精編完整版】超高分子油管內(nèi)襯管可研報(bào)告

1、（ 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！ ）超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管可行性研究報(bào)告東營(yíng)華耐石油科技有限責(zé)任公司2015年8月目 錄1概述1.2油田油管使用現(xiàn)狀13國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及存在問(wèn)題 2.4華耐生產(chǎn)的超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管 34.1超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管 3.4.1.1管材材料研究 3.4.1.2內(nèi)襯油管工藝簡(jiǎn)介 3.4.2超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管性能優(yōu)勢(shì) 44.2.1優(yōu)良的耐磨性4.4.2.2優(yōu)良的耐腐蝕性 4.4.2.3優(yōu)異的自身潤(rùn)滑性和不粘性 .4.4.2.4高抗沖擊性5.4.2.5優(yōu)良的柔韌性 5.4.2.6優(yōu)良的耐溫性 5.4.3應(yīng)用效果5.4.4產(chǎn)品用途8.4

2、.4.1舊油管的修復(fù) 8.4.4.2新油管的內(nèi)襯 8.4.4.3其他用途8.5 油管內(nèi)襯生產(chǎn)工藝介紹 8.5.1油管的選用8.5.2內(nèi)襯管材的選用 9.5.3內(nèi)襯管生產(chǎn)作業(yè)線(xiàn)技術(shù)指標(biāo) 9.5.4襯管等徑壓縮并穿插進(jìn)入油管 95.5內(nèi)襯油管熱處理 105.6襯管端部處理105.7管材成品106 經(jīng)濟(jì)效益106.1單井效益 106.2 綜合效益 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。6.3市場(chǎng)前景111 概述油管， 是油田生產(chǎn)企業(yè)大量使用于油、 水井內(nèi)的鋼制管道， 屬于 大宗的基本生產(chǎn)物資。 隨著油田開(kāi)發(fā)建設(shè)進(jìn)入高含水時(shí)期， 影響石油 開(kāi)采成本的主要因素是短命井， 采油井油管的偏磨、 腐蝕和結(jié)垢 （桿 管偏磨、桿斷、

3、管漏）導(dǎo)致油井停產(chǎn)、減產(chǎn)。因桿管偏磨造成報(bào)廢占 油管年總用量的 1/6 以上，造成巨大的資源浪費(fèi)和生產(chǎn)成本增加?；谝陨锨闆r，華耐公司開(kāi)發(fā)的高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管具有防 腐蝕，防油井結(jié)蠟、油水井結(jié)垢等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于油水井管柱。為了避免或降低油管磨損帶來(lái)的損害， 將內(nèi)襯管材作為常規(guī)油管 的內(nèi)襯薄層， 提高油管的抗磨特性。 該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外油田 生產(chǎn)企業(yè)， 針對(duì)桿、 管間磨損問(wèn)題突出的單井， 可在磨損嚴(yán)重的井段 更換抗磨復(fù)合油管， 延長(zhǎng)其井下生產(chǎn)周期， 減少因此帶來(lái)的躺井和作 業(yè)，綜合提高油田生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。2 油田油管使用現(xiàn)狀 在采油井中，由于含水上升，井身不正，管柱問(wèn)題或是在斜

4、井 / 水平井的造斜段， 抽油桿及其接箍與油管內(nèi)壁發(fā)生刮擦， 造成油管破 損或抽油桿斷脫， 導(dǎo)致油井無(wú)法正常生產(chǎn)， 給油田生產(chǎn)帶來(lái)巨大損失。（ 1）油井生產(chǎn)周期縮短由于油井管、 桿的問(wèn)題， 油井無(wú)法正常生產(chǎn)， 就必須停井進(jìn)行修 理作業(yè)，在影響原油產(chǎn)量的同時(shí)，維護(hù)作業(yè)次數(shù)及費(fèi)用也大幅上升。（ 2）增加了管、桿報(bào)廢，管桿投入大幅增加 據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，因管桿偏磨年報(bào)廢抽油桿達(dá) 98.8 萬(wàn)米，報(bào)廢油管132.8 萬(wàn)米，由此增加的管、桿年投入費(fèi)用達(dá) 1.8億元因此，油田企業(yè)亟需一種抗磨抗腐蝕的油管內(nèi)襯管解決嚴(yán)重的腐 蝕、磨損、結(jié)垢等難題！3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及存在問(wèn)題針對(duì)油管使用過(guò)程中的發(fā)生的損害， 國(guó)內(nèi)外

