玻璃钢在油田上的应用及发展

      采用玻璃钢材料代替金属材料制成的储罐、低中、高压玻璃钢管线, 应用于油田实际生产中, 已成为解决腐蚀问题的主要途径之一, 并在国内外得到广泛应用。
       玻璃钢管具有4个结构层次, 即防腐层( 内衬层) 、防渗层、结构层、外保护层。厚度由内衬层和结构层组成, 以内压设计为基准, 内衬厚度具有防腐蚀、防渗漏性能, 结构层厚度由直径、压力等失效环向应力和安全系数等计算决定。
 
一、玻璃钢的优异性能

      1、耐腐蚀性。这是玻璃钢最突出的优点之一, 采用不饱和聚脂树脂固化成型, 内外壁不需另作防腐处理, 耐酸、碱、盐、H2S 的腐蚀。
       2、流通性好。在流量相同的情况下, 沿程摩阻比钢管小, 因而可减少管径或降低输送泵的压力, 进而减少投资或运行费用, 还可以防止管道对流体的二次污染。
       3、重量轻、强度高、安装维修简单。
       4、寿命长、成本低。玻璃钢管不需内、外防腐涂层以及阴极保护设施, 一次性投资较内外防腐金属钢管投资高, 但使用寿命却远远超过金属钢管的使用寿命, 玻璃钢管可连续使用20年,不需维护, 运行费用低。
       5、保温、保冷性能好。玻璃钢管的热传导率仅为金属钢管的0.4%，具有良好的热力特性。
   
二、经济效益分析
    
       在分析玻璃钢的效益和成本时, 人们往往只注重其近期效益, 而忽略了它的长远效益, 所以经济评价应从材料、安装运行、维修及使用寿命等方面的费用综合考虑。2009年价格可以看出, 在工作压力、管径相同的情况下, 玻璃钢管一次性投资比钢管高, 但是钢管安装过程包括防腐、焊接、试压、补口等工艺环节, 而玻璃钢管只有连接、试压两道工艺环节, 从而降低建设成本。同样玻璃钢罐较钢制储罐一次性投入高, 从使用寿命分析, 玻璃钢使用寿命可达20多年, 而目前金属储罐2年左右就被腐蚀穿孔7-9年就需要更新。从长期效益考虑节约了维修、运行费用, 玻璃钢罐体现了良好的经济效益。
  
三、在油田的发展趋势
    
       基于玻璃钢材料在青海油田注水系统上的成功应用, 其含盖面范围将会越来越广, 这种材料在油田的发展还有很大的潜力。
       1、采用玻璃钢管或保温型玻璃钢管做集油管线
        由于玻璃钢管导热系数比普通型玻璃钢小仅为金属钢管的0.4%, 并且玻璃钢管的内壁相当光滑,具有良好的水力特性。利用水力计算: 公式可求得玻璃钢管道的摩阻系数为0.016,而钢管的摩阻系数为0.035, 在同等条件下温降和回压可以进一步降低,能够简化了集输工艺, 增加自压半径。以江汉油田为例, 在某计量点的地面建设中, 在方案的优选上, 充分利用保温玻璃钢管的特性, 取消了站内安装加热炉、热水泵、回水罐等设备来提供热水给干线保温的供热方式, 简化了地面管网, 自压半径达2.4km, 降低集输能耗, 节省了投资。但是应用时需结合油田实际情况, 由于玻璃钢管的脆性, 不建议在管网复杂密集的地方使用, 这些区域通常情况下不能满足足够的管间距, 容易发生磨损破裂。目前青海油田砂西区块依然采用原油掺水工艺, 为降低能耗节约成本, 已经开始通过多井串联, 井口安装电磁加热器等工艺对砂西部分井进行停掺实验, 结合砂西油区集输半径长摩阻系数较大的情况可以考虑采用玻璃钢管做集油管线从而降低运行成本。
      2、采用防静电玻璃钢三相分离器
      由于玻璃钢材料具有良好的耐腐蚀性, 1999年江汉油田研制了一台规格为: ～2200×6600、工作压力0.4MPa、工作温度60℃ 的玻璃钢三相分离器, 该玻璃钢分离器在集油站投入运行一年来, 操作运行平稳, 三相出口含水在0.5% 以下, 达到了预期效果, 延长设备使用寿命, 节约成本, 为今后用玻璃钢制成密闭带压容器提供了可靠的依据。至2000年底为止, 江汉油田累计应用玻璃钢常压容器18具。2007年青海油田尕斯联合站改造新建分离器共9台, 由于采出液中含水较高, 对设备的腐蚀相当严重, 仅1年时间部分分离器发生腐蚀穿孔, 现在每年都要对这9台分离器进行检修, 主要包括内防腐层的制作、折流板的更换、其他部件维修, 费时费力影响正常生产。如采用防静电玻璃钢分离器将会对油田的正常平稳生产起到一定的作用。