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摘 要:本文对国内外玻璃光管道的使用情况进行了调研,分析了玻璃钢管道在油气集输中具有防止结垢、结蜡,减缓流体介质对管道的腐蚀,提高注水的质量和油气田的卡覅效果等优点,最后从玻璃钢管道应用的经济效益情况进行了分析,。
关键词:高压 玻璃钢管道 油气集输 应用
一、引言
玻璃钢管在油田的应用已成为世界性的发展趋势,近几年,美国新铺设的输油管线60%以上是玻璃钢管,美国已累计应用各类玻璃钢管道100多万公里,且每年以5%-10%的速度递增,瑞典使用的玻璃钢管已占管道总长度的40%;日本在大中口径供水管道中25%以上使用玻璃钢管;中东地区的大中口径输水、排污、海水淡化和一些工业输送管道几乎全部采用玻璃钢管。
在我国青海、胜利、长庆、辽河、克拉玛依、江汉、中原、吉林等油田的输油、输水、输气等管道上广泛使用了玻璃钢管,大约使用3000公里左右。高压玻璃钢管道的应用试验,至今运行情况良好,未出现结垢、结蜡、腐蚀穿孔等问题。
二、玻璃钢管道的优势
1.解决结垢、结蜡问题
管道结垢、结蜡是困扰油田的重大问题之一,大大降低了系统的采输效率,最低泵效不足40%;玻璃钢管所具有的不易结垢、不易结蜡的特点恰能解决此问题,大大提高了管网效率。玻璃钢管道与碳钢管道相比,综合节电可达30%以上,以DN50管道为例,每公里管线每年节电为4000元~8000元,为油田带来了良好的经济效益。
2.解决腐蚀穿孔问题
我国大部分油田已进入开采的中后期,地面的各种设备腐蚀严重,其中各厂管线的腐蚀穿孔每年达千次以上,已影响到油田的正常生产,原因是输送介质腐蚀性的逐年增强和钢管道使用寿命的逐年缩短。某采油厂自1996年至2002年管线累计穿孔11500多次,并呈上升趋势;自1997年至2002年更新修复管道865.6km,投资1.4亿元。碳钢管道使用3-4年开始穿孔,仅2002年统计,管线漏失的水量为200m3/d,补充这部分热水需消耗电能11.5×104kW.h/d;消耗天然气719 m3/d;严重影响油田的正常生产,耗费大量的人力物力,平均每次堵漏费用为0.2万元;年累计堵漏费用在100万元以上;外加电流保护、牺牲阳极保护、PCM检测等年费用达1000多万。
国内一些单位对玻璃钢管的耐腐蚀性能进行了的试验研究,试验结果表明:经过4年与8年之后,管步道外观与强度没有变化;经过20年,管子内表面没有变化,没有化学腐蚀的迹象,只是外表面变黑。管子的强度虽有明显降低但并不严重;经过20年,管内表面无变化,外表面变黑加重,爆破强度不变,循环试验压力下降,但仍高于97.5%的置信下限;经过25年,管内表面光滑,外表面变黑无加重趋势,爆破强度不变,失效形式有变化;爆破压力数据和循环压力数据与分离盘拉伸强度保留率试验数据表明,该管道在这种设施中仍可使用多年[1]。
玻璃钢管具有很强的耐腐蚀性能,使用寿命长,是钢管的2~3倍;若采用玻璃钢管则可节省管道更换费用1~2亿元,还可节省维修、维护等费用,为油田带来很大的经济效益。
3.提高开发效果
全国各油田普遍存在注入水质不达标的问题,严重影响着油田的正常生产。通过金属管线与非金属管线对输送介质的污染对比,对于水质站出口达标的净化水用钢管输送后水质情况发生了较大的变化,达标水变为非达标水,而用非金属管道输送时水质无变化;经化验分析水质不达标的主要原因是钢管腐蚀后形成的物质造成水质二次污染。而玻璃钢管良好的耐腐蚀性能很好的解决了二次污染问题,将会为油田的可持续性发展和资源环保做出巨大的贡献。