5、更多的是關(guān)注在腐蝕 損害方面，大致有兩種方式：一是采用金屬隔離，即加襯金屬襯管或金屬鍍層。（1）加襯金屬襯管：采用不銹鋼，銅合金材料等，預(yù)制成筒狀， 通常采用爆燃加襯或軋制加襯方式與油管內(nèi)壁貼合， 然后端部實(shí)施焊 接。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)詢(xún)問(wèn)， 當(dāng)復(fù)合油管受到反復(fù)拉伸時(shí)， 該產(chǎn)品內(nèi)襯層于油管 易開(kāi)焊，影響使用。（2）金屬鍍層：一種是鎳磷鍍管。鎳磷鍍由于對(duì)管道內(nèi)表面質(zhì) 量，如光潔度、清潔度等要求很高，實(shí)際上很難達(dá)到。鎳磷鍍對(duì)于使 用多年的舊管進(jìn)行修復(fù)非常困難； 對(duì)于處理過(guò)的新管防腐鍍膜層由于 機(jī)械性能指標(biāo)較差，易導(dǎo)致鍍錫層斷裂、脫落，造成局部腐蝕，防腐 周期太短，目前不再大量使用。二是采用非金屬隔離，即涂敷非

6、金屬涂層或加襯非金屬管。（1）涂敷非金屬涂層：在油管內(nèi)表加覆防腐涂層有一定的局限 性，在高溫高壓多相流的條件下，不論是噴涂、表面滲透、離子注入 等，因防腐膜層厚度很薄，僅為十幾微米，涂層破損的概率很大，易 發(fā)生脫落，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的局部腐蝕，且無(wú)法對(duì)舊油管進(jìn)行修復(fù)。（2）加襯非金屬管：早先采用燒制陶瓷作為油管內(nèi)膽，但造價(jià)高，易崩裂，玻璃鋼管和玻璃鋼內(nèi)襯管耐溫性差、成本也高。國(guó)內(nèi)最 近有采用襯普通 HDPE ，已投入市場(chǎng)，國(guó)外檢索發(fā)現(xiàn)已采用 HDPE， 尼龍11和PPR襯管，主要用于抗油井酸性介質(zhì)腐蝕。4 超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管4.1 超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管4.1.1 管材材料研究聚乙烯是通過(guò)

7、乙烯（CH2=CH2）加成聚合而成，是由重復(fù)的-CH2- 單元連接而成的， 因其化學(xué)穩(wěn)定性好、 自潤(rùn)滑性能高、 低吸水率和良 好的絕緣性能而廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。 但用于有桿泵井抗磨防腐， 需 要對(duì)其抗磨性能、耐溫性能、機(jī)械性能等方面進(jìn)行提高和改進(jìn)。經(jīng)過(guò)不懈努力， 通過(guò)改善分子結(jié)構(gòu)和特種添加劑， 研究形成了性 能優(yōu)異的聚乙烯新材料， 它具有分子量高、 分子鏈長(zhǎng)、分子排列緊密 等特點(diǎn)（見(jiàn)下圖） ，在兼顧抗磨耐溫性能的同時(shí)，大大提高了抗拉性 能，保證彈性，非常適合油管內(nèi)襯管材的應(yīng)用。4.1.2 內(nèi)襯油管工藝簡(jiǎn)介本產(chǎn)品采用特種超高分子聚乙烯為原材料， 經(jīng)特定擠出工藝生產(chǎn)出適合油田使用的新型管材， 采用

8、隔離原理將其緊襯到油管內(nèi)， 因其 自身的高耐磨、抗腐蝕、耐高溫、阻力小等特點(diǎn)，有效減輕抽油桿與 油管內(nèi)壁的磨損和腐蝕，提高油管和設(shè)備的使用壽命。特種聚乙烯內(nèi)襯新材料 擠出工藝內(nèi)襯管內(nèi)襯油管新技術(shù) 抗磨防腐雙重特性的油管4.2 超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管性能優(yōu)勢(shì)4.2.1 優(yōu)良的耐磨性超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管最引人注目的一個(gè)特性就是它具有 極高的耐磨性，是鋼管的 7-10 倍，尼龍的 3-4 倍。其耐磨機(jī)理不是 僅靠它的硬度， 而且還靠粘彈性和摩擦系數(shù)小來(lái)緩沖磨損。 超高分子 聚乙烯油管內(nèi)襯管是目前解決油井偏磨難題最有效的技術(shù)。4.2.2 優(yōu)良的耐腐蝕性超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管穩(wěn)定性極高， 具有良

