油田管道內襯技術研究與運用探究

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1 引言

油田管道運維安全直接影響著油田企業的生產效益,而油田管道的運維管理中,因內部介質及外界環境等因素的影響經常會遇到管道磨損、管道材質腐蝕等情況。管道內襯技術是近年來提高油田管道運維安全的重要應用技術。為此本文結合自身經驗,談一下管道內襯技術情況,旨在推動油田管道技術水平提升。

2 油田管道分析

油田管道所處的環境特殊,外部土壤環境復雜,內部輸送介質多為危險化學品,在這些因素的影響下,管道極容易出現磨損、腐蝕、泄露等問題,嚴重時會加速縮減管道壽命造成管道報廢。在實際的油田管道運維中,管道的磨損和模式是影響最嚴重的兩類問題。隨著油田開發規模日益增大,油田管道的防腐和防泄漏問題成為企業關注和研究的重要問題。

3 油田管道的腐蝕及結垢的現象

油田產品是含有油、氣、水等多種物質的混合物,在管道輸送的過程中還會增加一些油田化學試劑來提高輸送介質的穩定性,起到降低腐蝕,提高輸送安全和輸送效率的作用。因油氣水以及油田化學試劑的存在以及相互作用,極容易引發腐蝕,導致管道強度降低,產生管道結垢現象。結垢物質如果不能及時清理停留在管道內部或部分隨管道內介質運動,不僅對油田管道的運維安全增加風險,而且對產品質量也造成不利影響。通常情況下,油田管道腐蝕的表現包括出現砂眼、坑蝕,繼而引起管道密封性降低,一旦出現裂縫會導致管道內介質泄露,引發爆炸、火災、中毒等大型安全事故,給環境、人員、企業等造成很大損失。為此,針對油田管道腐蝕及結垢的問題采取科學的技術策略是十分必要的。

4 油田管道內襯技術應用

油田管道內襯技術是近年來針對油田管道腐蝕及結垢問題所采取的一種十分有效的技術方法。通過在管道內部進行襯里設計,優化管道內部表面的光滑度,改變內部表面濕潤性,實現管道金屬材質與內部介質的阻隔,避免管道介質中的腐蝕成分以及結垢成分粘附在管道內壁上。此外管道內襯技術還能夠改善管道原油內壁的親水性,有效提升管道內部介質輸送效率。總的來說,通過油田管道內襯技術不僅可以對管道材質起到很好地保護作用,避免管道腐蝕或結垢現象,減少管道維修次數,延長管道的使用壽命,而且還可以降低油田管道內部介質的輸送成本,提高介質輸送效率,保障油田產品質量,對保障油田企業的生產效益有積極作用。

4.1 高壓聚烯烴管內襯技術 高壓聚烯烴管內襯技術是在油田管道內部襯入聚乙烯管,這樣就形成了雙層的管中管復合結構,而且內襯后的油田管道具有原來金屬管道的機械性能,同時還具有聚乙烯管的防腐性能。內襯施工過程中,對管道內部進行清潔,確認管道內表面沒有鐵銹、沒有焊渣,沒有氧化皮等雜質,用高密度聚乙烯管進行穿插試驗,試驗合格后用鋼絲繩牽引聚乙烯管進入管道,最后施加高壓使內襯管緊密貼附在油田管道內壁上。由于聚乙烯管具有可形變性、耐磨損、耐高壓、耐溶劑、耐老化、耐腐蝕等特點,因此在高壓復合后可以起到很好管道防腐效果。該技術可以一次性完成管道管線彎頭處的防腐修復,適用于彎頭多的管線。

4.2 陶瓷復合鋼管內襯技術 陶瓷復合鋼管采用高溫合成法制成,從內到位依次為陶瓷層、過渡層以及鋼層。由于制備溫度高達2200℃以上,因此陶瓷復合鋼管結構致密,陶瓷層能夠通過過渡層與鋼層緊密牢固結合。陶瓷復合鋼管內襯技術具有以下優點:

一是具有良好的耐磨性。陶瓷層的莫氏硬度可高達9.0,因此對油田管道中雜質具有很高的耐磨性;

二是介質的輸送阻力小。陶瓷復合鋼管內表面不會腐蝕生銹,因此不會出現表面凸狀和螺旋線的情況。在這種情況下,管道內介質輸送的阻力系數比無縫鋼管的阻力系數更低,輸送阻力小有利于提高輸送效率。

三是具有耐腐蝕和防結垢的性能。陶瓷復合鋼管屬于化學中性,不容易和輸送介質發生反應,具有很好地耐腐蝕、防結垢特點。

四是具有良好的耐熱性和耐沖擊性。陶瓷復合鋼管結構中的陶瓷層為單一穩定的晶態組織,耐熱性能良好,可在-50℃～700℃范圍內正常運行。陶瓷復合鋼管的膨脹系數比普通的鋼管膨脹系數減少約一半,能夠適應油田管道的高溫環境,也能夠長期正常穩定運行。

五是具有較好的經濟性。陶瓷復合鋼管比相同內徑的鋼管重量輕,因此在運輸、搬運、安裝等過程中具有成本更低的優勢,可以降低工程預算。同時在施工過程中可以采用焊接、法蘭等多種連接方式,施工技術簡單,安裝費用較低。

4.3 電鍍層內襯技術 通過在油田管道的內壁進行電鍍,形成一層電鍍保護層來實現油田管道防護效果。電鍍的過程根據陰極和陽極保護措施的不同采用的電鍍層也不同。電鍍層一旦在管道的金屬表面上完全覆蓋,就可以啟動長久使用的效果,可以大大提高管道內壁的腐蝕性能。一旦電鍍層損壞,損壞部位會發生嚴重腐蝕,且損壞的部位很難修復。這也決定了在電鍍層的設計環節必須采取適宜的電鍍材質,同時在電鍍施工時應設計合理的電鍍施工工序,確保電鍍層施工質量,完整覆蓋到油田管道內壁表面。

5 結語

綜上所述,在油田管道的運維過程中,采用內襯技術是避免管道腐蝕和管道結垢的有效策略。通過在管道內部進行襯里設計,優化管道內部表面的光滑度,改變內部表面濕潤性,實現管道金屬材質與內部介質的阻隔,防止管道腐蝕結構,有效減少油田管道維修頻率,延長使用壽命,是油田管道運維能夠滿足生產安全、產品質量以及經濟成本的多重需求,幫助油田企業實現高質量發展目標。