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一、几种常用钢管特点分析
各种钢管根据其制造工艺有如下特点
1.电阻焊钢管
1.1直缝电阻焊钢管
通过电阻焊接或感应焊接形成的钢管,焊缝一般较窄,余高小。优点是焊缝平滑、外形尺寸精度高、防腐层质量容易保证等;缺点是因焊接的特殊性,焊缝处易产生灰斑、沟状腐蚀等缺陷,且焊缝处韧性差。
1.2螺旋缝埋弧焊钢管
螺旋缝埋弧焊钢管优点是受力条件好、止裂能力强、刚度大、价格便宜等;缺点是焊缝较长、出现缺陷的概率要高于直缝管,管材内部存在残余应力,另外焊缝处防腐层容易减薄,防腐质量不易控制。
1.3直逢埋弧焊钢管
直缝埋弧焊钢管优点是焊缝长度短、缺陷少、焊缝质量有所保证、外形尺寸规整、残余应力小;缺点是价格比较高。在保证注汽安全的情况下选择19MPa为最大注入压力,在保证注入速度的基础上可降低注入压力。
2.无缝钢管
无缝钢管是通过冷拔(轧)或热轧制成的不带焊缝的钢管,冷拔(轧)管管径为5~200mm,壁厚为0125~14mm;热轧管管径为32~630mm,壁厚为215~75mm。管道工程中,管径超过57mm时常选用热轧无缝钢管。
二、钢管选用程序与原则
钢管选用程序一般是先根据管道预计的输量、输送压力(起点压力和终点压力)、管线长度、沿线的高程资料等参数,通过工艺计算,提出最佳管径和设计压力。在管径和压力确定的基础上,进行管材选用设计。设计中钢管选用原则如下:①油气管道一般为高压输送,一旦发生问题,后果不堪设想,因此选用质量可靠的钢管应是第一位的;②国内钢管生产工艺和技术经过多年的发展,至今规格和种类都非常齐全,除特殊情况外,国内的钢管均能满足工程需要;③对于不同的工程,因其管输介质、输送压力和沿途所经地区自然条件不同,选用的钢管及其技术要求要有所不同;④钢管选用时,要考虑国内的生产和供货能力,以便顺利地采购到所需要的钢管。
三、推荐方案开发指标
综合以上分析,推荐B10井注蒸汽方案參数为:注汽强度为200t/m(注汽量:2500t);最大排液量为50m3;注汽速度为10t/h;焖井时间为5d;井底干度为015;注入压力为19MPa。预计吞吐10周期末,累计采油量为413106×104m3,采出程度15106%,初产油量为43157m3,前6周期间递减率为37178%,后4周期间递减率为24166%,比按目前情况继续弹性开采,预测采收率提高12125%。
1.钢管管型的选择
1.1沿途自然条件
我国油气长输管道都是通过管道的强度来保证管道自身及其周边安全的,在人口和建筑物密集地段,应采用质量更有保证的钢管。输气管道表现更为突出一些,对于大口径、高压力输气管道的钢管选用问题,考虑到我国的钢管生产现状,国内专家提出在大口径、高压力管道上,一、二级地区宜采用螺旋缝埋弧焊钢管,三、四级地区宜采用直缝埋弧焊钢管国内建成的忠武线和西气东输管道都采用了这种模式。
1.2管径
受钢管生产供货的影响,一般中小管径多选用无缝钢管、直缝电阻焊钢管和螺旋缝钢管。大口径管线多选用直缝埋弧焊钢管和螺旋缝埋弧焊钢管。概括来讲,无缝钢管主要适用于DN200以下管道,直缝电阻焊钢管适用于DN150~DN350管道,螺旋缝埋弧焊钢管适用于DN200以上管道,直缝埋弧焊钢管多用于DN500以上大口径管道。
1.3输送介质
油气长输管道的输送介质主要有原油、成品油和天然气。对于输油管道,一般执行GB/T971111-1997标准。因为GB/T971112与GB/T971111相比在化学成分、力学性能、钢管的抽检等方面要求更为严格;和输油管道相比,输气管道一旦发生破裂,更难止裂,危害性更大,需要选择质量更有保障的钢管,特别是高压输气管道钢管要执行标准GB/T971112-1997。