9、好的耐化學(xué)腐蝕 特性，除強(qiáng)氧化性酸液外， 在一定溫度和濃度范圍內(nèi)能耐各種腐蝕性 介質(zhì)（酸、堿、鹽）及有機(jī)介質(zhì)（萘溶劑除外） ，而且可在溫度小于 80 C的濃鹽酸中應(yīng)用，在海水和液體洗滌劑中也是很穩(wěn)定的。4.2.3 優(yōu)異的自身潤(rùn)滑性和不粘性超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管的磨損系數(shù)較小，表面吸附力非常微 弱，抗粘附能力與特氟隆相當(dāng)，有效防止結(jié)垢。4.2.4高抗沖擊性超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管的抗沖擊性和吸收沖擊性能優(yōu)異，具有良好的消音降噪效果，不會(huì)產(chǎn)生小孔、裂縫、斷裂和剝落等現(xiàn)象， 對(duì)井沒(méi)有污染。4.2.5優(yōu)良的柔韌性超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管斷裂伸長(zhǎng)率：400%，優(yōu)良的彈性 可適應(yīng)由于油井溫度和油管載荷的

10、變化導(dǎo)致的油管變形， 可始終保證 襯管緊緊地漲緊在鋼管的內(nèi)表面，并且保持端面密封。4.2.6優(yōu)良的耐溫性超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管適溫性寬，可長(zhǎng)期在-70C 110C的溫度范圍內(nèi)工作4.3應(yīng)用效果對(duì)于減小井身內(nèi)的磨損，油田生產(chǎn)企業(yè)已采用了不少措施，如可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)井口裝置，使管柱均勻自轉(zhuǎn)，避免同一部位的反復(fù)磨損，通 過(guò)均勻受損來(lái)延長(zhǎng)使用壽命； 加裝防偏磨副， 是加強(qiáng)局部的抗磨損性 能；還有采用加重防偏磨抽油桿， 扶正器等。 這些措施一定程度上緩 解了磨損， 但實(shí)際上并未提升油管自身的抗磨性能， 可以作為采用抗 磨復(fù)合油管后的輔助配套措施， 全面綜合地解決油管磨損問(wèn)題。 加裝 復(fù)合內(nèi)襯管能很好地解決抗

11、磨問(wèn)題， 同時(shí)也提高了防腐性能， 是提升 油管性能的最佳方案。近年來(lái)， 超高分子聚乙烯材料作為一種經(jīng)濟(jì)、 環(huán)保、高效的新型 防腐材料， 在國(guó)內(nèi)外眾多行業(yè)的管道、 設(shè)備的防護(hù)中得到了越來(lái)越廣 泛的應(yīng)用。在國(guó)外，許多石油公司采用聚乙烯油管來(lái)減少和防止人工舉升井 和注水井由于抽油桿 -油管磨損和油管腐蝕而引起的井下事故。 BP 美 洲公司、雪弗龍德士古公司、 科諾科公司、 發(fā)斯肯石油公司和阮池公 司等已經(jīng)在很多的油井和注水井中使用了這種聚乙烯襯管， 明顯降低 了作業(yè)成本。 實(shí)踐證明，超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管還可以大幅度降 低與抽油桿油管磨損和油管腐蝕故障有關(guān)的油井作業(yè)成本。 美國(guó)已經(jīng) 有 10 多年

12、成功使用聚乙烯襯里油管的經(jīng)驗(yàn)， 在 3000 多口井中得到應(yīng) 用，不僅解決了與腐蝕、 抽油桿磨損油管有關(guān)的問(wèn)題， 而且還節(jié)約了 電力。實(shí)踐證明，在解決使用桿式泵或漸進(jìn)式螺桿泵井的抽油桿磨損油 管問(wèn)題方面，聚乙烯襯里效果尤其明顯。在大斜度井和“狗腿”井中 使用聚乙烯襯里油管能夠在不增加小眼抽油桿節(jié)箍和抽油桿導(dǎo)向器 費(fèi)用的情況下， 獲得收益。 在控制其他人工升舉井和處理井中的管子 腐蝕方面， 聚乙烯襯里油管也都同樣獲得成功。 實(shí)驗(yàn)證明， 該襯里對(duì) 鋼絲繩、酸類(lèi)和化學(xué)損害都顯示出了良好的抗蝕性。 （資料來(lái)源于美 國(guó) World Oil 2003年 1月）例如，勝利油田有兩家采油廠(chǎng)采用了復(fù)合內(nèi)襯油管。

