柔性复合管在油田服役后的性能

为评价柔性复合管在油气田地面集输系统中的应用效果,采用宏观观察、微观分析、水压爆破试验、气密封性能测试、结构组成分析、热分析、红外光谱分析、力学性能测试等方法对两条柔性复合管进行分析,以确定其在不同工况下的适用性。结果表明:在经过一段时间的服役后,两条柔性复合管结构层保持完整,未发现明显缺陷,内衬层颜色加深;两条管道的失效形式均为管体爆破,其中1号试样因长期高温运行,其爆破压力不满足标准要求;两条管道的内衬层分别为交联聚乙烯和普通聚乙烯,增强层分别为芳纶纤维和涤纶纤维,热分解温度分别为580℃和440℃,但芳纶纤维的抗拉强度明显小于涤纶纤维。

高阻隔非金属柔性复合管承压性能模拟

在复合管结构的基础上添加了阻隔层,并基于有限元模拟建立了高阻隔非金属柔性复合管三维模型,分析了复合管阻隔层几何及工艺参数对承压性能的影响,确定了阻隔层最佳参数。结果表明,高阻隔非金属柔性复合管承压时,芳纶增强层应力最大,其次为铝箔阻隔层,内衬层和外保护层应力最低;铝箔阻隔层厚度对复合管承压性能影响最大,其次为摩擦因数的影响,铝箔层宽度和缠绕角度的影响最低;综合考虑管道应力和设计成本,确定铝箔阻隔层最佳厚度为0.15 mm,最佳宽度为200 mm,最佳缠绕角度为70(°)。

集输油用非金属柔性复合管研制与性能评价

针对油气田地面集输管线腐蚀泄露、结蜡堵塞问题,研究开发了一种高性能油气介质相容性好、内压强度高的非金属柔性复合管,并对制备的非金属柔性复合管内衬层进行油品介质相容性试验以及相关力学性能评价。结果表明,在温度70℃、压力10 MPa、0号柴油介质下浸泡1080 h后,内衬管氧化诱导时间(OIT)衰减率为14.3%,远小于普通PE100管材的衰减率(56.9%);拉伸强度衰减率为8.01%,低于普通PE100管材(18.05%),具有较好的耐介质相容性。对制备的DN50 mm非金属柔性复合管进行评价,爆破压力可达37.2 MPa,在最小弯曲半径600 mm下,全周期循环弯曲10次未出现开裂,循环后爆破强度为31.2 MPa。通过长期静液压试验预测寿命表明,在40~50℃和使用压力为9.6 MPa工况下,该管材可正常服役50年。产品各项性能完全满足GB/T 38725.2—2020和SY/T 6662.2—2020相关要求,为油气田地面集输道提供了新的选择。

油田采出水在役柔性复合管性能变化

采用万能力学试验机、差示扫描量热仪、维卡软化温度测定仪研究了油田柔性复合管内衬层高密度聚乙烯PE100在含油量高的Type A和矿化度高的Type B采出水服役的力学性能、维卡软化温度、氧化诱导期变化情况,采用70 MPa静水压试验系统研究了柔性复合管在承压状态下管体膨胀率和伸长率变化规律。结果表明:PE100耐热性能和抗氧化性能保持良好,油田集输管线内部油水分层导致Type A采出水中油质分子不同程度渗透浸入PE100内部,导致力学性能发生不均匀老化,断裂伸长率差异高达96.72%;柔性复合管在37.5 MPa压力下保压200 h后管体膨胀率和伸长率分别为1.67%和1.92%,在保压48 h内膨胀率和伸长率增幅最大,可达1.46%和1.78%。

新疆油田CO_(2)驱采出工况柔性复合管接头可靠性评价

提出了一套非金属管材接头可靠性评价方法。采用高温高压釜对柔性复合管金属接头进行缝隙腐蚀试验,并利用3D景深显微镜对试片表面形貌进行观察;采用傅里叶红外光谱仪和邵氏硬度计对试验前后密封垫圈的性能进行分析;在极端工况下对整管密封进行可靠性测试。结果表明:在温度60℃、CO_(2)分压1.5MPa的多相介质环境中,接头管材的腐蚀速率为0.1194 mm/a,属于中等腐蚀程度,加入缓蚀剂后,腐蚀速率显著降低,且低于0.076 mm/a;在极端工况下,聚四氟乙烯垫圈和丁腈橡胶垫圈无破损,接头性能稳定、可靠。

