管道腐蝕特點及修補技術分析范文

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摘要：南中西二區注聚期進入4-5年時金屬管道穿孔率大幅度上升，嚴重影響了聚合物溶液的精準注入，也給工人的日常工作和管理帶來了很大的麻煩。本文從注聚管道的特殊性出發，從穿孔的特點入手，找到穿孔的穿孔規律。并分析管道的穿孔的主要原因式因為防腐涂層失效后聚合物溶液直接與管壁的金屬接觸并為微生物繁殖提供了良好的條件，導致介質內細菌在管壁迅速繁殖，形成共生體系。其次對現行的腐蝕修補技術進行總結歸納并找出優點和缺陷，結合點腐蝕產生的腐蝕坑與電焊修補的弊端找出一點附近多次穿孔的原因，并對2018年進行的穿內襯修補方法進行總結。對比現行的幾個管道修復的技術并總結優點和缺點，給出相關建議。

關鍵詞：管道；腐蝕；修補；內襯

1南中西二區注聚管道現狀

喇嘛甸油田南中西二區投產于2015年5月，有注入井201口，單井管道總長度197.28km，均為無縫鋼管（內防腐層為熔結型環氧粉末，外防腐層為2PE）。隨著聚合物驅油應用時間的推移，南中西二區大部分地下管線已經埋地使用了5年以上。管線面臨著穿孔井數逐年增加，影響的注入量已經成為區塊影響注入量的最主要的因素之一。自投產以來，區塊穿孔井數已達151口，占區塊總井數的75.1%。從穿孔統計情況看，投產以來該區塊累計穿孔1115井次，穿孔數量自2018年下半年起逐漸增長，從2019年3月份起快速增長，2019年3季度穿孔數量已經達到343井次；南中西二區注聚期進入4-5年即2018年下半年以來穿孔率大幅度上升，每月新出現的穿孔井數量在6-12口之間。另外因為穿孔影響的注入時率也急劇上升，嚴重影響了聚合物溶液的精準注入，也給工人的日常工作和管理帶來了很大的麻煩。隨著穿孔井數增加，尋找和修復管線的穿孔點成為了現在站內員工的日常主要工作，并且工作量還在逐漸增大，所以能有效的修復和預防管道穿孔成了地面工作面臨的一個嚴峻的考驗。

2注聚管道的腐蝕特點及原因

通過對穿孔管道的取樣分析，該區塊管道穿孔特點與我廠其他注聚區塊穿孔特點相似。在穿孔位置上，沿全井均有分布；穿孔形態上，均為內腐蝕，且取樣剖切后內涂層出現嚴重破損失效情況。穿孔時間上，在進入注聚的第4-5年時，可見第一次穿孔后的井會連續穿孔，而且成爆發式增長。如下圖1選取了南中西二區5口在同期第一次發生穿孔且穿孔總數在15次以上的井的穿孔曲線圖。具體表現為管道切面顯示腐蝕點防腐層脫落嚴重。穿孔部位防腐涂層存在較多氣泡或針孔，通過對針孔部位涂層進行刮削，發現氣泡部位涂層下金屬銹蝕嚴重，而涂層完好的下層金屬完好無損。所以防腐涂層失效是引起管道穿孔的最根本原因。目前聚驅管道采用的管道多為20#金屬管道，外防腐方式多為2PE，內防腐方式多為環氧粉末。所以防腐涂層失效后，因為注入化學溶液的特殊性，使得含聚污水中含有的硫酸鹽還原菌、腐生菌、鐵細菌均大部分超標，失效后聚合物溶液直接與管壁的金屬接觸并為微生物繁殖提供了良好的條件，導致介質內細菌在管壁迅速繁殖，形成共生體系，在聚合物供給營養下快速繁殖，形成菌瘤，加速了電化學腐蝕。在生產中表現為當投產前期時穿孔數量很少，在投聚4-5年進入管線穿孔的高發期。所以修補注聚管道就是要從根本上解決管道腐蝕的問題即從防腐工作入手。

3注聚管道修補技術現狀

3.1注聚管道現行修補技術

現行的管道修補技術以焊接類維修、夾具類維修、局部更換等。目前電焊補漏是最為成熟的修復方法，但這種方法未解決防腐涂層的根本問題，而且由于這種方法主要采用的是現場焊接，因而會帶來一系列問題，例如，工人焊接水平參差不平，從管道內部來看，電焊會有很大的影響管道的平滑度而會使管道周圍的部分連續穿孔（如圖2）；電焊修補屬于明火操作，會帶來嚴重的安全隱患，如遇有地下天然氣的混入，很容易造成爆炸事故；電焊維修費用高且操作時需要泄壓，再冬季生產時容易產生凍井等生產事故也會造成巨大的經濟損失。使用夾具類的技術適用于輕微的泄露，雖然該技術花費較低，且不用排空管道，不動用明火修不起來簡單方便。但注入管道屬于高壓管道，所以該技術運用的較少。局部更換技術經常適用于不易修復的管線，費用較大，且更換時需要大面積挖開管線，更換完畢后需要取出舊管線。