随着油田三次采油的开始,聚合物驱、三元复合驱、二氧化碳驱、微生物驱等采油方式致使化学试剂的用量逐年增加,对钢管的腐蚀特别严重,并且因腐蚀而产生的铁离子会使聚合物发生降解,影响驱油效果,而玻璃钢管优良的耐酸、耐碱特性很好解决了这一问题。
三、效益分析
钢管的重复使用价值很低,而玻璃钢管可以自如地拆卸和重新组装。部分油田处于开采的中后期,有些区块油储量小,采出困难,有些油井短短几年时间就失去了使用价值,如果采用玻璃钢管则可拆卸取出,用于其他区块,为油田节省大量资金。
成本与效益是一个问题的两个方面。在分析玻璃钢管道的成本时,人们往往注重其近期效益,而忽略了由于其本身的特点带来的长期效益。从管材本身的价格进行比较,由于玻璃钢原材料的价格较高,故玻璃钢管的价格会比普通钢管高。但对由管道组成的管线工程来说,还有其它一些影响其造价的重要因素,其中包括:防腐、运输、安装和运行的长期效益等。从系统工程的总体上进行成本与效益分析,对中、高压玻璃钢管的应用才更为合理。
1.管材防腐。为了解决腐蚀问题,钢管需要进行内外防腐处理或进行阴极保护,防腐费用与钢管本身价格持平。而玻璃鋼管由于其优异的耐腐蚀特性,不需做任何防腐处理[2]。
2.运输及安装。规格、长度、压力等级相同的管材,玻璃钢管的重量只有钢管重量的25%~35%,这样,玻璃钢管的运输费用可比钢管节约40%~50%。由于玻璃钢管重量轻,在安装现场也用不着钢管需要的吊装设备进行搬运,因此省去吊装设备使用费及其相关人工费;钢管安装需要相应的焊接设备与较高的焊接技术,在恶劣的地理环境与气候环境下难于施工。玻璃钢管的安装只需要带搬手、链钳、螺纹密封剂等简单的手工工具和材料,由3~4人组成的安装小组在2~6min内即可迅速完成一个接口;钢管线安装后需进行焊缝探伤,其费用约为内防腐管材费的5%~15%,而玻璃钢管可节约此项费用。
3.管线运行费用。输油管线运行过程中会出现结蜡、结垢现象,由于玻璃钢管内表面光滑,故不易结蜡、结垢。国外油田长期使用玻璃钢管线的统计结果指出,玻璃钢管线需要的热油清洗和通球次数仅为钢管的25%,即采用玻璃钢管时,仅热油清洗和通球费用便可节约75%,钢管线一般在使用一定年限后便开始出现穿孔,必须进行维修。而玻璃钢管线由于不存在腐蚀问题,故其终生维修费用可忽略不计。
玻璃钢管使用寿命按30年,钢管使用寿命按15年,管道使用年限按30年计算,则玻璃钢管与钢管相比可节省总费用51%~58%。通过以上比较可知,玻璃钢管道在防腐蚀、防结垢、防结蜡、节约维护维修费用、节约更换费用、节约生产费用等方面可为油田的节能降耗和可持续发展做出重要的贡献。
四、总结
1.油田所铺设的玻璃钢管道运行状况均比较良好,道内壁绝对粗糙度较小,内表面光滑,磨阻系数小,减少输送泵压,节电节能,减低运行成本。
2.玻璃钢管道是一种绝缘保温体。比钢管需要的保温层厚度小,节约材料,减低运行成本。
3.玻璃钢管道由于质量较轻,运输、装卸、安装比较方便,施工时无需较多施工机具,施工周期短。
参考文献
[1]陈宏章,王丽.中、高压玻璃钢管道的特点及其应用[J].油气田地面工程,1999,18(2):40-41.
