非金屬管道在大慶油田應用的適應性及運維措施

夏蓉

大慶油田工程有限公司

非金屬管道作為一類新型材質的管道，具有耐腐蝕性好、內壁摩阻小、使用壽命長、綜合造價低、不需陰極保護等優點，在大慶油田油氣集輸、供注水、污水系統中應用廣泛，可以滿足各類復雜的介質輸送、降低投資、安全環保的要求，取得了較好的經濟效益[1]。

1 建設現狀及適用性分析

非金屬管道于1994 年開始在大慶油田試驗性應用，2004 年開始大規模推廣應用，截至2018 年底，大慶油田已建各類埋地管道約10.3×104km，其中非金屬管道13 512 km，約占總管道長度的13%。

1.1 常用非金屬管道管材分類

（1）玻璃鋼管。該管是一種增強熱固性非金屬管，具有較高的機械強度、良好的耐化學腐蝕性，使用壽命長；管道內壁光滑，不易結垢結蠟；管材保溫性能好，導熱系數僅為鋼的1%；玻璃鋼管的接頭一般采用螺紋連接方式，有效避免了因現場直接粘接出現漏失的問題；玻璃鋼管運輸安裝簡單、方便，管材拉伸強度高。

（2）鋼骨架聚乙烯塑料復合管。該管是以鋼骨架為增強體，以熱塑性塑料為連續基材，將金屬和塑料兩種材料復合在一起形成的管材，輸送介質溫度介于0～50 ℃之間，承壓能力相對較低。

（3）連續增強塑料復合管。該管是高性能金屬材料與高分子材料復合而成的一種特殊、連續的多層撓性復合管，管道有三層：傳輸層、增強層、保護層。傳輸層和保護層采用化學交聯技術改變了聚乙烯分子結構；增強層以鋼絲編織成網狀骨架或以鋼帶纏繞骨架，提高了管道耐腐蝕性及耐壓性，具有通電加熱解堵、解凍功能[2]。

1.2 條件和范圍

從油田生產條件和材質性能來看，非金屬管道可用于油氣田的油氣輸送、注入（水）、供水等系統介質的輸送。不同類型的非金屬管道具有不同的材質性能，適用范圍和使用條件也不同[3]。根據各種管材的特點和油氣田輸送不同介質的要求，給出了玻璃鋼管、鋼骨架聚乙烯塑料復合管等非金屬管的適用范圍、輸送介質的最高溫度、通常管徑范圍及工作壓力等（表1）。

1.3 在大慶油田的應用

非金屬管道在大慶油田目前主要應用在水驅、聚驅、三元復合驅油區塊中的集油系統、配制系統、注入系統、供水系統、排水系統、污水系統中，表2按系統分類對非金屬管道進行了統計。

從非金屬管道的應用范圍來看，注入系統應用比例最高，占非金屬管道總數的60.74%；集油系統次之，為26.06%；污水系統占6.83%；供水系統占5.56%；其他系統應用比例較低。在注入系統中配制系統應用非金屬管道比例最高，主要體現在注入（水）支線上，應用比例為55.14%，材質以玻璃鋼管為主。

從非金屬管道應用管道類型來看，玻璃鋼管道應用比例最高，占總數的65.88%；其次為鋼骨架聚乙烯塑料復合管道、連續增強塑料復合管道，分別占總數的15.02%、14.35%。

2 現場存在的問題

非金屬管道材料種類多，影響管材質量及性能因素復雜，其原材料、生產工藝、結構特性等與鋼制管道有很大差異，與鋼制管道相比，目前現場存在以下問題：

（1）管道強度不夠，穿孔頻率較高。非金屬管道抗外界沖擊能力差，在裝卸搬運、施工及穿越井排公路時，管材受到外力沖擊容易受到破壞造成穿孔。

表1 非金屬管道適用范圍及使用條件統計Tab.1 Statistics of non-metallic pipeline's application scope and conditions

表2 埋地非金屬管道按系統分類統計Tab.2 Classified statistics of buried non-metallic piplline besed on system km

