CN204201307U - 一种抗点蚀耐高温整体嵌入式复合管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抗点蚀耐高温整体嵌入式复合管，其包括金属基管及设置于金属基管内的聚烯烃管。聚烯烃管外壁紧贴金属基管的内壁。复合管的端部还连接有钢制法兰和聚烯烃法兰，复合管的单根长度按需定长。本实用新型能够有效降低了油气管线均匀腐蚀速率和点腐蚀速率，确保了管线投入使用后达到设计寿命，达到了提高***运行效率及降低运行成本，解决了油气集输处理工艺管线内腐蚀问题。

Description

一种抗点蚀耐高温整体嵌入式复合管

技术领域

本实用新型涉及一种抗腐蚀复合管，尤其涉及一种应用于油气集输处理***的抗点蚀耐高温整体嵌入式复合管。

背景技术

在石油天然气开采工业中，腐蚀存在于油气田集输处理***各个生产环节，腐蚀环境不同，腐蚀特征各异，主要表现为均匀腐蚀(全面腐蚀)和局部腐蚀(点腐蚀)。从技术层面来说，均匀腐蚀代表了腐蚀对金属的最大破坏，但在油气生产中危害不是很大，因为其发生在全部的表面，易于发现和控制，通常在工程设计时就可进行控制。而点蚀是一种典型的局部腐蚀形态，具有较大的隐蔽性和破坏性，在油气生产中点蚀的发生和分布具有随机性，特别是在油气集输处理工艺管路***中判断发生点蚀的管线剩余使用寿命，开展点腐蚀防护设计仍然很大困难，目前国内外通常的做法是发展新的耐点蚀材料，寻求防止点蚀的途经。

在CO₂-H₂S-H₂O-Cl^--O₂苛刻腐蚀环境体系下，金属管道以点腐蚀为主、均匀腐蚀为次，点腐蚀速率几乎是均匀腐蚀速率的100倍，频繁的腐蚀穿孔问题制约着油气田的高效开发，不仅造成了每年各类经济损失的大幅度上升，同时也增加了油气田安全环保生产的风险隐患。现有的油气集输处理工艺管路***通常采用三种防腐技术：一是采用增加腐蚀余量，选用厚壁金属管材，二是采用金属管内涂层和缓蚀剂防护、三是采用耐蚀金属材质。

研究表明：采用增加腐蚀余量厚壁金属管材，只能解决均匀腐蚀问题，却不能从根本上解决目前工艺管线高点腐蚀的速率问题，无法满足管材有效使用年限；采用金属管内涂层和缓蚀剂防护由于工艺管线碰头、弯头、两通、三通及膨胀弯连接点多，接口处内涂层补口是薄弱点，缓蚀剂防护则受管线内部流体组成、流速及管壁状态等因素影响，无法达到理想的防护效果；采用耐蚀金属材质因价格昂贵，经济性差而应用受到制约。

非金属管具有耐腐蚀、内壁光滑、介质输送阻力小、导热系数低、热损失小和技术经济效益好等优点，目前已广泛应用于国内外油气田的埋地敷设的油气集输处理管线。对于架空的油气处理工艺管线，非金属管应用为提高机械强度，安装时需增加很多支撑架，同时受输送介质压力、温度和服役环境温差变化、阳光紫外线损伤影响，其使用寿命降低。特别是在热胀冷缩运行过程中会出现形变，存在严重的安全隐患。架空的油气处理工艺金属管线上设置多个膨胀弯，目的是控制工艺管路形变隐患，从侧面说明了直接采取非金属管在管廊架空敷设的不可行性，另外国标、行标都明确规定油气处理站内管路不应采取非金属管材，也进一步说明了非金属管在工艺管路应用的制约性。

因此，需要针对油气田具体的腐蚀环境开展相对应的管材防腐对策，从材质防护入手，选择一种技术可行、经济合理的油气集输处理工艺抗腐蚀管道。

实用新型内容

为解决上述油气处理工艺管线的腐蚀问题，本实用新型公开一种适应性广的抗点蚀耐高温整体嵌入式复合管，该复合管包括金属基管及内嵌于金属基管内的聚烯烃管，所述聚烯烃管外径大于金属基管1％，采取径向均匀压缩模式(等径压缩内穿插)，达到内管与基管的匹配，实现聚烯烃管的外壁紧贴金属基管的内壁。

其中，所述金属基管的端部还连接有金属法兰；所述聚烯烃管的端部形成有聚烯烃法兰；所述聚烯烃法兰的端面紧贴金属法兰的端面。

其中，所述聚烯烃管的公称直径为100mm～700mm，公称壁厚4mm～16mm。

附图说明

图1为本实用新型抗点蚀耐高温整体嵌入式复合管的局部剖面图。

【主要组件符号说明】

1   金属基管

2   聚烯烃管

3   金属法兰

4   聚烯烃法兰

具体实施方式

为充分了解本实用新型的目的、特征及功效，现通过下述具体的实施例，并配合附图，对本实用新型做一详细说明如下：

如图1的左侧所示，本实用新型所述复合管包括金属基管1和聚烯烃管2，所述聚烯烃管2外径大于金属基管1％，通过径向均匀压缩模式内穿插嵌于金属基管1内且外壁紧贴金属基管1的内壁。为了更好地对接本实用新型所述复合管及解决复合管之间连接处的渗漏问题，还可在复合管两端部焊接金属法兰3，最好是钢制平面法兰。聚烯烃管2的端部通过定长高温翻边形成聚烯烃法兰4且端面紧贴金属法兰3的端面。

