主题词油田开发污水处理管道腐蚀玻璃钢江汉油田己进入开发的中后期,原油综合含水率平均达80.4%,原油集输管道几乎成为含油污水管道,加之庞大的污水处理及注水系统,因此,整个油田地面生产管线的主要部分,实际上是一个含油污水系统。由于含油污水固有的属性(有害离子多、有害气体多、矿化度高、温度高等),特别是江汉油田总矿化度特高,使之腐蚀十分严重。据统计江汉油田每年更换的管线约为70km,为总长度的8%左右,由此造成的直接经济损失每年达1200余万元。
实践证明,采用玻璃钢制品(管线及大罐),不失为一种既适用可靠又经济可行的好办法,对于象江汉这样一个腐蚀严重的老油田,其应用有着广阔的前景。
技术可行性早期的玻璃钢管道及容器基本上采用玻璃布手糊的制作方法,很难保证产品质量。近几年我国部分地区和单位,如连云港玻纤玻钢总厂、青州塑料复合材料厂等厂家,从美国、意大利等国引进了玻璃钢管制造生产线和技术,设计制造实现了电脑自动控制、机械缠绕复合加工成型。新型玻璃钢制品一般分为4层:防腐层、防渗层、结构层及外保B剂。这时必须对LBT聚合物其中的物性参数加以调整。再例如,用于锦采老三联的LBT,在锦一采表3LBT作为助凝剂对含油污水处理试验结果试验编号加药量(mg/L)污水含量油A剂B剂用,则显不出其优势,因为一个是稠油区,一个是稀油区,若调整LBT聚合物结构中4个主要参数后,才显现出好的性能。再例如在辽河兴二联作助凝剂使用好的LBT,则在河南双河污水处理中表现不佳,调整其一参数后,结果令人满意。所以,仅仅是两种用途,也需要由LBT之系列产品来适应。
作为油水分离剂使用的LBT,其分子链*好是直链的,而作为絮凝剂使用时其分子链*好是支链的。
用作油/水分离的LBT*佳药剂用量为2 ~4mgL虽然分子量参数很重要,但对稠油和稀油要调整LBT分子链卷缩程度(分子链内聚力)。
LBT用于含油污水的处理(液/固分离)的*佳药剂用量为1~3mg/L作为物化指标,一般要提高其特性粘数,以有足够的网捕、桥联作用,达到用量少,絮凝快的目的,同时要考虑分子链的亲油/亲水比例。
(2⑴005~20编辑王德祥)护层,其理化及使用性能与钢管相比具有显著的优点。
耐腐蚀、寿命长。玻璃钢的主要成分是玻璃纤维和合成树脂,玻璃的化学性质很稳定,几乎除了氢氟酸和热的磷酸外,不溶于其它任何酸碱和有机溶剂。合成树脂是有机高分子化合物,它与酸、碱和各种无机物也很难发生化学反应,由这两种化学性质很稳定的物质制成的玻璃钢,其化学性质也很稳定。因此,其耐腐蚀的能力远远超过钢铁、各种有色金属及合金。油田埋地管道都处在较强的腐蚀介质中,采用钢管必须作好内外防腐,但使用寿命也不过3~5a采用玻璃钢管,不需再作任何防腐处理,预期寿命可达20a以上。
内表面水力特性好。玻璃钢管内壁十分光滑,近似塑料管,调试表明,对水的摩阻系数只有0.0084~0.01,在同等条件下,水力坡降只有钢管的70%~80%.在相同的输水量和压力下,其管径可适当缩小,通常比钢管小一号,以减少投资,提高效益。
(4)绝热性能良好。玻璃钢材料是优良的绝热材料,其导热系数为0.349~金属的V100 ~1/1⑴0.一般情况下,玻璃钢材质可长期耐受100*C以下的温度,在油田集输系统及水处理系统中采用玻璃钢管线可减少热量损失,从而降低能耗。
(6)质量轻、强度高、安装维修简单。玻璃钢的密度在1.4~2.2g/cm3范围内,仅为普通碳钢的1/4~1/5,比强度为1⑴168MPa是普通碳钢的2 ~3倍。纤维缠绕强不饱和聚脂玻璃钢管的环向拉伸强度可达300~450MPa,轴向拉伸强度可达60 ~180MPa.在工作压力和公称直径相同的情况下,单位长度管道重量,玻璃钢管只有钢管的1/5,铸铁管的1/8预应力混凝土管的1八2,极大地方便了运输和安装,尤其是安装和维修比钢管简单经济,无需复杂设备,工人只需适当培训即可进行操作。
经济性在油田地面工程中应用的玻璃钢制品主要是玻璃钢管线或玻璃钢容器,分析其经济性应从原材料费、安装费、维修费等综合指标入手。目前我国钢材价格大约为3600~3800元/t玻璃钢管价格约为26000~27000元/t,单独拿一根钢管与玻璃钢管比较,钢管显得便宜,但玻璃钢制品因其容重轻、内壁光滑阻力小、安装简单、使用寿命长、维修费用低等优点,无论在站内还是站外使用玻璃钢制品都显示出良好的经济效益。表1给出了根据江汉油田情况计算出的经济对比分析结果,其中钢管以1994年四季度市场价计算采用加强级沥青外防腐,H87内防腐,玻璃钢官米用对接连接。