[2]邹安澜,陈光烈,郭德有.高压玻璃钢管道在油田应用中的问题分析[J].科技创新,2013(15):75.
关键词:高压 玻璃钢管道 油气集输 应用
一、引言
玻璃钢管在油田的应用已成为世界性的发展趋势,近几年,美国新铺设的输油管线60%以上是玻璃钢管,美国已累计应用各类玻璃钢管道100多万公里,且每年以5%-10%的速度递增,瑞典使用的玻璃钢管已占管道总长度的40%;日本在大中口径供水管道中25%以上使用玻璃钢管;中东地区的大中口径输水、排污、海水淡化和一些工业输送管道几乎全部采用玻璃钢管。
在我国青海、胜利、长庆、辽河、克拉玛依、江汉、中原、吉林等油田的输油、输水、输气等管道上广泛使用了玻璃钢管,大约使用3000公里左右。高压玻璃钢管道的应用试验,至今运行情况良好,未出现结垢、结蜡、腐蚀穿孔等问题。
二、玻璃钢管道的优势
1.解决结垢、结蜡问题
管道结垢、结蜡是困扰油田的重大问题之一,大大降低了系统的采输效率,最低泵效不足40%;玻璃钢管所具有的不易结垢、不易结蜡的特点恰能解决此问题,大大提高了管网效率。玻璃钢管道与碳钢管道相比,综合节电可达30%以上,以DN50管道为例,每公里管线每年节电为4000元~8000元,为油田带来了良好的经济效益。
2.解决腐蚀穿孔问题
我国大部分油田已进入开采的中后期,地面的各种设备腐蚀严重,其中各厂管线的腐蚀穿孔每年达千次以上,已影响到油田的正常生产,原因是输送介质腐蚀性的逐年增强和钢管道使用寿命的逐年缩短。某采油厂自1996年至2002年管线累计穿孔11500多次,并呈上升趋势;自1997年至2002年更新修复管道865.6km,投资1.4亿元。碳钢管道使用3-4年开始穿孔,仅2002年统计,管线漏失的水量为200m3/d,补充这部分热水需消耗电能11.5×104kW.h/d;消耗天然气719 m3/d;严重影响油田的正常生产,耗费大量的人力物力,平均每次堵漏费用为0.2万元;年累计堵漏费用在100万元以上;外加电流保护、牺牲阳极保护、PCM检测等年费用达1000多万。
国内一些单位对玻璃钢管的耐腐蚀性能进行了的试验研究,试验结果表明:经过4年与8年之后,管步道外观与强度没有变化;经过20年,管子内表面没有变化,没有化学腐蚀的迹象,只是外表面变黑。管子的强度虽有明显降低但并不严重;经过20年,管内表面无变化,外表面变黑加重,爆破强度不变,循环试验压力下降,但仍高于97.5%的置信下限;经过25年,管内表面光滑,外表面变黑无加重趋势,爆破强度不变,失效形式有变化;爆破压力数据和循环压力数据与分离盘拉伸强度保留率试验数据表明,该管道在这种设施中仍可使用多年[1]。
玻璃钢管具有很强的耐腐蚀性能,使用寿命长,是钢管的2~3倍;若采用玻璃钢管则可节省管道更换费用1~2亿元,还可节省维修、维护等费用,为油田带来很大的经济效益。
3.提高开发效果
全国各油田普遍存在注入水质不达标的问题,严重影响着油田的正常生产。通过金属管线与非金属管线对输送介质的污染对比,对于水质站出口达标的净化水用钢管输送后水质情况发生了较大的变化,达标水变为非达标水,而用非金属管道输送时水质无变化;经化验分析水质不达标的主要原因是钢管腐蚀后形成的物质造成水质二次污染。而玻璃钢管良好的耐腐蚀性能很好的解决了二次污染问题,将会为油田的可持续性发展和资源环保做出巨大的贡献。
