單井地面管線(xiàn)工程提升技術(shù)調(diào)研與對(duì)策

王麗華

摘要：勝利油田開(kāi)發(fā)50余年，已建成龐大復(fù)雜的油、氣、水管網(wǎng)，油田管線(xiàn)長(zhǎng)期輸送著“易燃、易爆、高壓、高溫”的介質(zhì)，隨著介質(zhì)性質(zhì)變化及管網(wǎng)使用時(shí)間的延長(zhǎng)，腐蝕泄漏事故時(shí)有發(fā)生，造成安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)逐年加大。為此，需要進(jìn)行工程提升技術(shù)的調(diào)研，并提出對(duì)策。

關(guān)鍵詞：地面管線(xiàn) 工程提升技術(shù) 調(diào)研對(duì)策

多年來(lái)，油田地面工程建設(shè)對(duì)于干線(xiàn)、支干線(xiàn)的設(shè)計(jì)、論證、施工有著較為成熟的技術(shù)體系，管線(xiàn)的內(nèi)外防腐、焊接補(bǔ)口較為完善，而對(duì)于油水井單井管線(xiàn)，由于管徑小，在內(nèi)防腐及內(nèi)補(bǔ)口上存在技術(shù)難點(diǎn)，部分管線(xiàn)為開(kāi)發(fā)單位自行施工，以及受開(kāi)發(fā)成本的制約等影響，普遍存在管線(xiàn)的設(shè)計(jì)選型缺乏依據(jù)，未開(kāi)展內(nèi)防及內(nèi)補(bǔ)口，監(jiān)督檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不完善等問(wèn)題，從而造成現(xiàn)場(chǎng)單井地面管線(xiàn)建設(shè)質(zhì)量不高，生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中穿孔頻繁，管線(xiàn)維修維護(hù)大大增加了基層職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且造成大量的安全環(huán)保隱患、高額的青賠費(fèi)用以及油泥砂處理工作量。

一、單井地面管線(xiàn)工程技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)查

1、腐蝕是造成管線(xiàn)穿孔的主要原因

油井采出液及水井注入水液礦化度高、采出液高含Cl-，還有菌類(lèi)、HCO3- 、溶解氧、CO2、H2S等腐蝕性元素會(huì)加劇管線(xiàn)內(nèi)腐蝕，根據(jù)統(tǒng)計(jì)污水站來(lái)水腐蝕速率最高達(dá)到0.431mm/a，同時(shí)部分油井采出液含砂，在較高流速下，受采出液中包含的泥砂、不溶性鹽等固體顆粒共同作用，對(duì)管線(xiàn)底部產(chǎn)生沖刷，加劇磨損腐蝕;油田所處濱海地區(qū)鹽漬土壤，土壤含鹽以氯化物為主，土壤電阻率低，一般小于20Ω.m，按土壤腐蝕性標(biāo)準(zhǔn)判斷，勝利油田屬極強(qiáng)腐蝕區(qū)，土壤沿線(xiàn)的透氣性不同而形成的縱向宏腐蝕電池，埋深不同引起的橫向宏腐蝕電池，以及土壤局部不均勻性引起的宏腐蝕電池是造成管線(xiàn)外腐蝕的主要機(jī)理。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)單井地面管線(xiàn)穿孔內(nèi)腐蝕因素約占49.6%，外腐蝕因素約占38.3%，外力破壞等其他因素占12.1% 。

2、管線(xiàn)內(nèi)防比例低，普遍無(wú)內(nèi)防

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，目前油田在用單井管線(xiàn)中金屬管線(xiàn)占比91.9%，非金屬管線(xiàn)占比8.1%，金屬管線(xiàn)中實(shí)施內(nèi)防腐的僅為6.9%，未進(jìn)行內(nèi)防的占比93.1%。單井管線(xiàn)大多數(shù)未做內(nèi)防腐，輸送高礦化度、高腐蝕速率的介質(zhì)，導(dǎo)致管線(xiàn)發(fā)生內(nèi)腐蝕穿孔;部分管線(xiàn)有內(nèi)防但未進(jìn)行內(nèi)補(bǔ)口，造成焊口區(qū)域易發(fā)生原電池腐蝕穿孔。

3、管線(xiàn)外防等級(jí)低，施工標(biāo)準(zhǔn)低

2003年之前，勝利油田管線(xiàn)的外防腐主要為石油瀝青防腐，瀝青類(lèi)防腐層易吸水，充水剝離，不適宜地下水位常年較高的區(qū)塊;2003-2012年之間外防以聚乙烯膠粘帶為主，防腐膠帶類(lèi)防腐層不耐植物根系，不適宜蘆葦、雜草等植物分布密集的區(qū)塊;2012-2016年之間逐步應(yīng)用2PE外防腐工藝，2016年之后3PE外防腐逐步得到推廣。外防腐存在的主要問(wèn)題一是現(xiàn)場(chǎng)單井管線(xiàn)存在大量以石油瀝青防腐、聚乙烯膠粘帶為主的低等級(jí)外防工藝，部分管線(xiàn)2PE防腐層施工質(zhì)量低，自身附著差易剝離等原因易導(dǎo)致外防腐失效，造成管線(xiàn)易發(fā)生外腐蝕穿孔;二是部分管線(xiàn)外防腐施工標(biāo)準(zhǔn)低，管線(xiàn)埋地深度不足，水土流失后管線(xiàn)受紫外線(xiàn)照射破損PE外防腐層;三是管線(xiàn)穿孔修復(fù)后未做防腐層保護(hù)、管線(xiàn)密集區(qū)域施工破壞其他管線(xiàn)外防腐層未進(jìn)行修復(fù)。