在役柔性复合管缺陷的微波无损检测与分析

以增强层为主承压层的三层结构如果在制造和服役过程中产生缺陷,将导致管体失效。文中使用微波无损检测技术对在役柔性复合管进行了检测,对缺陷进行了微波图像表征及分析。纤维间隙属于制造缺陷,该类缺陷会使服役柔性复合管的基体产生变形,随着服役时间增加及服役环境的改变,基体变形会演变为基体与纤维的分层,最终导致材料整体退化和失效。检测结果为柔性复合管的质量控制、无损检测、运行及维护提供了依据。

柔性复合管在尾矿浆体管道输送中的应用

柔性复合管是最近二、三十年发展起来的一种新型管道,具有较高的耐磨损耐腐蚀特性,管道内壁光滑不易结垢,相对钢管管道摩阻系数比较低,以及具有中等耐压强度性能和优异的快捷施工性,已经在油气开采工程中获得广泛应用,目前已开始拓展到应用于浆体管道输送工程中。论文在分析柔性复合管的材料、结构与特性的基础上,重点介绍柔性复合管在某矿山尾矿的管道输送和在尾矿库尾矿排放中的使用情况,可以预见柔性复合管在浆体管道输送工程中将取代部分钢管获得广泛而理想的应用,具备非常显著的工程应用意义。

井下柔性复合管注水技术及应用

目前长庆油田采出水腐蚀结垢严重,导致钢制防腐油管使用寿命较短。通过力学计算及结构材料优选,研发了不同管径的井下柔性复合管并进行了相关的管柱强度校核、有限元分析及室内性能评价,形成了适用于采出水回注井的井下柔性复合管注水工艺管柱系列。现场试验32口井,试验成功率100%,截至2016年5月试验井的最长注水时间已达4年。开展了12井次的取样性能检测,表明井下柔性复合管具有良好的防腐性能,可有效提高注水管柱使用寿命,预计使用寿命达10年以上,是钢制防腐油管使用寿命的2倍以上,同时该工艺可有效降低作业强度和生产成本,具有广阔的推广应用前景。

柔性复合管在油田集输中的应用

我国许多油田由于地下水矿化度高,对输送用的钢制金属管线有一定的腐蚀。塔里木盆地地表土壤盐碱化程度较高,地下水矿化度高,富含Cl-,有的区块含H2S、CO2,成为金属管线的主要腐蚀源。随着塔中油田开采年限的增加,含水率逐年上升,对管线腐蚀越来越严重,刺漏现象不断发生,甚至出现爆裂,极大地威胁了油田的安全平稳运行。塔里木油田经过几年的试验、探索,寻找一种能够替代金属管线的新型管材。近几年在塔中油田进行柔性复合管的现场应用试验,取得了良好的效果,值得推广应用。

柔性复合管在高压高含硫地区应用效果

柔性复合管作为一种新型输送管道,与传统钢管相比具有其突出特点,合理选型和应用将对建设、运行维护各阶段产生较大影响。通过在沙漠地区高压高含硫化氢地区试用,对比碳钢管线,评价其优缺点。

柔性复合管外保护层PE耐紫外光老化性能研究

利用万能试验机、差示扫描量热仪、维卡软化点温度测定仪等研究了柔性复合管外保护层聚乙烯耐紫外光老化性能。结果表明:柔性复合管外保护层聚乙烯的力学性能、耐热氧老化性能及结晶度变化均不明显。柔性复合管外保护层聚乙烯完全可以抵御长时间紫外光辐照带来的老化,在柔性复合管上可以正常使用。

柔性复合管在油田集输管线的应用

随着塔中油田开采年限的增加,含水率逐年上升,由于塔里木盆地地表土壤盐碱化程度较高、地下水矿化度高,富含氯离子,有的区块含硫化氢、二氧化碳,对管线腐蚀越来越严重,极大地威胁了油田的安全平稳运行。经过几年的试验、探索,寻找一种能够替代金属管线的新型管材——柔性复合管。通过近几年来在塔中油田进行柔性复合管试验,现场使用取得良好效果。

井下柔性复合管预置电缆数字式分注技术

低渗透油田分注管柱长期服役后腐蚀结垢严重、分层注水合格率下降快。为此,设计了井下柔性复合管预置电缆数字式分注工艺管柱,研发了智能配水器与过电缆封隔器等关键工具,开展了管柱抗外压、抗拉强度等关键性能室内评价,形成了适用于井下高压条件下的柔性复合管分层注水技术。室内评价结果表明,管柱满足分注井封隔器坐封压力与最大抗外压要求,智能配水器流量测试误差小于2%。现场试验4口井,最长服役时间已超过2年,分层注水合格率100%。研究表明,预置电缆数字式分注技术应用柔性复合管,可以有效提升管柱耐腐蚀性能,实现分层流量自动测调、远程验封和数据监测等功能,满足封隔器坐封、反洗井及后期测试要求,具有较好的应用效果。

