油田注汽管線散熱損失分析與保溫措施研究

龐玉歡(遼河油田特種油開(kāi)發(fā)公司，遼寧 盤錦 124010)

油田注汽管線散熱損失分析與保溫措施研究

龐玉歡(遼河油田特種油開(kāi)發(fā)公司，遼寧 盤錦 124010)

在石油開(kāi)發(fā)中，注氣開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)常用技術(shù)。但是，很多油田的注汽管線由于建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)行環(huán)境惡劣，所以散熱損失較大。為了提高油田注汽管線的保溫性能，應(yīng)當(dāng)要選擇合理的材料和工藝。本文通過(guò)對(duì)不同材料、工藝及使用年限的油田注汽管線的保溫情況進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)納米氣凝膠、復(fù)合硅酸鹽涂料等保溫材料會(huì)使油田注氣管線的保溫效果更好、散熱損失更小。

油田注汽管線；散熱損失；保溫措施

現(xiàn)如今，隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展及生產(chǎn)需求的增大，對(duì)油田的開(kāi)發(fā)越來(lái)越深入，對(duì)注汽開(kāi)發(fā)工藝的應(yīng)用亦越來(lái)越頻繁。但是，油田注氣管線的散熱損失問(wèn)題仍舊沒(méi)得到徹底解決。雖然近年來(lái)在科技發(fā)展的推動(dòng)下，各類保溫材料的性能都在不斷提高，相關(guān)保溫技術(shù)也越來(lái)越完善先進(jìn)，但仍需針對(duì)油田注汽開(kāi)發(fā)的實(shí)際條件和需求，采取有效的技術(shù)措施來(lái)減少注汽管線散熱損失。本文通過(guò)對(duì)不同材料、工藝及使用年限的油田注汽管線的保溫情況進(jìn)行對(duì)比分析，研究了減少油田注汽管線散熱損失及提高保溫效果的相關(guān)措施，僅供參考。

1 目前常用的保溫材料

目前在油田注汽管線中，常用的幾種保溫材料主要有：①泡沫型保溫材料：一種是聚合物發(fā)泡型材料，其優(yōu)點(diǎn)在于吸濕率小、導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫效果好以及施工方便，缺點(diǎn)是易燃；另一種是泡沫石棉，其優(yōu)點(diǎn)在于密度小、保溫效果好以及施工方便，缺點(diǎn)是易受潮和易溶解。②復(fù)合硅酸鹽保溫材料：其優(yōu)點(diǎn)在于耐高溫、可塑性強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低以及施工方便，缺點(diǎn)是易碎、易受施工質(zhì)量影響。③纖維質(zhì)保溫材料：其優(yōu)點(diǎn)在于防火性能好、保溫性能佳，缺點(diǎn)是成本較高。④硅酸鈣絕熱制品保溫材料：其優(yōu)點(diǎn)在于耐熱度高、密度小、收縮率小以及抗壓強(qiáng)度高，缺點(diǎn)是原材料(紙漿纖維)易降低其耐高溫性及易破碎。

2 測(cè)試方案及方法

(1)測(cè)試方案 為掌握油田的注汽管線保溫現(xiàn)狀，先調(diào)查和統(tǒng)計(jì)油田現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的保溫管線的材料、地點(diǎn)、使用年限等信息，然后據(jù)此選取 15條比較具有代表性的保溫管線進(jìn)行研究，所使用的保溫材料分別為：雙層硅酸鹽瓦、納米氣凝膠、復(fù)合硅酸鹽涂料。

(2)測(cè)試方法 ①測(cè)試管段抽樣。以個(gè)體支墩對(duì)每段注汽管線編號(hào)，從鍋爐房外的第一個(gè)支墩開(kāi)始，分別選取三分之一管線處和三分之二管線處的支墩作為基點(diǎn)，從各支墩前端取均質(zhì)保溫直管段10米，再于附近選取彎頭1個(gè)。對(duì)所選取的管段進(jìn)行熱成像，設(shè)備采用紅外熱像儀，測(cè)評(píng)注汽管線的保溫結(jié)構(gòu)的性能，明確其中的異常溫度場(chǎng)，然后據(jù)此選取具有代表性的區(qū)域。②測(cè)點(diǎn)布置。直管段每隔10米處均勻布置測(cè)試截面，共布置4個(gè)，每個(gè)測(cè)試截面的圓周上再布置測(cè)點(diǎn)4個(gè)。在異常溫度場(chǎng)上，按照等溫線布置測(cè)點(diǎn)，以用來(lái)對(duì)高溫區(qū)的溫度分布進(jìn)行測(cè)試。另外在各彎頭處也均布置測(cè)試截面3個(gè)。具體見(jiàn)圖1。

