鋼骨架復(fù)合管在純梁油田的應(yīng)用

邊新社

摘要：鋼制管道在油田開發(fā)建設(shè)中應(yīng)用十分廣泛，但腐蝕卻是鋼管線長期以來難以解決的問題。鋼骨架復(fù)合管的誕生與應(yīng)用，不僅較好解決了腐蝕問題，同時(shí)克服了諸如玻璃鋼管線、水泥管線等雖防腐而強(qiáng)度差、抗破壞能力差等缺點(diǎn)。本文主要介紹了鋼骨架復(fù)合管的結(jié)構(gòu)原理、性能以及現(xiàn)場應(yīng)用情況，同時(shí)提出了一些經(jīng)驗(yàn)性的建議，為鋼骨架復(fù)合管的進(jìn)一步推廣應(yīng)用指明了方向。

關(guān)鍵詞：鋼骨架復(fù)合管；防腐；輸油管道；應(yīng)用

一、概述

多年來輸油管道多是采用單一的鋼管道，管道腐蝕問題一直沒有得到很好解決。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)：國內(nèi)因腐蝕年報(bào)廢率為5.6%，雖然通過添加化學(xué)藥劑、管道內(nèi)壁涂層、陰極保護(hù)等防腐方法，取得了一定的效果，但同時(shí)也增加了施工難度和工程成本。為適應(yīng)油田發(fā)展的需要，具有獨(dú)特防腐性能的非金屬管道越來越被人們重視，應(yīng)用越來越廣泛，已成為油田工程建設(shè)的首選管材之一。

二、金屬管材應(yīng)用情況

在勝利油田純梁采油廠應(yīng)用最早的非金屬管材是玻璃鋼管和水泥管，玻璃鋼管自1995年在純梁采油廠推廣應(yīng)用以來，在污水、輸油工程中得到了廣泛的應(yīng)用。迄今為止，純梁采油廠使用玻璃鋼管線DN200-11.2km、DN250-16.7kin、DN300-7.5kin、DN400-2.5km，從使用情況看，該管材在解決防腐問題上發(fā)揮出了很大優(yōu)勢，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)有很多缺陷，其中之一就是玻璃鋼管一旦破損，維修比較困難，在纏繞玻璃布維修后，在常溫條件下需18～24小時(shí)的固化時(shí)間，影響了正常的生產(chǎn)運(yùn)行；其二是玻璃鋼管線較脆，極易受到外力破壞，裝卸、運(yùn)輸損壞以及人為挖溝時(shí)的損壞等外力破壞，導(dǎo)致該管材使用有很大局限性。

據(jù)有關(guān)資料顯示：在我國統(tǒng)計(jì)的1901次油氣管道泄漏事故中，外力損傷占30.6%，腐蝕占27.5%，管材及設(shè)備缺陷占10.6%，誤操作占5.6%，其它原因占26.1%。。由以上事故分析可以看出，外力損傷或第三方活動(dòng)、機(jī)械損傷導(dǎo)致的管線泄漏比腐蝕造成的損失更為嚴(yán)重。由此可知玻璃鋼管線和水泥管線雖然減緩了腐蝕，卻因脆性大而增加了外力損傷的危險(xiǎn)性，且在泄漏后，維修困難，在使用上具有很大的局限性。

自1999年起，純梁采油廠又引進(jìn)了鋼骨架復(fù)合管DN250—5.6km。由于該管線從材質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及施工工藝等方面均有獨(dú)特之處，在現(xiàn)場應(yīng)用中體現(xiàn)出較多優(yōu)越性和使用價(jià)值，深受用戶歡迎。下面對鋼骨架復(fù)合管作一介紹。

三、鋼骨架復(fù)合管的結(jié)構(gòu)原理

鋼骨架復(fù)合管是華創(chuàng)天元公司采用航天工業(yè)部的科技成果生產(chǎn)的，它是以優(yōu)質(zhì)低 碳鋼絲為增強(qiáng)相，進(jìn)口高密度聚乙?。℉DPE）為基體，通過鋼絲點(diǎn)焊成網(wǎng)，與塑料擠涂填注同步進(jìn)行，在生產(chǎn)線上連續(xù)拉膜成型的雙面防腐管道。