其中，所述聚烯烃管2选用韩国LG高抗S、抗Cl-的耐高温聚烯烃材料，作为生产管材的主料，与传统的高密度聚乙烯材料相比，区别主要在于该材料在聚合过程中导入辛烯共聚单体，在乙烯基支链形成侧链，更多柔性辛烯基侧链相互缠结而形成片状晶体结构。这种独特的分子支链分布结构使其具备卓越的抗腐蚀、耐高温、耐拉拨、耐真空、耐应力开裂、抗静液压强度。在继承了高密度聚乙烯家族优异的抗蠕变性能、抗渗透性能及耐低温脆裂性能基础上，同时摒弃了普通高密度聚乙烯在油气田原油管线内衬不能承受60℃以上的使用温度限制。且保持着塑料材料优秀的热熔焊接性能，是专用于石油石化行业的高抗蚀耐高温的内衬聚烯烃管产品。

所述聚烯烃管2单根定尺长度为6m～11m，公称直径为100mm～700mm，公称壁厚4mm～16mm，上述公称壁厚能够有效达到防腐蚀的效果。此外，聚烯烃管2管外径还大于金属基管1内径1％。聚烯烃管2的维卡软化温度为124.5℃，设计温度为90℃，工作温度为75℃，设计压力2.5MPa，工作压力1.6MPa。

以下为高抗蚀耐高温聚烯烃管理化性能参数：

本实用新型的复合管在对接使用时，形成了非金属和非金属、金属与金属之间的二次密封的完整性法兰，在抗点蚀、耐高温、抗渗透的同时还实现了复合管之间接口处的紧密密封，达到了零泄漏。

需要说明的是，本实用新型的非金属管材质的选择、壁厚的设计、伸长量的计算以及接口连接密封方式等，均需根据输送油气水分介质、生产压力和温度等不同工况进行优化确定，而并不限于上述实施例的数据。例如，某油气集输处理工艺管线的天然气含量H2S含量350mg/m³、CO₂含量1.5％；原油含水率75％；其所在地层水矿化度23×10⁴mg/L、Cl^-含量13×10⁴mg/L、pH值5.5，介质腐蚀性强，点腐蚀速率高。针对这一情况，可选用高抗S、抗Cl-的耐高温聚烯烃材料，制作9-11mm厚度的非金属内衬管嵌入公称直径为300-400mm的工艺管线，从而有针对性的解决腐蚀问题。

本实用新型的抗点蚀耐高温整体嵌入式复合管，与传统的金属管道相比，具有以下优点：

1、通过将聚烯烃管嵌入金属基管，实现了内衬管非金属防腐性能和金属管机械性能的合二为一。聚烯烃管衬里结构，能够阻止输送介质中的腐蚀性介质对金属钢管材料的侵蚀，同时又具有金属管道的强度特性，可满足运行工况条件下设计使用寿命20年。

2、管道内衬聚烯烃管材料表面光滑平整，绝对粗糙度K＝0.01mm，是新金属钢管管壁0.06～0.1mm的1/10，是腐蚀严重钢管管壁1～3mm的1/100，管内壁表面粗糙度的大大降低，使输送的水力条件得到了明显的改善。

3、管道内衬聚烯烃管导热系数0.4W/m.k，是金属钢管80W/m.k的1/200，有效降低了热损耗，同时一定厚度的聚烯烃管管嵌入层具有一定的隔热作用，弥补了管线外保温层破损后热损失量，改善了管道热力输送性能。

4、内嵌聚烯烃管材质外翻形成非金属法兰，取代了原金属法兰连接时的金属法兰垫片，保证了管段与管段之间、管段与管件之间接口的密封性，有效防止了管线运行过程中出现的渗漏。

5、本实用新型的复合管有效抑制了油气集输处理工艺管线点腐蚀穿孔问题的发生。其生产成本低，从源头上控制腐蚀，有利于油气田的安全生产、保障油田实现高效开发。

此外，本实用新型的复合管，可在现有工艺管线走向已定形的基础上，不改变处理介质流向、工艺管路走向和管线结构，而通过精密测量原工艺管线现场和精确计算设计制作，采用嵌入聚烯烃管原位制作安装的方法，实现工艺管路嵌入聚烯烃管原位安装。

可以理解为，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种抗点蚀耐高温整体嵌入式复合管，其特征在于，包括：金属基管(1)及内嵌在金属基管(1)中的聚烯烃管(2)，所述聚烯烃管(2)的外壁紧贴所述金属基管(1)的内壁。

2.如权利要求1所述的复合管，其特征在于，所述金属基管(1)的端部还连接有金属法兰(3)；所述聚烯烃管(2)的端部形成有聚烯烃法兰(4)；所述聚烯烃法兰(4)的端面紧贴金属法兰(3)的端面。

3.如权利要求1所述的复合管，其特征在于，所述聚烯烃管(2)的公称直径为100mm～700mm，公称壁厚4mm～16mm。