孤東油田聯(lián)合站輸油管線防腐層檢測(cè)與評(píng)價(jià)

1、2002年 第30卷 第8期!檢測(cè)診斷#石 油 機(jī) 械CHINAPETROLEUMMACHINERY#43#孤東油田聯(lián)合站輸油管線防腐層檢測(cè)與評(píng)價(jià)張樹東 劉迎麗 張希勝(勝利油田有限公司孤東采油廠)X摘要 針對(duì)孤東采油廠輸油管線部分防腐層破損、瀝青老化和管道腐蝕嚴(yán)重等情況,采用多頻管中電流法、地面電位電場(chǎng)法和管地電位法等3種方法對(duì)管道進(jìn)行了綜合檢測(cè),檢測(cè)距離為11564km。通過對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析,得出近期需要維修的管線728m,其中需要立即維修的管線503m,發(fā)現(xiàn)破損點(diǎn)12處。從總體上講,該段管線的防腐狀況一般,在條件允許的情況下,應(yīng)在近期對(duì)管線進(jìn)行維修。建議采油廠在進(jìn)行管線防腐層破損維修時(shí),

2、采用特加強(qiáng)瀝青防腐。 關(guān)鍵詞 管線 防腐層 檢測(cè) 處理 孤東采油廠4#至1#聯(lián)合站的輸油管線,位于黃河三角洲入?？诘貐^(qū),土壤的濕度大,鹽堿含量高,屬于強(qiáng)腐蝕性土壤,管道的防腐層為瀝青。為了管道能夠正常運(yùn)行,對(duì)管線做了腐蝕狀況檢測(cè),發(fā)現(xiàn)部分防腐層破損,瀝青老化,管道的腐蝕程度嚴(yán)重。如果能夠及時(shí)修復(fù)已經(jīng)破損或?qū)⒁茡p的防腐層就會(huì)避免管道的深度腐蝕甚至穿孔,從而節(jié)約大量的維修費(fèi)用。我們采取3種方法對(duì)管線進(jìn)行綜合檢測(cè),檢測(cè)距離為11564km,穿越河溝、污水池和原油池各3處,還穿越公路1處。檢測(cè)目標(biāo)主要是找出防腐層存在問題的地段,采用現(xiàn)場(chǎng)開挖的方法來驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果。級(jí) 別一級(jí)(優(yōu))二級(jí)(良)三級(jí)(一般)

3、四級(jí)(差)五級(jí)(劣)測(cè)結(jié)果,提出科學(xué)維護(hù)和管理管道的建議。21檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1)開挖證明防腐層破損點(diǎn)檢測(cè)準(zhǔn)確率95%;(2)防腐層破損點(diǎn)定位準(zhǔn)確率?015m;(3)管道防腐層等級(jí)分類的準(zhǔn)確率90%。表1的管道防腐層等級(jí)分類是按照中國石油天然氣總公司頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的。表1 管道防腐層等級(jí)分類絕緣電阻率Rg/8#m-2>10000老化情況基本無老化500010000老化輕微,無剝離和損壞30005000老化較輕,基本完整,瀝青發(fā)脆10003000<1000老化較嚴(yán)重,剝離較嚴(yán)重并吸水老化和剝離嚴(yán)重,輕剝即掉檢測(cè)目的及檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)11檢測(cè)目的孤東4聯(lián)合站至1聯(lián)合站管線長11564km

4、。系統(tǒng)檢測(cè)這條管道的防腐層狀況,找出防腐層存在的破損點(diǎn)位置,并按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0087)955埋地鋼質(zhì)管道外防腐層大修技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)6把防腐層的老化程度劃分為5類。大體確定每類管道防腐層缺陷的修復(fù)時(shí)間及修復(fù)管線的使用年限,并對(duì)管道的總體防腐狀況做系統(tǒng)分析,根據(jù)各種方法的檢X#管道檢測(cè)方法及原理1.多頻管中電流法多頻管中電流法采用英國雷迪公司生產(chǎn)的RD)COM檢測(cè)儀和天津嘉信技術(shù)工程公司開發(fā)的GDFFW511管道防腐檢測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。所謂多頻管中電流法就是由PCM發(fā)射機(jī)向管道施加多個(gè)頻率的電流信號(hào),使用接收同頻的發(fā)射信號(hào),它不張樹東,助理工程師,生于1970年,1990年畢業(yè)于勝利石油學(xué)校儲(chǔ)運(yùn)專