地面集输用柔性复合管开裂失效原因分析

近年来,柔性复合管由于其优异的耐腐蚀性和可盘卷性能,在国内油田被大规模推广应用。随着应用范围的进一步扩大,出现了部分失效事故。通过对国内某油田集输管道用柔性复合管现场截取的泄漏管段开展的外观尺寸、化学成分及物理性能检测等,分析引起其开裂失效的原因。结果表明该柔性复合管失效原因主要有两个方面:1)内衬层材料的维卡软化温度远低于实际使用温度和设计温度,在运行中将导致内衬层发生软化而使其强度明显下降;2)增强层纤维缠绕间隙较大且不均匀,由此导致该柔性复合管承载能力不足而发生了断裂失效。

某油田单井油气集输柔性复合管泄漏原因

西部某油田单井油气集输柔性复合管在服役21个月后发生泄漏。采用宏观观察、几何尺寸测量、红外光谱分析、维卡软化温度检测、硬度测试、拉伸性能测试、密度测试和纵向回缩率测试等方法,分析了该管道泄漏的原因。结果表明:该柔性复合管的运行温度远高于设计温度和内衬层的维卡软化温度,在长期运行过程中,油气介质渗入内衬层和增强层内部,导致管道的承压能力显著下降,管道底部壁厚最薄处首先发生开裂,在内压作用下,管道逐层发生塑性变形,导致管道撕裂,从而发生泄漏。

纤维缠绕增强柔性复合管研究现状与发展趋势

介绍了纤维缠绕增强柔性复合管的结构特点以及主要生产工艺,对纤维缠绕增强柔性复合管的失效形式及原因进行了分析总结,分析整理了纤维缠绕增强柔性复合管应用现状并对其发展前景进行了展望。

地面集输用柔性复合管爆管失效原因分析

为查明国内某油田集输管道用柔性复合管爆管失效原因,对现场失效及未失效位置管道进行取样并评价。通过失效管段的外观形貌、化学成分及物理性能检测等,分析引起其开裂失效的原因。对未失效管段进行静水压及爆破试验评价,分析其常规状态下承内压性能。为验证由于扭曲导致整管承压性能降低,在三种角度下(30°、60°和90°)开展扭转试验,分析管线扭转状态下的各功能层形貌,进而评价其承压性能。结果表明该柔性复合管失效原因主要是由于在安装前管道存在扭转应力,导致其承内压性能降低,当输送介质压力超过其承受值后导致整管爆裂。

柔性复合管施工技术方案

宝北注水管网治理改造工程中DN40 PN32 MPa柔性复合高压埋地注水管线6 104 m、20#?48×8 mm埋地注水无缝管线357 m,管顶标高均为-1.5 m。根据管沟实际土质,实际管沟宽度应为(D0+0.8)m。柔性复合管配备有专用的与站上输出管线和井上或阀组输出管线连接的焊接转换接头,连接时,待焊接转换接头焊接冷却后,再连接柔性复合管接头,以避免因高温烫坏密封垫造成渗漏,待所有管线接头都已连接完毕,该管线施工完毕。复合管与复合管之间常用的连接方式为螺纹连接,采用螺纹连接时,安装前应检查丝扣有无磨损,防腐面有无损坏。连接前应将接头密封面擦拭干净,涂抹专用的润滑脂,放入专用密封垫。

柔性复合管在油田中的应用

柔性复合管作为一种新型复合管材,与传统钢管相比具有突出特点。柔性复合管有耐腐蚀、成本低、隔热性能好等优点,同时也存在连接处易腐蚀、不耐高温等问题。梳理了柔性复合管的发展过程,提出了完善市场准入机制、建立专业化建设和抢修队伍等建议。

柔性复合管内衬层在介质中的性能变化规律研究

柔性复合管一般由三部分组成,外层为功能保护层,中间层为增强材料层,内衬层可以是具有耐腐蚀性,阻燃抗静电等功能的热塑性塑料。主要通过研究内衬层材料在高温高压釜模拟介质中的质量尺寸、密度、维卡软化温度以及拉伸强度的变化,得出柔性复合管内衬层在介质中的性能变化规律。