油田管道内衬技术研究与运用探究

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1 引言

油田管道运维安全直接影响着油田企业的生产效益,而油田管道的运维管理中,因内部介质及外界环境等因素的影响经常会遇到管道磨损、管道材质腐蚀等情况。管道内衬技术是近年来提高油田管道运维安全的重要应用技术。为此本文结合自身经验,谈一下管道内衬技术情况,旨在推动油田管道技术水平提升。

2 油田管道分析

油田管道所处的环境特殊,外部土壤环境复杂,内部输送介质多为危险化学品,在这些因素的影响下,管道极容易出现磨损、腐蚀、泄露等问题,严重时会加速缩减管道寿命造成管道报废。在实际的油田管道运维中,管道的磨损和模式是影响最严重的两类问题。随着油田开发规模日益增大,油田管道的防腐和防泄漏问题成为企业关注和研究的重要问题。

3 油田管道的腐蚀及结垢的现象

油田产品是含有油、气、水等多种物质的混合物,在管道输送的过程中还会增加一些油田化学试剂来提高输送介质的稳定性,起到降低腐蚀,提高输送安全和输送效率的作用。因油气水以及油田化学试剂的存在以及相互作用,极容易引发腐蚀,导致管道强度降低,产生管道结垢现象。结垢物质如果不能及时清理停留在管道内部或部分随管道内介质运动,不仅对油田管道的运维安全增加风险,而且对产品质量也造成不利影响。通常情况下,油田管道腐蚀的表现包括出现砂眼、坑蚀,继而引起管道密封性降低,一旦出现裂缝会导致管道内介质泄露,引发爆炸、火灾、中毒等大型安全事故,给环境、人员、企业等造成很大损失。为此,针对油田管道腐蚀及结垢的问题采取科学的技术策略是十分必要的。

4 油田管道内衬技术应用

油田管道内衬技术是近年来针对油田管道腐蚀及结垢问题所采取的一种十分有效的技术方法。通过在管道内部进行衬里设计,优化管道内部表面的光滑度,改变内部表面湿润性,实现管道金属材质与内部介质的阻隔,避免管道介质中的腐蚀成分以及结垢成分粘附在管道内壁上。此外管道内衬技术还能够改善管道原油内壁的亲水性,有效提升管道内部介质输送效率。总的来说,通过油田管道内衬技术不仅可以对管道材质起到很好地保护作用,避免管道腐蚀或结垢现象,减少管道维修次数,延长管道的使用寿命,而且还可以降低油田管道内部介质的输送成本,提高介质输送效率,保障油田产品质量,对保障油田企业的生产效益有积极作用。

4.1 高压聚烯烃管内衬技术 高压聚烯烃管内衬技术是在油田管道内部衬入聚乙烯管,这样就形成了双层的管中管复合结构,而且内衬后的油田管道具有原来金属管道的机械性能,同时还具有聚乙烯管的防腐性能。内衬施工过程中,对管道内部进行清洁,确认管道内表面没有铁锈、没有焊渣,没有氧化皮等杂质,用高密度聚乙烯管进行穿插试验,试验合格后用钢丝绳牵引聚乙烯管进入管道,最后施加高压使内衬管紧密贴附在油田管道内壁上。由于聚乙烯管具有可形变性、耐磨损、耐高压、耐溶剂、耐老化、耐腐蚀等特点,因此在高压复合后可以起到很好管道防腐效果。该技术可以一次性完成管道管线弯头处的防腐修复,适用于弯头多的管线。

4.2 陶瓷复合钢管内衬技术 陶瓷复合钢管采用高温合成法制成,从内到位依次为陶瓷层、过渡层以及钢层。由于制备温度高达2200℃以上,因此陶瓷复合钢管结构致密,陶瓷层能够通过过渡层与钢层紧密牢固结合。陶瓷复合钢管内衬技术具有以下优点:

一是具有良好的耐磨性。陶瓷层的莫氏硬度可高达9.0,因此对油田管道中杂质具有很高的耐磨性;

二是介质的输送阻力小。陶瓷复合钢管内表面不会腐蚀生锈,因此不会出现表面凸状和螺旋线的情况。在这种情况下,管道内介质输送的阻力系数比无缝钢管的阻力系数更低,输送阻力小有利于提高输送效率。

三是具有耐腐蚀和防结垢的性能。陶瓷复合钢管属于化学中性,不容易和输送介质发生反应,具有很好地耐腐蚀、防结垢特点。

四是具有良好的耐热性和耐冲击性。陶瓷复合钢管结构中的陶瓷层为单一稳定的晶态组织,耐热性能良好,可在-50℃～700℃范围内正常运行。陶瓷复合钢管的膨胀系数比普通的钢管膨胀系数减少约一半,能够适应油田管道的高温环境,也能够长期正常稳定运行。

五是具有较好的经济性。陶瓷复合钢管比相同内径的钢管重量轻,因此在运输、搬运、安装等过程中具有成本更低的优势,可以降低工程预算。同时在施工过程中可以采用焊接、法兰等多种连接方式,施工技术简单,安装费用较低。

4.3 电镀层内衬技术 通过在油田管道的内壁进行电镀,形成一层电镀保护层来实现油田管道防护效果。电镀的过程根据阴极和阳极保护措施的不同采用的电镀层也不同。电镀层一旦在管道的金属表面上完全覆盖,就可以启动长久使用的效果,可以大大提高管道内壁的腐蚀性能。一旦电镀层损坏,损坏部位会发生严重腐蚀,且损坏的部位很难修复。这也决定了在电镀层的设计环节必须采取适宜的电镀材质,同时在电镀施工时应设计合理的电镀施工工序,确保电镀层施工质量,完整覆盖到油田管道内壁表面。

5 结语

综上所述,在油田管道的运维过程中,采用内衬技术是避免管道腐蚀和管道结垢的有效策略。通过在管道内部进行衬里设计,优化管道内部表面的光滑度,改变内部表面湿润性,实现管道金属材质与内部介质的阻隔,防止管道腐蚀结构,有效减少油田管道维修频率,延长使用寿命,是油田管道运维能够满足生产安全、产品质量以及经济成本的多重需求,帮助油田企业实现高质量发展目标。