5、業(yè),2000年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)儲(chǔ)運(yùn)專業(yè),現(xiàn)就讀于石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè),從事油氣集輸工作。地址:(257237)山東省東營市。電話:(0546)8583636。:#44# 石 油 機(jī) 械2002年 第30卷 第8期受管道埋深的限制,追蹤檢測(cè)管道的信號(hào)電流,且能自動(dòng)存儲(chǔ)檢測(cè)100個(gè)數(shù)據(jù)。多頻管中電流法的原理是:向管道施加一定的電流沿管道向遠(yuǎn)方延伸,在管道周圍就形成了一個(gè)電磁場(chǎng),電磁場(chǎng)強(qiáng)度與管道的電流強(qiáng)度相關(guān),用接收機(jī)可以直接得到管道中任何一點(diǎn)的電流強(qiáng)度值,電流在沿管道傳送過程中逐漸衰減變化與管道防腐層的絕緣電阻率有關(guān),即防腐層質(zhì)量越高(絕緣電阻率越高),電流衰減越慢;反之,則快。反映

6、電流衰減變化的關(guān)系式為I=I0e-ax式中 I)在管道上方讀取的任一點(diǎn)的電流強(qiáng)度值,A;I0)發(fā)射機(jī)向管道供入的電流值,A; x)測(cè)點(diǎn)到發(fā)射機(jī)供入電流點(diǎn)的距離,m; a)衰減系數(shù),與管道防腐層的絕緣電阻率、管道的直徑、厚度、材質(zhì)等有關(guān),m-1。當(dāng)管道防腐層的平均絕緣電阻率大時(shí),衰減系數(shù)就小;反之,則大,即檢測(cè)電流值下降就快。管道的防腐層質(zhì)量分布較均勻時(shí),管道的外防腐層絕緣電阻率的差別不大,管道中的電流強(qiáng)度值的對(duì)數(shù)與管道的距離成線性關(guān)系變化,管道中電流強(qiáng)度方式值的對(duì)數(shù)線性斜率的大小是由管道防腐層的電阻率決定的,單位距離的電流變化率與距離之間的關(guān)系是一條水平直線,即Y=lg(I1-I2)/X式中

7、Y)單位距離管道中電流變化率,A/m;X)檢測(cè)管道電流兩點(diǎn)間的距離,m;I1)檢測(cè)管道中前點(diǎn)的電流強(qiáng)度,A; I2)檢測(cè)管道中后點(diǎn)的電流強(qiáng)度,A。在管道的防腐層出現(xiàn)破損時(shí),電流通過破損點(diǎn)流向大地,在防腐層破損點(diǎn)處電流衰減率Y值會(huì)突然增大,從電流衰減率與距離的曲線上,該點(diǎn)的Y值也突然增大,由此可以判定管道防腐層的異常位置,根據(jù)電流衰減率的變化可以分析出管道防腐層平均質(zhì)量的優(yōu)劣。多頻管中電流法有5項(xiàng)功能:¹對(duì)管道進(jìn)行精確定位及跟蹤,以確定管道走向;º測(cè)定管道的埋深;»對(duì)管道防腐層總體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià);¼計(jì)算每段管道防腐層的平均絕緣電阻;½確定防腐層破損