表1玻璃钢管与钢管造价分析钢管总投资玻璃钢管总投资(X1作元/m)中273父7表2给出了玻璃钢罐与钢罐的对比情况,钢罐米用玻璃髹片内防腐及氯化聚乙外防腐,玻璃钢罐采用现场缠绕。
表2玻璃钢罐与钢罐造价比较容积钢罐玻璃钢罐注:表中数据单位为104元从表2可以看出,玻璃钢罐一次投资稍高,但维修费用低,使用寿命长。另外,使用玻璃钢管线或玻璃罐可减少腐蚀穿孔带来的停产及污水泄漏外排造成的环境污染,因此不仅直接经济效益明显,间接经济效益和社会效益也是十分显著的。江汉油田王一污水站、王一注水站、钟市污水站等工程成功地使用玻璃钢管线或玻璃钢罐充分地说明了这一需解决的问题在油田地面工程中成功地使用玻璃钢制品是近几年的事,目前仍在发展中,由于它与钢制品相比有自己的特点,要进一步扩大使用面仍需解决多方面的问题。
严把制造质量关,验收有章可循。目前生产玻璃钢管的厂家众多,质量参差不齐,少数厂家为了利润,加入“灰分”过大,使质量下降,单位容重加,建议有关部门组织制订玻璃钢制品的验收规范,确保产品合格。
玻璃钢管接头、管件(三通、弯头等)是其簿弱环节,是渗漏的主要部位。目前管件基本上是手糊制作,与工人操作熟练程度有很大关系,质量不稳定。采用的连接方式为法兰连接、承插式橡胶圈连接和粘结连接,前两种方式费用高,且受其长度不能改变的局限。而后一种又受气候、条件、技术等因素的影响较大,特别是南方多雨天气很不适应,制造厂家应在接头方式及快速干化凝固的修补方式上有所突破方能扩大应用范围。
由于玻璃钢与钢、铝等塑性材料不同,它基本上是脆性的,这是它主要的缺点。钢材的断裂伸长率大于18%玻璃钢仅为2%左右,这种脆性使其易受到机械性损伤。因此玻璃钢管的设计安装应充分考虑到这一点,在与振动大、位移大的设备相连应尽量加柔性接头。另外还需合理设置支架、支墩及挡墩,在易受外力处(如过公路)应加设套管等措施,防止其机械性破坏。
主管部门应组织制订详细的设计、施工、验收规范,成立专业的施工队伍,配备必要的施工机具,确保设计合理,施工优质,延长玻璃钢制品的使用寿命。
玻璃钢管线及大罐在油田含油污水处理上成功应用,显示出良好的经济效益和社会效益。因此,建议在高含水集输系统及高压注水系统上选择一两个典型工程作一些示范性应用试验,以为扩大其应用领域提供经验和借鉴。
〔〕杨斌1984年毕业于武汉科技大学,现任江汉石油管理局勘察设计研究院院长。先后从事仪控、电力、油气田产能建设等专业的设计、科研和管理工作。主持完成的青海涩北1气田工程获1998年度青海省优秀设计一等奖;涠洲岛终端处理厂工程获2000年度国家优秀设计铜奖。
杨斌现为本刊编委、特约作者。
(上接第27页)目前,轻烃回收装置中分馏塔的塔型有填料塔和浮阀塔。近年来,国内新型高效填料、高效分布器与再分布器己研制成功,在填料塔的设计中要选用比表面积大、传质效率高、流通量大、压降低的高效填料,从而减少液烃损失,提高液烃分馏效果,降低塔器的建设费用。
3.结论对于轻烃回收装置应精心组织工艺流程,使各种能量充分利用,通过工艺计算及参数的研究,对多种工艺方案作技术和经济对比分析,从而优化工艺流程,达到提高液烃回收率的目的。本文通过对轻烃回收技术的分析与探讨,得出如下主要结论:()国内自行设计的轻烃回收装置主要以回收LPG为主,丙烷平均收率不足60%制冷工艺主要采用冷剂循环制冷、膨胀机制冷、冷剂制冷与膨胀机制冷相结合的混合制冷,单级膨胀机制冷工艺应用广泛,深冷装置较少,装置能耗高,自控水平较低。
在深冷回收装置中,以冷剂制冷作为辅助冷源,膨胀机制冷作为主冷源的混合制冷方法,因制冷温度低,液烃回收率高,对气源条件变化适应性强,将得到推广和应用。
回收装置的液烃收率与原料气气质条件、制冷工艺、主要设备效率等多种因素有关,采用深冷工艺,多级分离流程,完善脱乙烷(或甲烷)塔的设计,选用高效设备等措施,将提高轻烃回收装置的液烃收率。
(2⑴008-30编辑王德祥)