1.4经济因素
钢管因其用量大,在管道工程材料设备费中占半数以上,尤其是近几年钢材价格持续飞涨,钢管所占投资比重还将上升。
四、钢管级别的选择
1.钢管可焊性
随着钢级的提高,钢管强度升高、韧性降低,可焊性变差。
2.焊接工艺
对于不同的钢级要选用不同的焊接材料进行匹配,而焊接材料的选用跟焊接方法有直接关系。
3.壁厚圆整
在钢管壁厚计算时,对于一些大口径、高压力管道,计算出的壁厚与按GB9711圆整后的壁厚往往相差较大。在壁厚圆整时,要视具体情况决定是采用标准壁厚,还是非标准壁厚。
4.最小壁厚。
对于小口径管道,在设计压力又不是太高的情况下,通过公式计算出的壁厚一般都很小。但需要指出的是根据GB50251在确定最小壁厚的时候,是以钢管在吊装、运输和埋地情况下的刚度能否满足要求,稳定性有无问题而确定的。
五、结语
因此,设计油气长输管道的钢管设计选用时,首先应根据用户数据确定管径和压力,然后再依照钢管选用原则进行钢管的设计选用。选用步骤一般是先选择管型,再确定钢级,尽可能做到最优化设计。设计中选用钢管级别时,一般先初选三个不同钢级,通过钢管壁厚计算公式计算出壁厚,然后再通过圆整确定实际壁厚,最终计算出不同钢级的总用量和总费用。有了经济计算结果,再辅以技术上的比较,最后确定出钢管级别。
参考文献:
[1]刘恩斌,张红兵,彭善碧,李长俊.应用PE管修复油气管道技术.海洋石油,2004(2).
[2]刘文章.稠油注蒸汽热采工艺[M].北京:石油工业出版社.
[3]谭保国,戴涛,杨耀忠,等.精细油藏数值模拟建模技术[M].胜利油区勘探开发论文集(第二辑)1北京:地质出版社,1999.
[4]邹艳霞.采油工艺技术[M].北京:石油工业出版社,2006.
各种钢管根据其制造工艺有如下特点
1.电阻焊钢管
1.1直缝电阻焊钢管
通过电阻焊接或感应焊接形成的钢管,焊缝一般较窄,余高小。优点是焊缝平滑、外形尺寸精度高、防腐层质量容易保证等;缺点是因焊接的特殊性,焊缝处易产生灰斑、沟状腐蚀等缺陷,且焊缝处韧性差。
1.2螺旋缝埋弧焊钢管
螺旋缝埋弧焊钢管优点是受力条件好、止裂能力强、刚度大、价格便宜等;缺点是焊缝较长、出现缺陷的概率要高于直缝管,管材内部存在残余应力,另外焊缝处防腐层容易减薄,防腐质量不易控制。
1.3直逢埋弧焊钢管
直缝埋弧焊钢管优点是焊缝长度短、缺陷少、焊缝质量有所保证、外形尺寸规整、残余应力小;缺点是价格比较高。在保证注汽安全的情况下选择19MPa为最大注入压力,在保证注入速度的基础上可降低注入压力。
2.无缝钢管
无缝钢管是通过冷拔(轧)或热轧制成的不带焊缝的钢管,冷拔(轧)管管径为5~200mm,壁厚为0125~14mm;热轧管管径为32~630mm,壁厚为215~75mm。管道工程中,管径超过57mm时常选用热轧无缝钢管。
二、钢管选用程序与原则
钢管选用程序一般是先根据管道预计的输量、输送压力(起点压力和终点压力)、管线长度、沿线的高程资料等参数,通过工艺计算,提出最佳管径和设计压力。在管径和压力确定的基础上,进行管材选用设计。设计中钢管选用原则如下:①油气管道一般为高压输送,一旦发生问题,后果不堪设想,因此选用质量可靠的钢管应是第一位的;②国内钢管生产工艺和技术经过多年的发展,至今规格和种类都非常齐全,除特殊情况外,国内的钢管均能满足工程需要;③对于不同的工程,因其管输介质、输送压力和沿途所经地区自然条件不同,选用的钢管及其技术要求要有所不同;④钢管选用时,要考虑国内的生产和供货能力,以便顺利地采购到所需要的钢管。
