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油气田钢质管道提高寿命关键技术研究及应用
2013-06-01 00:00:00 作者:张春颖 来源:《腐蚀防护之友》

  摘要:中国腐蚀与防护学会2013年度科技进步奖评审结果,已于2013年12月26日在学会官网(www.cscp.org.cn)予以公示,其中由中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司低渗透油气田勘探开发国家工程实验室申报的“油气田钢质管道提高寿命关键技术研究及应用”;由海军装备技术研究所申报的“复合电位电偶腐蚀控制技术”;由长园长通新材料有限公司申报的“一种高阻水强密封自修复新型粘弹体防腐材料的研发”;由中海油研究总院申报的“海底管道CO2-H2S腐蚀规律与预测研究”;由刘彦、王唐建、黄留群申报的“改性无溶剂环氧玻璃钢防腐材料在油气管道的应用”七大项目,获得一等奖。

  油气田钢质管道提高寿命关键技术研究及应用

  项目名称:油气田钢质管道提高寿命关键技术研究及应用

  主要完成人:杨全安、郑明科、曾亚勤、胡建国、王春生、朱方辉、溪运涛、孙雨来、王春昌、张志浩、杨立华、贺炳成、李慧、董晓焕、杜宁波

  主要完成单位:中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司低渗透油气田勘探开发国家工程实验室

  2013年由中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司,低渗透油气田勘探开发国家工程实验室申报的“油气田钢质管道提高寿命关键技术研究及应用”荣获中国腐蚀与防护学会科学技术奖一等奖,该项目已获得2项国家专利,6项实用新型专利,正在申报3项国家发明专利。

  该项目形成了一套成熟实用的提高油气田钢质管道使用寿命的关键技术,对提高我国油气田管道的防护水平具有典型示范作用。实现了油气田钢质管道的低成本内腐蚀和外损伤修复,多项技术在国内属于首次提出,经济和社会效益显著。全国共有油气田管道约几十万公里,特别是大庆、胜利等油田已进入开发中后期,综合含水高,腐蚀及损伤日益严重,本项目成果可以推广应用至各大油田,应用前景广阔。

  油气输送管道分为长输油气管道和油气田管道两种,以钢质管道为主,多采用埋地方式铺设。长输油气管道的输送介质为脱水、净化后的原油或天然气,腐蚀性小,外部有防腐层和阴极保护联合作用,寿命一般在30年以上,关键技术已基本成熟,我国与国外处于同一先进水平。

  油气田管道包括油气田内部的注水、集输、集气支线、干线等管道,全国油气田管道的总数量己达数十万公里,远超过长输管道数量。该类管道的输送介质为油气井中直接采出物质,未经处理,存在溶解氧、H2S、CO2、高矿化度水、细菌等多种腐蚀因素,腐蚀性强。同时,其服役条件、受力状态也十分苛刻,与长输管道截然不同,导致该类管道使用寿命短,损坏频繁。油气田损伤严重的管道主要有3类:高含水高矿化

  度低压原油输送管道,高矿化度高腐蚀性高压注水管道,和含H2S、CO2、高矿化度集气管道。前2类管道损伤以内腐蚀为主,后1类管道失效主要为外部机械损伤。

  大庆、长庆、胜利、新疆等主要油田每年都有大量的油气田管道因腐蚀穿孔或损伤而更换,给油田造成重大经济损失。因此,如何开发经济适用的管道内防腐技术和管道增强修补技术,解决以上3类油气田钢质管道的腐蚀或损伤问题,提高管道寿命3-5倍,具有重大经济效益和社会效益。

  中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司低渗透油气田勘探开发国家工程实验室为“油气田钢质管道提高寿命关键技术研究及应用”项目作出了很多贡献,包括:

  1、提出了大排量风送旋流喷砂方法,解决了油气用管道长距离在线内除锈难题,一次处理距离可达3km以上,并在国内首次提出了“打开式U型弯管除锈评价方法”验证除锈效果的方法。

  2、研发了一种纤维增强无溶剂环氧内衬涂料,以及配套的新型挤涂球和双球挤涂工艺,解决了常规涂料易流挂、附着力低等问题。室内开展了综合性能评价,明确了涂层适用范围。

  3、开发了一种新型管道接头,彻底解决因补口产生的腐蚀隐患,保证了管道防腐的完整性。组织完成了陇东和采油三厂2个示范区,7种规格、142条管线、308.58km的管道内防腐现场试验。

  4、针对油气用管道的外部损伤问题,在对比国内外现有技术的基础上,提出了碳纤维复合材料修补增强技术思路,通过技术攻关,解决了油气管道的外损伤修复难题。

  5、室内通过碳纤维复合材料评价试验,明确了技术指标和适应范围;依据等效承压理论和ASMEPCC-2理论进行了修补增强设计,得出了不同缺陷与补强参数的力学关系;在国内首次提出采用应力应变监测技术在线评价管道补强效果的方法,解决了修复效果无法在线检测的难题。

  6、在靖边示范区完成9种规格、700km、1460处集气管线的补强工作,修复后应力降低25%左右,保障了油气输送安全。

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