油气埋地管道的勘测与修复研究
2017-12-28邵东
邵东
【摘要】作为大量输送石油、水、气体等介质的最为安全经济的方式,油气输送管道在油气田企业得到广泛应用。由于管道穿孔发生漏油、漏水、漏气等事故,不仅会造成经济损失,还会对生态环境造成影响。
【关键词】腐蚀穿孔 埋地管道 管道修复
一、埋地管道运行现状
近年来,某油气田企业逐年安排对运行年限超过10年的管道以及处于腐蚀严重区块的埋地金属管道进行检测,经过现场的勘测分析可以得出,管道穿孔原因主要为三种,其中腐蚀穿孔约占96%,施工质量造成穿孔约占3%,打孔约占1%。腐蚀穿孔中主要是外腐蚀,内腐蚀相对较轻,但随着油田综合含水进一步升高,管道(特别是采出部分的管道)的内腐蚀有加重的趋势;从穿孔率统计看,各系统中污水处理系统、油系统穿孔频率较高,气系统、注入系统穿孔频率相对较低。通过采取加强管理,以及技术升级改造等有效手段,管道穿孔率得到有效控制,呈现逐年下降的趋势。
二、埋地管道的现场分析
管道作为大量输送石油、水、气体等介质的最为安全经济的方式在油田得到广泛应用。但管道所处的环境千差万别,同时由于人为破坏、施工质量、长期使用及地下环境等因素,往往会造成防腐层损坏、管道老化,严重时可能会导致管道穿孔,直至发生漏油、漏水、漏气事故,不仅造成巨大的经济损失,而且对生态环境造成影响。
(一)开展土壤腐蚀性研究
靠单一检测是不能对土壤的腐蚀等级进行确定的,需要我们从面到点,再到面的方式,进行普查掌握其腐蚀强弱分布规律,对土壤的腐蚀性情况有了总体的分析和大致的了解,然后根据实际情况进行布点测验确定腐蚀等级,再根据所得到的测量腐蚀数据判断出分级的边界。对土壤腐蚀性的强弱情况分布,一般情况下要通过测土壤电阻率来得出。一般情况下,要在边界、管道沿线等涉及到各类土壤进行腐蚀性综合普查。选取典型土壤类型,开展现场取样、测试及挂片试验,进一步测试试验区典型土壤类型的腐蚀性和分布规律。
(二)建设阴极保护系统
通过施加外部电流,使被保护金属结构的电位向着减小氧化反应的方向偏移,从而减小腐蚀速率叫作阴级保护。作为控制金属腐蚀措施之一,阴极保护得到广泛的应用并取得良好的效果。阴极保护的基本原理很简单,其复杂性在于阴极保护的应用过程中。
(1)选择阴极保护方式。根据检测结果来看,两种保护方法都能对管道起到保护作用,但对于牺牲阳极法保护的管道来说,阳极保护体丢失严重,且运用6年以上的管道阴极保护已经基本失效。深井阳极法的外加电流保护法技术成熟,管理维修方便,通过较少检测桩的检测就可以掌握管道保护情况。
(2)加强阴极保护系统化管理。阴极保护系统对管道的保护有着至关重要的作用,结合生产实际和人员情况,制定了“3、1、1”管理模式。
(三)三级管理
由规划设计部门负责阴极保护现场资料管理,防腐方案、措施方案、综合调整方案编制和分析,专业公司进行防腐日常管理工作;作业区职责,负责阴极保护系统日常生产的过程管理,协调、处理出现的生产问题及现场资料检查工作;基层队职责,对所辖管道进行巡线,发现测试桩破损或丢失、管道裸露等问题及时上报,恒电位仪岗位员工负责对电器设备进行日常管理,每天记录恒电位仪的输出电压、输出电流、保护电位等参数,发现异常及时上报。
(1)做好每年一次电位检测。为了提高阴极保护设备的使用效率,最大限度延长管道的使用寿命,实现设备昀科学运行、精细管理,每年对在用的阴极保护系统进行一次电位检测,检测中发现过末端电位达不到最小保护电位、阳极地床失效接地电阻增大、系统效率降低等问题,通过生产维修等方式进行维修改造。
(2)调整运行参数。以各恒电位仪所保护管道的最远端电位值达到0.85V以下为标准,依据每年的检测结果,及时调节末端检测电位及首端电位,最终确定了各机器保护电位范围。在调整电位时还需注意,在保护电位处于规定范围内的同时,电流、电压值不可超过机器的额定值。
三、开展管道修复现场试验
(一)施工准备
管道长度为1080m,管径为φ89mm,因此选用规格为φ89mm的玻璃钢软管;在管内清理之前,对该环加大了掺水量,进行冲环工作,将一些凝固在管壁上的残油、油污提前进行清理。将管道分割为5段,长度在200m-240m,挖1.5m×2m×1.5m的作业坑5个。
(二)管段内部清理
将浸满丙酮溶液的泡沫放入管道内,对管壁进一步进行清理;使用皮克进行管道内壁油污的清洗,以管道出口没有油污为标准,进入下一清理步骤;用干燥的泡沫对管道内壁进行擦干;用压风机对管道内壁进行吹扫,使管道内壁没有水分,尽可能地干燥。
(三)玻璃钢软管浸胶
软管浸胶——缠入翻转器是用人工连续一次完成。软管翻衬所用的胶主要有三种成分:分别是3201乙烯基酯树脂、固化剂、促进剂。按4小时凝胶时间配比.将3201乙烯基酯树脂经搅拌机拌合均匀后灌入软管内,再经浸胶机碾压浸透软管,留有一定胶基缠入翻转器内。
(四)内衬玻璃钢翻衬
装入翻转器内的浸胶软管在压缩空气作用下实现翻衬,进入被修钢管内,浸胶层朝外紧贴钢管内壁,防渗透层朝里成为衬里管内壁,构成钢塑复合管。采取加绳牵引,加油润滑等措施翻衬300m。翻衬结束后进行管段的封口、憋压,使软管、胶体、管道三者进行充分的自然固化,2-3天后衬里层形成自然支撑强度。
(五)管段组装
将两段修复管道之间用相应长度的管道进行对接,在接口处涂有胶粘剂。然后用卡箍将接口处封死,在卡箍两端与管道用电焊相连。卡箍上有一小孔,用胶粘剂进行灌注,再将小孔焊死,最后做好防腐保温工作,完成整个管段连接。
四、结语
管道管理是一个与时俱进的连续过程,也是一个复雜的、庞大的系统工程,必须树立“站线并重”的思想,为尽可能延长管道使用寿命,有以下几点认识:一是对于新建管道,对管道设施终身检测,可以有效掌握整个管道系统质量状况。在管道腐蚀穿孔前,对于埋地管道定期进行防腐保温层的检测,修复外防腐保温层和管道本身腐蚀点,使管道自身强度得以恢复,从而有效延长管道的使用寿命,实现管道长期安全运行。endprint