高壓玻璃鋼管管線在油田注水上的應用技術研究

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)

隨著油田的持續開發，尤其是我國低滲透油田的穩產開發，經常采取注水開發的途徑來補充地層能量。注水水源一般分為地下水、河水和油田采出水，經一定的處理工藝處理后，達標回注地層。針對延長油田，其屬于低滲透油藏，主要是對采出水的有效回注，提高油藏的采收率，穩定原油產量。但采出水中礦化度高，還原性細菌大幅超標，嚴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注水開發，含水率不斷上升，高含水率油區相繼出現，其產生的采出水對管道腐蝕的危害日益加劇，穿孔、滲漏現象屢見不鮮，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，研究人員開始關注玻璃鋼管線的引用。玻璃鋼管具有耐腐蝕、抗高壓的特點，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勢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 高壓玻璃鋼管的應用

1.1 玻璃鋼管的適用性

玻璃鋼是一種以無堿玻纖增強環氧樹脂材料，采用纏繞方式制成的復合型管材；管道生產全部數字化控制，自動化程序一次完成。生產的管材具有耐高溫、強度高、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，依據其特性，能有效解決管道結垢、二次污染、腐蝕穿孔問題等腐蝕問題，且輸送管道可重復使用，可節約大量建設費用，已在大慶油田、延長油田等廣泛應用。

1.2 高壓玻璃鋼管的性能特點

1.2.1 耐腐蝕性強

高壓玻璃鋼管耐腐蝕性能比其他輸送管道優勢明顯。對還原性液體、氧化性介質、表面活性劑以及各種有機溶劑等，選擇優良的玻璃鋼材質，可促使玻璃鋼管的耐腐蝕性增強，減少工程建設成本，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，其安裝界面粘結性能十分優良，使其在外界影響較小的情況下，在進行正常的投運時，高壓玻璃鋼管的使用壽命預計可以達到30-50年。

1.2.3 承壓、耐熱能力強

玻璃鋼管材具有強度高、質量輕等特性。根據使用工況設計為耐高溫的產品，一般最高可達120℃-160℃。正常情況下，管材的設計壓力等級可達到3.5MPa-25MPa，最高設計壓力可達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，玻璃鋼管線的運輸、安裝比較簡單、方便。

1.2.4 管內流動性好，不易結垢堵塞

玻璃鋼管材因其特殊的化學結構，管內表面十分光滑，經試驗驗證:在整個壽命期內管內都不會結垢，管內壁始終具有一定的光潔度。其水力學指標:哈森-威廉斯系數竟高達150左右，且其結垢的特性使管道內壁光潔度不會隨時間而改變，注水用高壓玻璃鋼的管內摩擦阻力小，沿程和局部摩阻較小，輸送能耗低，降低其運行成本。

1.2.5 導熱性差、連接方便

玻璃鋼管線的安裝連接采用的螺紋連接，現場施工安裝方便，且密封性好，不易滲透，但玻璃鋼管線屬于脆性材料，站外管線敷設需彈性敷設，避免與重、尖、硬物劇烈碰撞，以免破損；設計要求玻璃鋼管接頭的安全系數不得低于3.0，污水輸送管道可采用螺紋連接或承插粘結式連接。高壓玻璃鋼管導熱系數小，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平緩或地形起伏不大的地區，不宜用于人口密集、車輛來往密度大的中高級道路以及多石地區。

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

1.3.3 玻璃鋼管道的設計管頂埋深根據地區凍土深度定，一般在凍土深度以下0.2-0.3m，穿越地質不穩定或者坡度太大的區域，需設置固定支墩進行穩管保護。

1.3.4 同溝敷設的管線，其凈間距應大于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，應保證其管線走向的上下凈間距要求。

1.3.5 對玻璃鋼管線進行壓力測試，一般采用水壓測試，試壓時需排空管道內的雜物和空氣，根據設計要求，一般試壓壓力按設計壓力的1.25倍考慮。

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