復(fù)合軟管存在的問題及解決方案
隨著我國海洋石油的不斷發(fā)展,海洋復(fù)合軟管在油田中的應(yīng)用越來越普遍。與鋼管相比,復(fù)合軟管具有柔性好、適應(yīng)地形、易安裝等優(yōu)點(diǎn)。2010年,我國國產(chǎn)復(fù)合注水軟管在涸洲投入使用,隨著 的不斷深入,國產(chǎn)復(fù)合軟管的管徑越來越大,適用的水深越來越深,應(yīng)用的范圍也越來越廣。對于輸油管道,復(fù)合軟管保溫性能要求至關(guān)重要。復(fù)合軟管由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和材料的多樣性,其保溫性能能否通過常規(guī)的儀器進(jìn)行測量 ,尚需進(jìn)一步開展保溫性能測試方法的 。
石油作為不可 能源,人們對它的需求量越來越大,在我國陸上石油開采中占有很大比重,海上石油開采量相對較小。海上石油的開采由于環(huán)境因素,開采的成本遠(yuǎn)大于陸上石油開采的成本,然而海洋中又蘊(yùn)藏著大量的油氣資源,目前我國海上油氣田開采已經(jīng)形成 規(guī)模,這些開采的油氣田大都是比較大的油田,對于儲量較小的油氣田,由于成本較高,很多都沒有被開采,通常人們稱之為邊際油田,對于邊際油田的也是各國都在 的課題。
管道運(yùn)輸是油氣運(yùn)輸?shù)闹饕椒ㄖ?,隨著海L油、氣田的不斷,管道輸送工藝已被廣泛應(yīng)用于海洋石油工業(yè)。全世界已經(jīng)有超過175000km的海底管線,在墨西哥灣 深的海底管線的 達(dá)到了2743m,在挪威 長的海底管線長度達(dá)到了120km。中海油為邊際油田曾提出“三一”模式,即“一個平臺、一條海底管線、一條海底電纜”,對于海底管線,我國使用的主要還是鋼管,由于鋼管的鋪設(shè)費(fèi)用較高,因此海管的成本在油氣田中也占了 的比重,如果能夠?qū)⒑9艿某杀窘档?,會對邊際油田的起到很大的作用。
海底管道按流體分類可分為輸油管道、輸氣管道、油氣混輸管道、油水混輸管道、油氣水混輸管道、輸水管道;按結(jié)構(gòu)分類,可分為單層管加配重層結(jié)構(gòu)、雙層管保溫管結(jié)構(gòu)、單層保溫管加配重層結(jié)構(gòu)、柔性軟管。
海洋軟管的使用可以追溯到1968年,NKT公司建造了4寸海洋用軟管,用于兩個海島之間的淡水輸送。1972年Coflexip公司 先獲得一項(xiàng)建造高壓軟管 ,隨后的時間在油氣田中,軟管在海底管道和立管中應(yīng)用越來越廣泛,特別是應(yīng)用在深水浮式平臺中作為柔性立管和海底油氣輸送管道中。
復(fù)合軟管因其在動力特性、地形適應(yīng)性、性、安裝等多方面的優(yōu)勢,越來越多的油田考慮采用軟管來代替鋼管,與傳統(tǒng)的鋼管相比,整體可以降低20%-50%的費(fèi)用。
因軟管結(jié)構(gòu)的性和復(fù)雜性,不能采用傳統(tǒng)的焊接形式進(jìn)行管端連接,而且在復(fù)合軟管運(yùn)行過程中,輸送介質(zhì)中會有氣體滲透到金屬愷裝層,如果這部分氣體不能順利排出,經(jīng)過較長時間的累積,會在金屬愷裝層中產(chǎn)生較高的壓力,破壞軟管結(jié)構(gòu)。本文設(shè)計了一種適用于軟管結(jié)構(gòu)的接頭形式,在 壓力作用下軟管的強(qiáng)度和密封性,同時能夠釋放金屬鎧裝層中累積的滲透氣體,成功實(shí)現(xiàn)復(fù)合軟管的連接和保護(hù)。