13、B 采油廠(chǎng)于 2004 年 4 月先后在腐蝕偏磨嚴(yán)重的三口井：營(yíng) 13-112、營(yíng) 12-186和營(yíng) 1斜57井試驗(yàn)應(yīng)用了內(nèi)襯復(fù)合內(nèi)襯抗磨抗腐 油管，除營(yíng) 1 斜 57 井生產(chǎn) 58 天，檢泵時(shí)由于上部普通 3”油管磨漏 不可對(duì)比外，其余兩口井見(jiàn)到了明顯的應(yīng)用效果。兩口油井試驗(yàn)前，平均含水均在 75% 以上，配套前偏磨腐蝕嚴(yán) 重，多次管漏上作，平均年作業(yè) 3 次，檢泵周期 94天，同時(shí)于 2003 年 4 月 24 日下井試驗(yàn)， 與試驗(yàn)前相比， 檢泵周期延長(zhǎng) 72 天，未出現(xiàn) 因 PEX 內(nèi)襯耐磨防腐油管質(zhì)量問(wèn)題造成的倒井，內(nèi)襯管表面光滑， 無(wú)起泡、裂痕等現(xiàn)象， 兩口井的內(nèi)襯管均繼續(xù)下井使用，

14、 目前正常生 產(chǎn)已達(dá) 704 天。A 廠(chǎng)于 2006 年 4 月份在 2 口井上進(jìn)行了試驗(yàn)，情況如下：米，于 2006年5月 15日開(kāi)井，正常生產(chǎn) 446天。第二口是河 110-25井，由于該井在 2005年 2 次偏磨管漏，且大 內(nèi)襯復(fù)合內(nèi)襯抗磨抗腐油管，于 2006 年 4 月 10 日開(kāi)井，正常生產(chǎn) 370 天。由于超高分子聚乙烯油管內(nèi)襯管的獨(dú)特性能，通過(guò) B 采油廠(chǎng)在 三口井中的前期應(yīng)用， 在偏磨油井中試驗(yàn)效果非常明顯。 能有效地消 除桿管磨損， 極大地減少了桿管報(bào)廢， 延長(zhǎng)了油井的生產(chǎn)周期， 起到了極好的降本增效的效果。4.4 產(chǎn)品用途本產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于石油行業(yè)的井下油管管柱，包括克

15、服偏磨、 腐蝕、結(jié)蠟、油水井結(jié)垢、稠油井開(kāi)采困難等。4.4.1 舊油管的修復(fù)可對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)大量坑點(diǎn)腐蝕、 不能正常使用的舊油管進(jìn)行內(nèi)表面 油污、銹跡、垢質(zhì)清潔處理，加襯內(nèi)襯管修復(fù)，可重復(fù)使用、降低成 本，避免資源浪費(fèi)。4.4.2 新油管的內(nèi)襯新油管加襯內(nèi)襯管， 可在保證機(jī)械性能的前提下， 提高油管的抗 磨性能和耐腐蝕性能，延長(zhǎng)使用壽命。4.4.3 其他用途 新、舊油管的防腐、防蠟、防結(jié)垢，配套稠油開(kāi)采等。 本超高分子聚乙烯內(nèi)襯油管不能下入超過(guò)材料許用溫度的油井。5.油管內(nèi)襯生產(chǎn)工藝介紹5.1 油管的選用 待內(nèi)襯的母油管必須是新油管或經(jīng)過(guò)清洗、 矯直、試壓后滿(mǎn)足油 管使用條件的舊油管。 為了配合生

16、產(chǎn)工藝， 油管必須擰下管箍。 內(nèi)襯 的母油管規(guī)格型號(hào)為：73、89的平式、外加厚油管。5.2 內(nèi)襯管材的選用采用不同材料的專(zhuān)用襯管以適應(yīng)井底溫度， 管材的直徑需大于母 油管內(nèi)徑23mm。內(nèi)襯管材由本公司提供。本內(nèi)襯管具有耐高溫， 機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨強(qiáng)度高特點(diǎn)。5.3 內(nèi)襯管生產(chǎn)作業(yè)線(xiàn)技術(shù)指標(biāo)據(jù)作業(yè)的活動(dòng)范圍，平臺(tái)的尺寸不小于30m。場(chǎng)地要求不小 于30X25m。平臺(tái)高度應(yīng)方便操作人員的工作活動(dòng)范圍，按照油管作 業(yè)線(xiàn)布置圖擺放生產(chǎn)設(shè)備。內(nèi)襯管生產(chǎn)作業(yè)線(xiàn)人員配置共計(jì) 7人：穿管區(qū)需 2人，端部處理 區(qū) 2人，熱處理區(qū) 1人，機(jī)動(dòng)人員 1人，送管 1 人。據(jù)作業(yè)的活動(dòng)范圍，平臺(tái)的尺寸不小于 30X6m