圖1 截面測(cè)點(diǎn)選取圖

(3)儀器儀表。在油田注汽管線的保溫測(cè)試中，主要測(cè)試的項(xiàng)目有：表面溫度、定性尺寸、風(fēng)速以及熱像圖等。其所應(yīng)用的儀器儀表分別為：表面溫度測(cè)試應(yīng)用Fluke568紅外線測(cè)溫儀，準(zhǔn)確度±1.0℃；定性尺寸測(cè)試應(yīng)用鋼卷尺，準(zhǔn)確度1mm；風(fēng)速測(cè)試應(yīng)用Testo445型風(fēng)速測(cè)試儀，準(zhǔn)確度0.1m/s；熱像圖測(cè)試應(yīng)用Fluke Ti55熱成像儀，準(zhǔn)確度0.1℃。

3 紅外熱成像定性分析

采用紅外熱像儀對(duì)所選取的 15條比較具有代表性的保溫管線做診斷性分析，分別對(duì)采用雙層硅酸鹽瓦、納米氣凝膠、復(fù)合硅酸鹽涂料這三種保溫材料的油田注汽管線的直管段及彎頭部位保溫情況進(jìn)行定性分析，明確局部的異常高溫區(qū)以為測(cè)試提供輔證信息。

①雙層硅酸鹽瓦測(cè)試結(jié)果。采用雙層硅酸鹽瓦保溫材料的油田注汽管線在直管段接縫處具有漏熱點(diǎn)。1-1 測(cè)試管線在直管段出現(xiàn)局部破損，接縫溫度較高，直管段10米處發(fā)現(xiàn)11個(gè)漏熱點(diǎn)；1-2 測(cè)試管線在彎頭處出現(xiàn)大面積漏熱區(qū)，與直管段連接處部分溫度較高，散熱損失較大。②納米氣凝膠測(cè)試結(jié)果。采用納米氣凝膠保溫材料的油田注汽管線在直管段處未發(fā)現(xiàn)漏熱點(diǎn)，彎頭處存在少量的漏熱點(diǎn)，隨使用年限的增加，保溫材料的保溫效果具有不同程度減退。③復(fù)合硅酸鹽涂料測(cè)試結(jié)果。采用復(fù)合硅酸鹽涂料保溫材料的油田注汽管線在直管段處與彎頭處均未發(fā)現(xiàn)漏熱點(diǎn)，隨使用年限的增加，保溫材料的保溫效果具有不同程度減退。

4 測(cè)試結(jié)果對(duì)比

對(duì)所選取的 15條比較具有代表性的保溫管線進(jìn)行測(cè)試和分析發(fā)現(xiàn)，受保溫性能差異的影響，采用不同保溫材料的油田注汽管線的保溫層厚度也均不一樣。采用納米氣凝膠保溫材料的油田注汽管線的保溫厚度最小、保溫效果最好。在保溫厚度相同的前提下，采用雙層硅酸鹽瓦保溫材料的油田注汽管線的散熱損失情況并未隨使用年限而出現(xiàn)規(guī)律性變化。采用納米氣凝膠保溫材料和采用復(fù)合硅酸鹽涂料保溫材料的油田注汽管線在相同的保溫厚度下，保溫效果均較好；隨使用年限的增加，兩者的散熱損失均會(huì)出現(xiàn)微幅增長(zhǎng)，但整體散熱損失均小于采用雙層硅酸鹽瓦保溫材料的油田注汽管線。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)測(cè)試和對(duì)比結(jié)果，可以得出結(jié)論：納米氣凝膠、復(fù)合硅酸鹽涂料等保溫材料會(huì)使油田注氣管線的保溫效果更好、散熱損失更小。

[1]孫彥峰.新疆油田注汽管線保溫現(xiàn)狀分析研究[J].石油石化節(jié)能，2016,(12)：8-11+7+2.

[2]尹鑫.超稠油注汽管線保溫技術(shù)[J].節(jié)能，2012,(02)：63-65.

龐玉歡(1979- )，男，上海崇明人， 助理工程師，專科 ，主要從事熱注一線管理工作。