高压玻璃钢管道的性能特点及其在油田的应用

高压玻璃钢管道的性能特点及其在油田的应用摘要:油田管道的使用是一项复杂的系统工程。制定一套完整的实施规范才能正常的开展油田生产工作。高压玻璃钢管道具有良好的耐腐蚀性能、内壁光洁,保温性能好。被广泛的应用于油田的管道中。本文介绍了高压玻璃钢管道的基本材料和性能特点,阐述了它的技术要求和主要应用的领域,最后论述了它在油田中的应用。

关键词:高压玻璃钢管道性能特点应用

在石油运输中,管道运输是最经济、最方便的运输方式之一。高压玻璃管道在20世纪50年代首次应用于油田后,就以它优异的性能迅速得到推广。随着我国油田石油开采范围的扩大,由化学腐蚀引起的土壤和环境的污染问题越来越严重。对生态平衡造成了严重的破坏。目前我国在高压玻璃钢管道生产线方面的研究还很少,高压玻璃钢油管的开发大部分都是依靠进口技术和进口设备来完成。因为石油行业在我国国民经济中占有重要的地位,所以对高压玻璃管道的需要也在逐年递增。有着广阔的发展前景。

1 高压玻璃钢管道基本材料

制造高压玻璃钢管时通常用环氧树脂和乙烯基脂作为树脂的基体。其中,环氧树脂是高压玻璃钢管中应用的最广泛的树脂基体,因为环氧树脂的物理机械性能非常好,在高温下还能保持良好的性能。同时它的操作性能以及加工性能也非常优异,用它做复合材料不仅成本

低,而且性能优良。环氧树脂中一般都含有很多的环氧基,能够和很多不同类型的固化剂发生反应,并生成三维交联结构。在选择固化剂时可按照不同工艺和性能要求来选择。比如说在使用和液体环氧树脂共用的胺类固化剂时,可以得到耐腐蚀性好、室温下粘度中等、高温性能尚可以及试用期适中的基体体系。同时,集体树脂只有在特定的固化制度下固化,它的粘接性能才会达到最好。环氧树脂常用的固化剂还有酸酐,以及MeTHPA,MNA,MeHHPA等。在固化剂中引入适当比例的促进剂,可以有效的缩短固化时间以及提高固化度。

2 高压玻璃钢管的性能特点

2.1 优良的耐腐蚀性能

高压玻璃钢管的耐腐蚀性能比钢制管道的要优越很多。对于各种无机盐、氧化介质、各种表面性活剂、硫化氢、聚合物溶液以及各种有机溶剂等,只要将树脂集体选择好,就能使玻璃钢管长期耐受。

2.2 耐疲劳性能,使用寿命长

首先是高压玻璃的耐腐蚀性能非常好,其次是它的界面粘结性能十分优良。在进行设计时,高压玻璃钢管的使用寿命预计可以达到20年以上。但事实是高压玻璃钢管用了30多年还完好无损。而且在使用寿命的期限内可以免费维修。

2.3 承压能力高

高压玻璃钢具有质量轻、压强高的特点。它在正常情况下的压力等级可达到3.5MPa-25MPa,最高的时候可达到35MPa.它比其他的非金属管道的耐压能力要高很多,而且应用的范围也更广。

2.4 比重轻

高压玻璃钢管的比重约占钢管比重的25%,为2.2左右。所以运输起来简单,也不需要用大型的、复杂的安装设备来安装,安装比较简单。安装DN100以下的管线,只需要三个人和一些简单的配套工具就可以完成。

2.5 耐热性能

从使用的情况来看,几乎没有一个商品玻璃钢管的短期使用温度超过135℃的(Ameron技术),长期使用温度超过115℃(玻璃化转变温度为160℃左右)