如上圖所示：該管材沿管線軸向鋪設(shè)鋼絲，鋼絲間距8毫米，沿鋼絲外圈以8～12毫米的間隔纏繞鋼絲，并點(diǎn)焊成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)兩面填注高密度聚乙稀，將網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包在中間，形成穩(wěn)固的鋼骨架聚乙稀結(jié)構(gòu)，因此該管線在強(qiáng)度上雖比不上鋼管，但比玻璃鋼管和水泥管要強(qiáng)得多。

四、鋼骨架復(fù)合管的材質(zhì)分析

鋼骨架復(fù)合管的基體采用的高密度聚乙烯樹脂是HOSTALEN GM50l0 T2的改進(jìn)型，它具有更高環(huán)向剛度和撕裂抗力，快速裂紋傳播抗力好，不易發(fā)生脆性斷裂，在23℃時(shí)的密度為o.954g/cm3，屈服應(yīng)力22MPa。鋼骨架采用的是一般用途低碳鋼絲，其尺寸及力學(xué)性能均符合G/T 343的規(guī)定。因此該管線耐腐蝕和韌性方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

五、鋼骨架復(fù)合管的安裝及應(yīng)用情況

鋼骨架復(fù)合管在安裝上，連接方法分為法蘭連接和電熱熔連接。地上管線多采用法蘭連接：將密封膠圈放入管子的密封槽內(nèi)，管子對齊后將法蘭用螺栓擰緊。地下管線多采用電熱熔連接，在連接前將兩管對齊，將連接面上污物擦去，兩管承插后用電熱熔連接機(jī)通電加熱，使兩管熔化連接在一起。

純梁采油廠在純西至首站輸油管線中應(yīng)用了DN250鋼骨架復(fù)合管5.6千米，管線自1999年12月投產(chǎn)至今，運(yùn)行良好。與原鋼管對比各運(yùn)行參數(shù)如下表：

從以上參數(shù)可知，鋼骨架復(fù)合管保溫性能較好，這是由于高密度聚乙烯導(dǎo)熱系數(shù)低，而且DN250鋼骨架復(fù)合管壁厚12.5毫米，所以起到了很好的保溫效果，同時(shí)該管材內(nèi)壁光滑，其粗糙度為0.03毫米，而鋼管為0.2毫米，是鋼管的3/20，所以管線內(nèi)壁摩擦阻力較鋼管小，起點(diǎn)回壓比用鋼管時(shí)降低了0.5MPa。

2000年3月，純梁采油廠又分別在純43#站應(yīng)用鋼骨架復(fù)合管DNl50—3.24千米，C37l接轉(zhuǎn)站外輸管線應(yīng)用DNl00—2.26千米，投產(chǎn)后，均取得了良好的效果。

鋼骨架復(fù)合管一般都采取以下兩種修復(fù)方法：①打卡子。用廠家生產(chǎn)的專用卡子或普通鋼卡子即可。②電熱熔換管。用專用鋸將損壞管段鋸下，用塑料焊條將截?cái)嗵庝摻z覆蓋，將電熱熔套推入原管，并將新管與原管對正，再將套筒推到連接位置實(shí)施電熔連接，換管過程一般在8小時(shí)以內(nèi)。

六、各種管材性能及投資效益對比

由上表可以看出，鋼骨架復(fù)合管各項(xiàng)性能均較優(yōu)異，對各種管線作對比如下（含安裝費(fèi)）：

無縫鋼管（加強(qiáng)瀝青防腐）11.0萬元/千米。玻璃鋼管 11.8萬元/千米。鋼骨架復(fù)合管 15.3萬元/千米。

由以上數(shù)據(jù)可以說明：雖然鋼骨架復(fù)合管價(jià)格偏高，但使用壽命是鋼管的2～3倍，從長遠(yuǎn)來看經(jīng)濟(jì)效益還是很可觀的。

七、對使用鋼骨架復(fù)合管的一點(diǎn)建議

1.管線破損需換管時(shí)，一般需6～8個(gè)小時(shí)的維修時(shí)間，對生產(chǎn)影響較大，該管材若能進(jìn)行絲扣連接，維修時(shí)可快裝快卸，在油田生產(chǎn)中則更為實(shí)用。

2.該型管材承壓普遍不高，如DN250管線最大工作壓力1.5 MPa，限制了使用范圍，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，提高壓力等級，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

3.鋼骨架復(fù)合管在熱力補(bǔ)償方面，還需研究。