三、推荐方案开发指标
综合以上分析,推荐B10井注蒸汽方案參数为:注汽强度为200t/m(注汽量:2500t);最大排液量为50m3;注汽速度为10t/h;焖井时间为5d;井底干度为015;注入压力为19MPa。预计吞吐10周期末,累计采油量为413106×104m3,采出程度15106%,初产油量为43157m3,前6周期间递减率为37178%,后4周期间递减率为24166%,比按目前情况继续弹性开采,预测采收率提高12125%。
1.钢管管型的选择
1.1沿途自然条件
我国油气长输管道都是通过管道的强度来保证管道自身及其周边安全的,在人口和建筑物密集地段,应采用质量更有保证的钢管。输气管道表现更为突出一些,对于大口径、高压力输气管道的钢管选用问题,考虑到我国的钢管生产现状,国内专家提出在大口径、高压力管道上,一、二级地区宜采用螺旋缝埋弧焊钢管,三、四级地区宜采用直缝埋弧焊钢管国内建成的忠武线和西气东输管道都采用了这种模式。
1.2管径
受钢管生产供货的影响,一般中小管径多选用无缝钢管、直缝电阻焊钢管和螺旋缝钢管。大口径管线多选用直缝埋弧焊钢管和螺旋缝埋弧焊钢管。概括来讲,无缝钢管主要适用于DN200以下管道,直缝电阻焊钢管适用于DN150~DN350管道,螺旋缝埋弧焊钢管适用于DN200以上管道,直缝埋弧焊钢管多用于DN500以上大口径管道。
1.3输送介质
油气长输管道的输送介质主要有原油、成品油和天然气。对于输油管道,一般执行GB/T971111-1997标准。因为GB/T971112与GB/T971111相比在化学成分、力学性能、钢管的抽检等方面要求更为严格;和输油管道相比,输气管道一旦发生破裂,更难止裂,危害性更大,需要选择质量更有保障的钢管,特别是高压输气管道钢管要执行标准GB/T971112-1997。
1.4经济因素
钢管因其用量大,在管道工程材料设备费中占半数以上,尤其是近几年钢材价格持续飞涨,钢管所占投资比重还将上升。
四、钢管级别的选择
1.钢管可焊性
随着钢级的提高,钢管强度升高、韧性降低,可焊性变差。
2.焊接工艺
对于不同的钢级要选用不同的焊接材料进行匹配,而焊接材料的选用跟焊接方法有直接关系。
3.壁厚圆整
在钢管壁厚计算时,对于一些大口径、高压力管道,计算出的壁厚与按GB9711圆整后的壁厚往往相差较大。在壁厚圆整时,要视具体情况决定是采用标准壁厚,还是非标准壁厚。
4.最小壁厚。
对于小口径管道,在设计压力又不是太高的情况下,通过公式计算出的壁厚一般都很小。但需要指出的是根据GB50251在确定最小壁厚的时候,是以钢管在吊装、运输和埋地情况下的刚度能否满足要求,稳定性有无问题而确定的。
五、结语
因此,设计油气长输管道的钢管设计选用时,首先应根据用户数据确定管径和压力,然后再依照钢管选用原则进行钢管的设计选用。选用步骤一般是先选择管型,再确定钢级,尽可能做到最优化设计。设计中选用钢管级别时,一般先初选三个不同钢级,通过钢管壁厚计算公式计算出壁厚,然后再通过圆整确定实际壁厚,最终计算出不同钢级的总用量和总费用。有了经济计算结果,再辅以技术上的比较,最后确定出钢管级别。
参考文献:
[1]刘恩斌,张红兵,彭善碧,李长俊.应用PE管修复油气管道技术.海洋石油,2004(2).
[2]刘文章.稠油注蒸汽热采工艺[M].北京:石油工业出版社.
[3]谭保国,戴涛,杨耀忠,等.精细油藏数值模拟建模技术[M].胜利油区勘探开发论文集(第二辑)1北京:地质出版社,1999.
[4]邹艳霞.采油工艺技术[M].北京:石油工业出版社,2006.