随着油田三次采油的开始,聚合物驱、三元复合驱、二氧化碳驱、微生物驱等采油方式致使化学试剂的用量逐年增加,对钢管的腐蚀特别严重,并且因腐蚀而产生的铁离子会使聚合物发生降解,影响驱油效果,而玻璃钢管优良的耐酸、耐碱特性很好解决了这一问题。
三、效益分析
钢管的重复使用价值很低,而玻璃钢管可以自如地拆卸和重新组装。部分油田处于开采的中后期,有些区块油储量小,采出困难,有些油井短短几年时间就失去了使用价值,如果采用玻璃钢管则可拆卸取出,用于其他区块,为油田节省大量资金。
成本与效益是一个问题的两个方面。在分析玻璃钢管道的成本时,人们往往注重其近期效益,而忽略了由于其本身的特点带来的长期效益。从管材本身的价格进行比较,由于玻璃钢原材料的价格较高,故玻璃钢管的价格会比普通钢管高。但对由管道组成的管线工程来说,还有其它一些影响其造价的重要因素,其中包括:防腐、运输、安装和运行的长期效益等。从系统工程的总体上进行成本与效益分析,对中、高压玻璃钢管的应用才更为合理。
1.管材防腐。为了解决腐蚀问题,钢管需要进行内外防腐处理或进行阴极保护,防腐费用与钢管本身价格持平。而玻璃鋼管由于其优异的耐腐蚀特性,不需做任何防腐处理[2]。
2.运输及安装。规格、长度、压力等级相同的管材,玻璃钢管的重量只有钢管重量的25%~35%,这样,玻璃钢管的运输费用可比钢管节约40%~50%。由于玻璃钢管重量轻,在安装现场也用不着钢管需要的吊装设备进行搬运,因此省去吊装设备使用费及其相关人工费;钢管安装需要相应的焊接设备与较高的焊接技术,在恶劣的地理环境与气候环境下难于施工。玻璃钢管的安装只需要带搬手、链钳、螺纹密封剂等简单的手工工具和材料,由3~4人组成的安装小组在2~6min内即可迅速完成一个接口;钢管线安装后需进行焊缝探伤,其费用约为内防腐管材费的5%~15%,而玻璃钢管可节约此项费用。
3.管线运行费用。输油管线运行过程中会出现结蜡、结垢现象,由于玻璃钢管内表面光滑,故不易结蜡、结垢。国外油田长期使用玻璃钢管线的统计结果指出,玻璃钢管线需要的热油清洗和通球次数仅为钢管的25%,即采用玻璃钢管时,仅热油清洗和通球费用便可节约75%,钢管线一般在使用一定年限后便开始出现穿孔,必须进行维修。而玻璃钢管线由于不存在腐蚀问题,故其终生维修费用可忽略不计。
玻璃钢管使用寿命按30年,钢管使用寿命按15年,管道使用年限按30年计算,则玻璃钢管与钢管相比可节省总费用51%~58%。通过以上比较可知,玻璃钢管道在防腐蚀、防结垢、防结蜡、节约维护维修费用、节约更换费用、节约生产费用等方面可为油田的节能降耗和可持续发展做出重要的贡献。
四、总结
1.油田所铺设的玻璃钢管道运行状况均比较良好,道内壁绝对粗糙度较小,内表面光滑,磨阻系数小,减少输送泵压,节电节能,减低运行成本。
2.玻璃钢管道是一种绝缘保温体。比钢管需要的保温层厚度小,节约材料,减低运行成本。
3.玻璃钢管道由于质量较轻,运输、装卸、安装比较方便,施工时无需较多施工机具,施工周期短。
参考文献
[1]陈宏章,王丽.中、高压玻璃钢管道的特点及其应用[J].油气田地面工程,1999,18(2):40-41.
[2]邹安澜,陈光烈,郭德有.高压玻璃钢管道在油田应用中的问题分析[J].科技创新,2013(15):75.