8、點(diǎn)的位置。2.地面電位電場(chǎng)法地面電位電場(chǎng)法的原理是:發(fā)射機(jī)向管道施加一個(gè)特殊的電流信號(hào),此電流信號(hào)沿管道向遠(yuǎn)方傳播,當(dāng)管道防腐層破損時(shí),電流信號(hào)從破損點(diǎn)向土壤流失,形成一個(gè)以破損點(diǎn)為中心的電場(chǎng)。圓形電場(chǎng)是單一破損點(diǎn),而橢圓形電場(chǎng)是管線中某一段出現(xiàn)破損,使用A字架來測(cè)量電場(chǎng)的強(qiáng)度和尋找電場(chǎng)中心點(diǎn)(即破損點(diǎn))的位置,可以判定破損的位置和大小。31管地電位法管地電位法的原理是:在管道上連續(xù)測(cè)量管地的間隔點(diǎn)的電位值,間距一般為35m測(cè)量1個(gè)點(diǎn),管線外防腐層完好時(shí),自然電位一般在-016-017V之間,且變化小,通過分析管道的自然電位分布曲線可以判定是否發(fā)生腐蝕。41土壤電阻率及特性檢測(cè)通過測(cè)量土壤的電

9、阻特性來分析管道防腐層的合理施工要求;通過測(cè)量土壤特性來分析管道的工作環(huán)境。51檢測(cè)方法的使用情況(1)使用多頻管中電流法對(duì)孤東4#聯(lián)合站11564km輸油管線進(jìn)行了檢測(cè),測(cè)量數(shù)據(jù)全部使用防腐數(shù)據(jù)處理軟件,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理,繪制圖形,可對(duì)管道防腐層狀況進(jìn)行分析處理。(2)使用地面電位電場(chǎng)法對(duì)整條管線進(jìn)行漏點(diǎn)的精確定位檢測(cè),主要使用A字架對(duì)前面檢測(cè)的管線和有問題的管段做防腐層破損點(diǎn)定位,檢測(cè)出管線防腐層破損12處,其中有腐蝕較嚴(yán)重的管段,近期可能穿孔;部分管段在一年內(nèi)需要維修,屬于防腐破損。(3)采用管地電位法對(duì)孤東4#聯(lián)合站«325mm7mm輸油管道,全線隔點(diǎn)抽查測(cè)量管地電位,測(cè)量點(diǎn)與點(diǎn)

10、的間距為2050m,管道的自然電位大部分為-0165V左右變化,在破損且腐蝕的測(cè)量點(diǎn),管道的自然電位上升到了-016V左右,所有的測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果說明防腐層質(zhì)量相對(duì)較差。(4)運(yùn)用土壤電阻率及特性檢測(cè)對(duì)管道運(yùn)行環(huán)境中的周圍土壤電阻率進(jìn)行隔點(diǎn)測(cè)量,以了解管道工作在何種環(huán)境中,對(duì)土壤做特性分析,制定管道防腐措施。檢測(cè)結(jié)果分析及建議通過對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)際分析,得出近期需要維修的管線728m,其中需要立即維修的管線503m,發(fā)現(xiàn)破損點(diǎn)12處。從總體上講,該段管線的防腐)2002年 第30卷 第8期孟 濤等:Sc減載器在中原油田的應(yīng)用 #51#泵井),平均提高單井系統(tǒng)效率5%15%,平均單井檢泵周期延長26個(gè)

11、月。典型井例:(1)W95-40井地面使用14)418)73HB抽油機(jī)生產(chǎn),在下Sc減載器以前,工作制度為«38mm418m6min-12001m,日產(chǎn)液量8t,實(shí)測(cè)抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷Wmax=6812kN,Wmin=6518kN,電流峰值I上max=82A,I下max=76A。于2000年7月下入一套Sc)I型減載器配套使用«38常規(guī)泵并加深至2500m生產(chǎn),工作制度為«38mm418m6min-12500m,日產(chǎn)液量18t,日增油約7t,實(shí)測(cè)抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷Wmax=6415kN,Wmin=5410kN,電流峰值I上max=80A,I下max=78A。該井加

