩擦、碰撞破損；管線交叉穿越時(shí)，應(yīng)保證其管線走向的上下凈間距要求。

1.3.5 對(duì)玻璃鋼管線進(jìn)行壓力測(cè)試，一般采用水壓測(cè)試，試壓時(shí)需排空管道內(nèi)的雜物和空氣，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，一般試壓壓力按設(shè)計(jì)壓力的1.25倍考慮。

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