3.2增加管線內襯技術

2018年11月南中西二區3口穿孔頻繁的井進行了增加管線內襯的工作，3口井的共同特點為在穿內襯前1-2個月內連續穿孔2-4次。使用的內襯的材質為高密度聚乙烯，該技術是將高密度的聚乙烯管插入需要修復的就管道內，管道就位后利用加熱加壓的辦法使管道膨脹到原來的大小和性狀，利用原舊管道的剛性和強度為承力結構以及內襯管的耐腐蝕性、耐磨損、耐滲透的特點形成管中管。這種非開挖修復動用的人力物力較少。3口井中每口井的平均施工時間約在7天。該技術最大的特點是隔離了介質與金屬管道，使腐蝕從根本上杜絕。目前3口井運行至今情況良好，且不僅在有內襯的地方穿孔數降為0，在井口及站內的兩端處無內襯的部分也未發現穿孔的現象?？梢娫诠芫€穿孔爆發的初期增加內襯可以有效地抑制管線穿孔的趨勢，有效地減輕了站內員工的部分勞動強度，能解決管道穿孔的根本原因。

3.3內襯技術與常規管道修復技術比較

首先從整體上將現行的管道技術進行比較，如下表1，根據前面分析，解決管線穿孔的根本問題還是防腐涂層的失效，目前電焊補漏技術最大的弊端就是無法有效的改善防腐涂層的問題，所以會造成穿孔點附近反復穿孔，使修復處反復挖開土地尋找漏點，這種方法費時費力，工作效率低。且這種方法治標不治本，只是補上了漏點，而管壁已經變薄且無腐蝕層很快會使周圍也發生穿孔現象。而在南中西二區電焊類修補由于方便操作，費用較低仍占現在的修補技術的大部分。局部更換技術雖然可以短期緩解穿孔現象但是費用較大，并且影響管道的連續性。增加管線內襯技術雖然可以從根本上解決問題，但是對管道內部的平整度要求很高，在2018年時原打算對于南中東的一類油層后續水驅的井進行穿管工作，但是由于管線管齡大概都在20年以上，內部腐蝕嚴重凹凸不平，管道內部雜質過多使得內襯無法穿插。從成本和施工時間進行具體分析，把增加管線內襯技術與最常用的電焊類修補技術進行詳細的比較。從成本上來看，以規格為φ60×5的管道為例，管道內襯的成本為8萬元/公里，2018年3口井的穿內襯單井費用約為5.12萬元。2018年10月至2019年9月南中西二區單井穿孔頻次為8.5次/年，如若都進行電焊補漏修補，每年單井修補成本為3500元×8.5≈3萬元，其中還不包括工人的尋找穿孔的勞動成本。從施工時間上來看，穿內襯的施工時間為約為168小時/井，而從近一年穿孔進行電焊補漏單井單次關井時間為35.8小時/井，遠遠超過了穿內襯所影響的生產時間。由此可見，從相對長期進行電焊修補的影響的生產時間和費用來看，增加內襯技術費用低廉、效率較高、大大減輕了工人的勞動強度。但增加管線內襯技術對于管線的平整度要求很大，在治理穿孔時可將增加內襯管線技術作為重點的方法，如上面的分析所述，管線在進入第4-5年第一次穿孔后穿孔數量會爆發式增長，即穿孔剛剛出現時盡早的在管道內部穿入內襯管以防止管線穿孔的爆發。

4幾點認識

（1）注聚管線因為其介質的特殊性，注入的高壓特點，使管道更容易發生腐蝕。（2）注聚管線穿孔最根本原因是防腐涂層失效而引起的微生物大量繁殖。防腐層失效的年限大約為投產后的4-5年，在第4-5年第一次穿孔出現時，穿孔會爆發式增長。（3）目前的電焊補漏修復技術在管道的平整性上有很大的弊端，會加快部分管道的腐蝕速度。（4）南中西二區在注聚管道內加入內襯的方法效果顯著，能夠從根本上使管道內聚合物溶液與金屬管道隔離，加入內襯的最好的時機是在第4-5年第一次穿孔出現時，在穿孔會爆發式增長之前。

參考文獻

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[3]石仁委.油氣管道腐蝕控制工程[M].中國石化出版社,2017:5-35.

作者：顧欣 單位：大慶油田第六采油廠試驗大隊