和钢制管道相比,它的耐温性能是它的劣势。但对于其他非金属管道来说,它的耐热性能算是好的了。目前我国已经具备生产玻璃化转变温度230℃的高压管道的能力了,可以把玻璃钢管的长期使用温度提高到160℃至170℃。把它的应用范围扩展到更大。从而进一步解决深井中使用中的难题。

2.6 不易结垢结腊、流动阻力小

高压玻璃钢管的内表明非常的光滑,由因为它具有特殊的化学结

构,所以在整个寿命期内它的不会结垢,它的表面都会保持一定的光洁度。高压玻璃钢管的水力学指标哈森-威廉斯系数为150。由于它的内壁很光滑,所以不会可以有效的降低它的泵送功率,节约其输油成本。

2.7 连接方式简捷、强度高

高压玻璃钢管安装连接采用的是API5B标准8扣油管圆的螺纹接头。2吋以下的玻璃钢管则是采用10扣油管圆螺纹,安装起来比较方便,而且比较可靠。

3 技术要求以及主要应用的领域

3.1 技术要求

公称压力为:3.5～25MPa,公称直径为40～200mm。它使用的温度为-40～80℃。

3.2 主要应用领域

1)聚合物注输系统;2)产出水处理系统或污水回注管线;3)二氧化碳注输系统;4)集输管线;5)三元复合驱注输系统。在适合的固化温度下采用纤维缠绕技术固化,检验水压、实验爆破以后,各项指标都符合设计的要求。

4 高压玻璃钢管在油田中的应用

4.1 高压玻璃钢管改进了注水采油工艺

注水采油工艺对水质有很严格的要求,要求含油污水的矿物质含量每升不得超过10mg以上。对颗粒的要求也很严格。但是如果用钢管输送经过加工处理过的水,水在流过管线以后可能会使管线生锈和剥落,掉进水里对水质不利。而且水在含有铁锈颗粒的情况下很容易引起岩层堵塞。导致岩层中毒,大大增加了注水的压力,甚至会让注水中断,对采油工艺的正常进行造成不利影响。因为高压玻璃的钢管内壁很光滑,防锈蚀性能良好,使注水的效果改善了很多。

4.2 高压玻璃钢管道彻底解决了腐蚀问题

可以将油田管理的腐蚀分为三种:一是油水自身的腐蚀。二是用热水清洗结蜡导致的管路腐蚀。三是土壤腐蚀。除了我国以外,还有很多国家的石油工业都存在着化学腐蚀问题。我国的辽河油田、胜利油田以及华北油田等的化学腐蚀问题最为严重。有的油田即使防腐处理的较好,水质矿化度超过了10×104mg/L,使用三个月的时间就腐蚀传统的例子不在少数。一些管道埋到地下40～50d也会产生腐蚀穿孔。高压玻璃钢管本身具有较好的防腐蚀性能。所以从根本上解决了油田行业的化学腐蚀问题。

4.3 高压玻璃钢管改进了三次采油工艺

三次采油指的是在油田中注入CO2等化学驱油物质或是聚丙烯胺等聚合物,使油田的生产能力更强。因为我国的大部分油田都处在采油后期阶段,所以三次采油被广泛的应用于我国油田开采中。这种聚合物的水溶液和铁离子相遇所产生的化学反应是有害的。会使聚合物发生降解,不利于注聚效果的充分发挥。

高压玻璃钢管的采用正好可以防止产生聚合物降解的现象。和普通钢管相比,高压玻璃钢管的性价比更高。

5 结语

总而言之,高压玻璃钢管的设计非常的严格,材料选择的范围很广,制造检验的过程也很严格,它良好的性能能满足油田实际使用的需要。高压玻璃钢管改进了注水采油工艺,彻底解决了石油工业化学腐蚀问题,改进了三次采油工艺,进一步推动了高压玻璃在油田中的开发和应用。

参考文献

[1]杜秋平,李开达,张贵喜,李绍忠.高压玻璃钢管道的性能特点及其在油田的应用[J].承德石油高等专科学校学报,2005(12).