程技術(shù)的參謀部和技術(shù)研發(fā)基地,熱收縮套主要承擔(dān)著油氣田鉆井、采油、測(cè)試、地面、防腐等技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。纏繞帶廠家為了解決塔河油田苛刻腐蝕環(huán)境下集輸管道突出的腐蝕問題,趙海洋帶領(lǐng)的腐蝕防治科研團(tuán)隊(duì)通過腐蝕機(jī)理腐蝕規(guī)律、腐蝕監(jiān)檢測(cè)、腐蝕防治等一系列關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)攻關(guān),形成了適用油田介質(zhì)環(huán)境的集輸管道腐蝕防治技術(shù)體系并工業(yè)化應(yīng)用,保障了油田高質(zhì)高效安全環(huán)保開發(fā)。
就原理而言,塔河油田“五高一低”強(qiáng)腐蝕性是指集輸管道是以H2S為主導(dǎo)的高H2S含量、低H2S分壓下電化學(xué)腐蝕機(jī)理,F(xiàn)exSy腐蝕產(chǎn)物膜受到Cl-、O2破壞形成點(diǎn)蝕通道,在如此環(huán)境下,油氣集輸管道表現(xiàn)出“點(diǎn)腐蝕為主、均勻腐蝕為輔”的腐蝕規(guī)律。這種環(huán)境下所形成的有沉積物下20#鋼點(diǎn)腐蝕是無(wú)沉積物下點(diǎn)腐蝕速率的8—20倍,溶解氧促進(jìn)H2S/CO2腐蝕進(jìn)程有氧環(huán)境腐蝕速率是無(wú)氧環(huán)境12.3倍腐蝕。金屬管道出現(xiàn)孤立蝕坑、連接蝕坑群、溝槽狀、潰瘍狀四種腐蝕形貌,非金屬管道則出現(xiàn)樹脂纖維剪斷、材質(zhì)降解、熱熔膠老化三種腐蝕形貌,并且大部分集中在管道底部、管道下游、流態(tài)變化、高程差變化、支線入口、管對(duì)接焊、螺旋管焊縫及PVC內(nèi)襯。
管道的防腐要從監(jiān)測(cè)開始,沒有相應(yīng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)何談后續(xù)治理。在塔河油田,傳統(tǒng)掛片失重法監(jiān)測(cè)不能準(zhǔn)確反映實(shí)際介質(zhì)變化引起的腐蝕速率,也不能準(zhǔn)確捕獲點(diǎn)腐蝕信息,傳統(tǒng)掛片失重檢測(cè)評(píng)價(jià)方法也無(wú)法準(zhǔn)確定量評(píng)價(jià)點(diǎn)腐蝕。趙海洋團(tuán)隊(duì)研發(fā)了管道內(nèi)掛片法腐蝕監(jiān)測(cè)裝置,以實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)腐蝕狀況的真實(shí)信息捕獲,并建立了點(diǎn)腐蝕定量評(píng)價(jià)方法,使管道內(nèi)點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率提高了65%,管道內(nèi)腐蝕狀況得到真實(shí)反應(yīng)。點(diǎn)腐蝕定量評(píng)價(jià)方法,實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)蝕深度、開口尺寸、點(diǎn)蝕密度的腐蝕程度精細(xì)描述,評(píng)價(jià)精度提高10倍,發(fā)現(xiàn)點(diǎn)蝕概率提高10%,工作效率提高1倍。
被腐蝕的管道如何治理?一方面,針對(duì)金屬管道焊縫熱影響區(qū)裂紋缺陷問題,山東金博的管道防腐熱收縮套采用碳纖維補(bǔ)強(qiáng)“五環(huán)四軸”濕纏繞層技術(shù),使管道焊縫裂紋缺陷薄弱部位承壓能力達(dá)到無(wú)缺陷部位的強(qiáng)度,確保管道在服役周期內(nèi)安全可靠運(yùn)行。另一方面,針對(duì)腐蝕嚴(yán)重而鋼骨架存在,具有修復(fù)利用價(jià)值的金屬管道,集成創(chuàng)新了低成本埋地管道非開挖修復(fù)技術(shù),為解決內(nèi)穿插管材耐溫問題和抗氣體滲透問題,研發(fā)了抗蝕耐溫75℃的HTPO修復(fù)材質(zhì),實(shí)現(xiàn)超稠油集輸管道內(nèi)襯修復(fù),研發(fā)了提高氣體滲透系數(shù)4個(gè)數(shù)量級(jí)的高阻隔HBPE管材,實(shí)現(xiàn)天然氣集輸管道內(nèi)襯修復(fù),涂層風(fēng)送擠涂修復(fù)技術(shù),在管道內(nèi)涂覆聚合物砂漿加強(qiáng)層+無(wú)溶劑環(huán)氧過渡層+無(wú)溶劑環(huán)氧防腐層的三層防腐結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)多彎頭、小口徑的單井管道修復(fù)。
新建設(shè)的管道如何防護(hù)呢?山東金博防腐通過鋼種改進(jìn),研發(fā)了適合于H2O-H2S-CO2-Cl-共存的腐蝕環(huán)境體系工況、性價(jià)比高的抗點(diǎn)蝕新鋼種管材BX245-1Cr,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與20#相比點(diǎn)腐蝕速率降低37.8%,均勻腐蝕速率降低11.0%;通過非金屬管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),研發(fā)了芳胺固化+0.5mm厚富含環(huán)氧樹脂內(nèi)襯層+承插式連接的熱固性非金屬管材,解決了雅克拉氣田高CO2、高流速?zèng)_刷腐蝕問題,參編多項(xiàng)非金屬管國(guó)標(biāo)和行標(biāo),推動(dòng)了行業(yè)進(jìn)步;制定企標(biāo),實(shí)現(xiàn)了塔河油田非金屬管標(biāo)準(zhǔn)化選材和規(guī)范化應(yīng)用;創(chuàng)新了固含量99.5%無(wú)溶劑環(huán)氧樹脂涂料配套正、反雙向風(fēng)送擠涂施工技術(shù),解決了單向擠涂涂層厚度不均難題,實(shí)現(xiàn)了DN80—DN100口徑管道內(nèi)涂層補(bǔ)口;創(chuàng)新應(yīng)用了緩蝕劑“預(yù)膜—連續(xù)加注—批處理”藥劑防護(hù)技術(shù),達(dá)到了緩蝕劑預(yù)膜厚度0.1mm目標(biāo)值,控制管道點(diǎn)腐蝕速率0.016mm/a,保證了天然氣安全輸送