二、單井地面管線(xiàn)主要工程工藝技術(shù)

1、管線(xiàn)外防腐工程工藝

管線(xiàn)常用外防腐層：石油瀝青防腐層、聚乙烯膠黏帶、擠壓聚乙烯層（2PE、3PE）、熔結(jié)環(huán)氧粉末層、煤焦油瓷漆層、泡沫黃夾克保溫層等，通過(guò)對(duì)電絕緣性能、陰極保護(hù)電屏蔽性能、化學(xué)穩(wěn)定性、力學(xué)性能、抗微生物侵蝕性能、涂覆及修補(bǔ)性、對(duì)生態(tài)環(huán)境影響、使用壽命等性能綜合評(píng)價(jià)擠壓聚乙烯（2PE、3PE）外防腐層相比與其他防腐層有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，3PE是目前埋地鋼質(zhì)管線(xiàn)（80℃）首推的外防腐結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)輸油氣管線(xiàn)大多使用該外防腐結(jié)構(gòu)，在國(guó)內(nèi)大型工程中都有大量應(yīng)用（如西氣東輸管線(xiàn)、陜京二線(xiàn)等），并取得不錯(cuò)的效果。

2、管線(xiàn)保溫工程工藝

目前管線(xiàn)常用保溫材料主要有聚氨酯泡沫材料、鈦陶瓷絕熱材料、納米陶瓷復(fù)合保溫材料、防腐保溫涂料、后三者耐溫高，在注汽管線(xiàn)應(yīng)用多，聚氨酯泡沫材料保溫層價(jià)格低、技術(shù)成熟，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用廣泛。

3、內(nèi)襯類(lèi)內(nèi)防工程工藝

鋼管線(xiàn)內(nèi)襯類(lèi)內(nèi)防工藝是對(duì)基管進(jìn)行外防腐加工后，基管兩端打坡口，然后以氬弧連焊的方式焊接連接頭，檢驗(yàn)合格后穿襯管，然后加熱恢復(fù)、翻邊，形成鋼管與內(nèi)襯組合而成的內(nèi)襯復(fù)合管，管線(xiàn)連接采用螺紋活接頭方式連接。常用的內(nèi)襯材料主要有高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯等。

4、涂層類(lèi)內(nèi)防工程工藝

鋼管線(xiàn)涂層類(lèi)內(nèi)防腐常用的工藝主要有環(huán)氧粉末、賽克-54、玻璃釉等。對(duì)比各項(xiàng)性能抗磨蝕和耐高溫的內(nèi)防涂層為賽克54和玻璃釉，但綜合造價(jià)較高;附著力比較好的內(nèi)防涂層為賽克54，玻璃釉和環(huán)氧粉末;加工過(guò)程中需要加熱的內(nèi)防涂層為玻璃釉和環(huán)氧粉末，能耗較高。

5、非金屬管線(xiàn)工程工藝

勝利油田常用非金屬管線(xiàn)主要有玻璃鋼、柔性復(fù)合高壓輸送管、鋼骨架增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管等。

三、未來(lái)工程技術(shù)主要提升方向

針對(duì)單井地面管線(xiàn)建設(shè)過(guò)程中存在的問(wèn)題，圍繞大幅提高地面管網(wǎng)壽命，轉(zhuǎn)變觀念、更新理念，開(kāi)展技術(shù)研究及標(biāo)準(zhǔn)提升，明確單井地面管線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范，形成適應(yīng)不同工況的管線(xiàn)選型及防腐技術(shù)要求，完善質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)機(jī)制，開(kāi)展地下綜合管廊帶研究，構(gòu)建一流企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，做到單井管線(xiàn)建設(shè)全流程無(wú)短板，全壽命周期高效益。

1、開(kāi)展低質(zhì)低效影響因素分析

對(duì)單井地面管線(xiàn)開(kāi)展現(xiàn)狀調(diào)研、原因深化分析，找準(zhǔn)問(wèn)題點(diǎn)，落實(shí)治理對(duì)策，建立跟蹤評(píng)價(jià)體系，實(shí)行常態(tài)化分析機(jī)制。

2、建立單井地面管線(xiàn)建設(shè)管理規(guī)范

通過(guò)建立單井管線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范，明確單井管線(xiàn)建設(shè)前的技術(shù)分析、路由及敷設(shè)方式的優(yōu)化及分級(jí)分類(lèi)防腐技術(shù)選型優(yōu)化，提升單井管線(xiàn)設(shè)計(jì)及建設(shè)管理水平。

3、開(kāi)展新工藝新技術(shù)工程現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性研究評(píng)價(jià)

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)常用的管線(xiàn)內(nèi)外防腐材料、管線(xiàn)連接、補(bǔ)口形式開(kāi)展工藝適應(yīng)性評(píng)價(jià)，優(yōu)選出的工藝技術(shù)，完善其技術(shù)要求，提高現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性，同時(shí)要綜合考慮技術(shù)的先進(jìn)性、安全性、施工便捷、快速修復(fù)、性?xún)r(jià)比等。新工藝、新技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要體現(xiàn)出先進(jìn)性及經(jīng)濟(jì)性，綜合評(píng)價(jià)要具有較高的性?xún)r(jià)比，具有較高的可推廣性。

通過(guò)強(qiáng)化新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用，建立科學(xué)的分級(jí)分類(lèi)選型方法，提升技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，延長(zhǎng)使用壽命，提高地面管網(wǎng)流程的綜合效益，力爭(zhēng)5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)單井地面管線(xiàn)穿孔率下降50%。