17、 。場(chǎng)地要求不小 于30X25m。配備3T行吊1部。平臺(tái)高度應(yīng)方便操作人員的工作活 動(dòng)范圍，按照油管作業(yè)線(xiàn)布置圖擺放生產(chǎn)設(shè)備。詳見(jiàn)附圖內(nèi)襯管生產(chǎn)作業(yè)線(xiàn)主要設(shè)備功率不大于 15kw （不含加熱設(shè)備）。 內(nèi)襯管生產(chǎn)作業(yè)線(xiàn)用電量：穿管區(qū)縮徑機(jī)功率 3KW/臺(tái)，共2臺(tái)；管 端處理機(jī)功率5KW/臺(tái)，共2臺(tái)。內(nèi)襯管生產(chǎn)作業(yè)線(xiàn)工作效率為 80 根/工日成品管；其中：穿管區(qū) 2分鐘/根左右，端部處理 5分鐘/根左 右。5.4 襯管等徑壓縮并穿插進(jìn)入油管1. 選用的內(nèi)襯管材外徑大于母油管內(nèi)徑，將管材通過(guò)襯管縮徑 機(jī)，暫時(shí)縮小襯管的外徑順利進(jìn)入母油管中。2. 襯管具有記憶效應(yīng)。襯管進(jìn)入母油管后，逐漸恢復(fù)原始直徑，

18、 漲緊在油管內(nèi)壁上。5.5 內(nèi)襯油管熱處理內(nèi)襯油管端部處理完畢， 采取熱處理措施， 在熱力作用下加快記 憶效應(yīng)； 內(nèi)襯管材縮徑后， 材料本身會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力， 經(jīng)過(guò)高溫 使襯管消除一部分內(nèi)應(yīng)力并保持適當(dāng)?shù)膬?nèi)應(yīng)力， 提高內(nèi)襯油管在使用 過(guò)程中的穩(wěn)定性。5.6 襯管端部處理將油管一端穿插后剩余的內(nèi)襯管材保留合適長(zhǎng)度，用夾具卡住， 將油管勻速旋轉(zhuǎn)， 目的為了將油管加熱均勻。 將其襯管熱熔， 達(dá)到設(shè) 定的溫度之后， 通過(guò)成型裝置形成可靠的端部。 而后進(jìn)行另一端的端 部處理。5.7 管材成品檢驗(yàn)油管兩端處理情況， 符合標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)襯油管方可安裝接箍。 接 箍安裝完畢，兩端擰上內(nèi)外護(hù)絲，保護(hù)內(nèi)襯管材不受破壞

19、。6 經(jīng)濟(jì)效益6.1 單井效益以泵掛 800米油井來(lái)計(jì)算， 按治理前檢泵周期 115天，治理后延 長(zhǎng)檢泵周期 209天。配套 800 米高分子聚乙烯內(nèi)襯油管， 100 米為普 通油管，同時(shí)需配套抗磨接箍 85 個(gè)，高分子聚乙烯內(nèi)襯油管使用 3 年計(jì)算：（1）增加生產(chǎn)成本：800米54元/米+85個(gè)X150元/個(gè)=5.595萬(wàn)元；（2）減少生產(chǎn)成本： 節(jié)約勞務(wù)費(fèi)用（按單次作業(yè)勞務(wù) 0.8 萬(wàn)元計(jì)算）： 節(jié)約更換油管、抽油桿泵材料費(fèi)用（按單次作業(yè)更換油管 700 米、更換抽油桿 500 米計(jì)算，其中新管桿按 1/3，修復(fù)管桿按 2/3 更 換）：修復(fù)油管費(fèi)用： 13元/米800米2/36.3=3.843萬(wàn)元 抽油泵費(fèi)用： 5000元6.3=3.15萬(wàn)元 避免報(bào)廢管、桿費(fèi)用（按偏磨井單次