柔性复合高压输送管的研究与利用

1 注水管网材料现状及存在的问题

中原油田采油三厂从1981年投入注水开发, 经过多年建设, 注水系统管网已全面完善, 地面设施配套基本得到保障, 然而, 随着注水流程逐渐增大, 管网趋于复杂, 管网所处环境多样化, 注水系统对管网材质要求也随之多样化。目前中原油田采油三厂注水管网使用管材主要有三种, 分别为钢质管材、钢骨架塑料管材、玻璃钢管材, 三种管材在使用中都存在各自的优缺点, 钢质管优点是强度高, 承压高, 不易被外力破坏, 缺点是易腐蚀穿孔, 内腐蚀不易防范, 管线寿命短。钢骨架塑料管优点是耐腐蚀、防结垢, 具有较好的抗冲击性;缺点是承压能力低, 容易被外力破坏。玻璃钢管优点是耐腐蚀、防结垢、流体阻力小;缺点是韧性差、抗外挤能力差、易损坏, 难修复。

那么问题重点突出为是否有一种管材, 既具有以上管材的优点, 又克服了以上管材的缺点呢?

2 柔性复合高压输送管的应用

2.1 管线结构

柔性复合高压输送管采用多层结构, 主要由内芯管、增强层、外保护层组成, 管层结构如图所示:

内心管采用交联聚合物, 具有良好的力学性能、热稳定性、耐磨性、耐溶剂性及抗蠕变性, 具体表现为耐高温、耐腐蚀、化学性质稳定、耐磨损。增强层采用高强度工业纤维丝, 具有较好的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐光等优良性能, 增强层主要增强管线强度, 增加管线耐压能力。外保护层采用低密度线性聚乙烯, 该材料具有优越的耐腐蚀性、耐磨性、抗张强度、抗撕裂强度、耐环境应力开裂性、耐低温性、耐热性和耐穿刺性。

2.2 管材具体特点

耐腐蚀、使用寿命长:可满足酸、碱、盐等腐蚀性介质的输送, 使用寿命长达30年。高强度、高压力:柔性复合高压输送管不同规格尺寸在不同管壁厚度情况下具有不同的耐压强度, 公称压力可从2.5MPa到32MPa, 管线具有一定高强度、高耐压的性能。耐结垢、防结蜡:光滑的管材内壁及其亲水特性, 使管道不易结垢、结蜡。内壁光滑、摩阻系数小、同流量下所用管径小, 成本低。管道内芯管采用塑料挤出机一次挤出成型, 内表面光滑, 绝对粗糙度仅为0.015, 是钢管绝对粗糙度的1/10。安装方便、施工便捷:高压输送管具有柔性好、单根管线长度长的特点, 可免除大量焊接、探伤、补口等作业, 施工安装便捷, 由于具有良好的柔性, 不受地形、地貌的影响。

2.3 应用情况

鉴于柔性复合高压输送管具备诸多优点, 中原油田采油三厂2014年先后两次采用该管材铺设注水管网:一是2014年6月, 明二油藏经营管理区明6号站明118H油井转注, 注水管线铺设采用了RFS-DN50 PN32型号柔性复合高压输送管150米。二是2014年结合安全隐患治理, 采油三厂上报局安全隐患治理项目《采油三厂卫6号站-明一污回水干线安全隐患治理工程》, 该项目主要是治理被占压的卫一回水干线安全隐患, 沿已建管廊带新建卫6号站至明一联合站回水干线, 因为回水干线运输介质为洗井、放溢流、污水池排污产生的污水, 具有较高的腐蚀性, 因此本次工程管材采用了柔性复合高压输送管DN200PN4MPa, 共3300米。

3 现场应用效果分析

3.1 应用效果

明118H油井转注, 注水管线铺设过程中由于单根管线长度长, 柔性好, 便于连接, 降低了施工难度, 减少了现场工作量。截止到2015年1月, 该注水管线使用状况良好, 未出现穿孔、破损等不正常现象。

《采油三厂卫6号站-明一污回水干线安全隐患治理工程》项目施工目前已经分段对管线进行试压, 试压过程是将试压段管线 (长度约900米) 两端密封, 利用水泥车对管线注水打压, 憋压12小时, 观察压力无明显变化, 符合试压标准, 可以投用。

3.2 效果分析

(1) 新材料具有突出优点, 能够满足目前注水系统对管材性质的要求。

柔性复合高压输送管具备目前注水系统在用管材的全部优点, 具有一定高强度、高压力、耐腐蚀、耐结垢、摩阻系数小、保温性好、柔性好、寿命长。满足了油田污水管线对耐压高, 防腐好、寿命长、后期维护工作量少等方面的要求。

(2) 施工方便, 缩短了施工周期。

柔性复合高压输送管具有柔性好、单根管线长度长的特点, 现场施工方便、不受地形地貌影响;管线连接使用接头或法兰, 安装快捷, 连接处结实耐用;管线耐腐蚀, 施工过程减少了内外防腐工作量。总体来说, 柔性复合高压输送管大大降低了施工难度, 减少了工作量, 缩短了施工周期。

4 结语

柔性复合高压输送管作为油田工业管道新材料, 集现用管材优点于一身, 很好的适用于油田注水系统管道建设要求, 尤其适用于注水管线 (32MPa以下) 和回水管线的铺设, 总的来说, 2014年采油三厂注水系统成功的引进及应用柔性复合高压输送管材, 加强了注水系统基础设施的建设, 为注水系统管线铺设选型提供了新的思路。

摘要：随着注水流程逐渐增大, 管网趋于复杂, 管网所处环境多样, 对注水系统管网材质要求逐渐也随之多样化, 目前使用管材存在各自优缺点, 使用过程中具有一定局限性, 所以注水系统管网铺设过程中, 选材成为突出问题, 中原油田采油三厂注水系统2014年引进及应用柔性复合高压输送管, 成功的解决了注水管网选材难题。

关键词：管材,新材料,结构,优点,应用,加强