（2）管道轉接處滲漏。連續增強塑料復合管連接采用扣壓式接頭，鋼骨架聚乙烯塑料復合管在與管道連接時多采用電熔方式連接，電熔連接套筒內無鋼骨架加強層接頭處耐壓強度均不夠，在管線運行過程中，液體易從縫隙間滲出，出現滲漏現象。

（3）管道穿孔后維修困難，需專業維修隊伍。目前多數使用單位還沒有掌握非金屬管道的維修技術，缺乏現場搶修技術力量，穿孔后需要專業廠家維修，維修難度大，周期長且不便；冬季對非金屬管道進行維修時，室外修補條件差，管道修復質量也難以保證。

（4）管道解堵困難。由于非金屬管道承壓較低，若使用解堵車解堵會導致管道爆裂，再次穿孔；若采用電熱解堵，管線易損壞。

3 運行維護措施

非金屬管道的應用是一個趨勢，它具有耐腐蝕、抗結垢、柔性好、壽命長等優點，從防腐和環保角度考慮，尤其適用于低洼區域。但非金屬管道強度不如鋼管，抗沖擊力差，易被外力破壞，所以應用時必須確保產品生產、運輸、施工及管理各個環節的質量，才能更好地利用非金屬管道的優點為油田生產服務。大慶油田非金屬管道現場運行維護按以下幾個方面實施：

（1）非金屬管材存在剛度差、易受外力破壞等缺點，因此，大慶油田在選用非金屬管材時，充分發揮不同類型管材的優點，根據現場生產及安裝環境的需要、管道內輸送介質的不同選擇適用的管材。

（2）非金屬管道輸送介質的溫度、壓力滿足非金屬管道技術參數要求，不能高于管道限定的溫度、壓力界限；而且非金屬管道不適于管網密集、車流量大以及施工作業頻繁的區域；在人為破壞嚴重區塊不推薦使用。

（3）加強非金屬管道的施工監督及施工驗收，施工過程由監理及技術人員現場指導及監督，避免因施工問題導致后期系統運行事故，同時保證施工季節，避免冬季施工；另外，使用單位在施工階段要記錄清楚新建及更換的管道規格、壓力等級、長度、生產廠家等基礎資料，有助于日后的維修。

（4）大慶油田重視非金屬管道維修隊伍的建設，在非金屬管制造商的配合下，培訓非金屬管道維修人員及組建維修隊伍，加強現場搶修技術力量。如在大慶漢維長垣高壓玻璃鋼管道有限公司的培訓下，目前已有很多采油廠能自行進行玻璃鋼管道的維修，進一步保證了油田的平穩安全生產。

（5）非金屬管道的使用單位要加強管理，在日常生產及維護時，盡量減少外力對管道的破壞，同時建立非金屬管道的運行及維修記錄，掌握非金屬管道使用的第一手基礎資料，以便明確非金屬管道損壞的主要原因。

4 建議

（1）提高非金屬產品驗收及檢測能力。目前，在非金屬管道產品性能檢測方面，國內僅有中國石油天然氣集團管研院及中國石油規劃總院建有較為專業的產品性能檢測實驗室，其他油氣田缺乏對常用非金屬管道產品質量進行常規項目檢測的質檢機構，不具備相應的檢測能力，難以檢測進入油田市場的非金屬產品質量。建議建立權威的第三方檢測部門，配備必要的檢測設備和人員，以保證管道產品的質量[4]。

（2）規范施工驗收，避免管道施工缺陷。非金屬管道對施工工藝和環境條件要求較高，目前大部分非金屬管道都是由非專業施工隊伍施工，由于其對工藝不了解，施工經驗不足，極易造成施工質量缺陷[5]。建議非金屬管道施工使用具有專業知識的施工隊伍，同時建議完善非金屬管道的施工驗收標準，保證非金屬管道的施工質量和日后的安全生產。

（3）建立大慶油田非金屬管道完整性管理體系。完善完整性管理規范標準和體系文件，編制非金屬管道完整性的各項管理規定、體系文件、標準規范和實施方案，逐步實現非金屬管道管理系統化、標準化和規范化[6]。

（4）建議非金屬管道的應用管理與A5 系統（中國石油采油與地面工程運行管理系統）相結合，對已建的非金屬管道運行及維修記錄進行及時更新維護，為今后非金屬管道在大慶油田更好的應用和維護提供數據保障。