1.復(fù)合軟管接頭的存在的問題
先,通過傳統(tǒng)的單純外扣方法,復(fù)合軟管接頭與管材本體連接的強(qiáng)度有限,無法復(fù)合軟管在長時間高壓工作下的性,復(fù)合軟管扣壓部分在高壓下伸長、變形,很容易導(dǎo)致油氣泄漏,甚至接頭的脫落,嚴(yán)重影響油氣運(yùn)輸?shù)?nbsp; 。另外,由于傳統(tǒng)接頭的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于管道的正常內(nèi)徑,產(chǎn)生嚴(yán)重的縮徑現(xiàn)象,影響管道的油氣輸送量,而且為通球清掃等日常操作帶來很大的麻煩。
其次,單純的扣壓過程不能為復(fù)合軟管接頭提供足夠的氣密性,復(fù)合軟管中輸送的油氣可能在高壓的作用下通過接頭與軟管之間的間隙進(jìn)人接頭前端的空腔,進(jìn)而進(jìn)人復(fù)合軟管的金屬增強(qiáng)層,破壞復(fù)合軟管,造成重大損失。
使用聚合物制成的內(nèi)管,在油氣輸送過程中,會有部分氣體滲出內(nèi)管。雖然氣體滲透速度很小,但如果不能及時排出,經(jīng)過長時間積累,會在內(nèi)管和包覆之間形成很大的壓力,破壞軟管的外包覆層,使復(fù)合軟管的金屬增強(qiáng)直接暴露在海水中,在海水腐蝕作用下失去作用,導(dǎo)致復(fù)合軟管被破壞,產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
2.解決方案
(1)針對接頭強(qiáng)度不足的解決方案
通過試驗(yàn)和 ,發(fā)明了一種全新的扣壓方式—內(nèi)漲外扣的接頭安裝方式。這種方式提高了接頭與復(fù)合軟管的連接強(qiáng)度,提高了復(fù)合軟管接頭的性,了油氣輸送過程的 ;扣壓后的接頭內(nèi)徑達(dá)到軟管內(nèi)徑的,降低了接頭縮徑對油氣輸送量的影響,并且很好的解決了復(fù)合軟管接頭對管線通球掃線工作的影響問題。
(2)針對接頭密封性不足的解決方案
在接頭芯子上設(shè)計環(huán)槽,放入O型密封圈,通過扣壓過程,使O型密封圈與復(fù)合軟管內(nèi)壁緊密接觸并產(chǎn)生形變,通過O型圈的壓縮變形為復(fù)合軟管接頭提供足夠的氣密性。而且同時設(shè)計了兩道環(huán)形槽,分別放人O型圈,兩個O型圈獨(dú)立工作,了該密封結(jié)構(gòu)性。
(3)針對氣體滲透問題的解決方案
為了防止?jié)B透氣體聚集形成高壓對軟管造成損壞,需要在復(fù)合軟管接頭處安裝排氣閥,將滲透人金屬增強(qiáng)層的氣體及時排除。如圖1在軟管接頭設(shè)計了空腔結(jié)構(gòu),便于安裝排氣閥,又設(shè)計了排氣閥保護(hù)套進(jìn)一步的保護(hù)了排氣閥在施工過程中不被破壞。根據(jù)復(fù)合軟管包覆層的厚度設(shè)計排氣閥,當(dāng)空腔壓力超過0.8MPa時,排氣閥自動打開,釋放部分氣體,降低金屬增強(qiáng)層內(nèi)氣體壓力,當(dāng)空腔壓力低于0.4MPa時,排氣閥自動關(guān)閉,了空腔的密封性,防止海水滲人。了復(fù)合軟管內(nèi)部壓力控制在 范圍之內(nèi),復(fù)合軟管的 運(yùn)行。