12、深泵掛500m,其抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)最大載荷降低5143%,與常規(guī)泵在相同工況對(duì)比,其抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)最大載荷降低22114%,減速器輸出軸扭矩降低約36102%,1級(jí)桿柱使用應(yīng)力降低了29182%。(2)H2-46井地面使用10)3)53HB抽油機(jī)生產(chǎn),使用Sc減載器以前,工作制度為«56mm3m315min-11591m,日產(chǎn)液量約712t,實(shí)測(cè)抽抽機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷Wmax=89119kN,電流峰值I上max=42A,I下max=40A。于2001年2月11日下入一套Sc)I型減載器生產(chǎn),工作制度為«44mm3m315min-12250m,日產(chǎn)液量1717t,日增油約416t,

13、實(shí)測(cè)抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷Wmax=76165kN,電流峰值I上max=45A,I下max=42A?？梢娫摼由畋脪?59m,與常規(guī)泵在相同工況對(duì)比,其抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷降低2411%,單井系統(tǒng)效率提高715%。(3)XH12-131井原為50m3小排量電動(dòng)潛油泵井,工作制度為FDN502020m,日產(chǎn)液量41t,日(上接第44頁)狀況一般,條件允許,應(yīng)在近期對(duì)管線進(jìn)行維修。(1)根據(jù)管道防腐層檢測(cè)分析可知,該管線投入運(yùn)行已有13a,而孤東油田又地處沿海,土壤鹽堿含量高,濕度大,是強(qiáng)腐蝕地區(qū)。如果施加電流來增加防腐層對(duì)管體的保護(hù),還會(huì)延長管線的使用壽命。其中使用犧牲陽極尤為理想,其優(yōu)點(diǎn)在于犧牲陽極

14、不需要專人管理,且能節(jié)省資金投入。若使用外加電流保護(hù)需要專人管理,且由于管道極力較短,投入專用設(shè)備費(fèi)用較大。(2)為使管道能夠正常的工作,避免大的經(jīng)濟(jì)損失,建議采油廠對(duì)長輸管線做定期檢測(cè),不得超耗電1200kW#h。因供液能力較差,電動(dòng)潛油泵頻繁欠載生產(chǎn)而經(jīng)常停井作業(yè)檢泵。于2001年2月配套Sc減載器,下«56抽油泵轉(zhuǎn)抽,工作制度«56mm418m6min-12000m,日產(chǎn)液量4115t,日增油約016t,日耗電降為400kW#h,日節(jié)電800kW#h,實(shí)測(cè)抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)最大載荷Wmax=79139kN,與常規(guī)泵在相同工況對(duì)比,減載率2317%,計(jì)算單井系統(tǒng)效率2819

15、%。在不影響產(chǎn)量的前題下,設(shè)備投資和檢泵費(fèi)用可降低7萬元左右,大幅度提高了投入產(chǎn)出比,降低了噸油成本。結(jié) 論(1)Sc減載器設(shè)計(jì)新穎,結(jié)構(gòu)獨(dú)特,克服了以往常規(guī)深抽措施的不足,既能實(shí)現(xiàn)油井深抽提液又能達(dá)到減載降耗的目的,而且減載節(jié)能效果特別明顯。(2)配套應(yīng)用Sc減載器使用大泵提液,可以代替小排量電動(dòng)潛油泵生產(chǎn),在產(chǎn)液量相同的情況下,節(jié)電50%以上。(3)應(yīng)用Sc減載器后,使深抽工藝使用范圍得到了擴(kuò)大:¹常規(guī)深抽措施無法實(shí)現(xiàn)的超深抽挖潛井(«56mm2000m、«44mm2300m、«38mm2900m、«32mm3300m)可生產(chǎn);º

16、供液能力較強(qiáng),受抽油桿強(qiáng)度和油井動(dòng)液面限制,常規(guī)有桿泵抽油技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的大泵升級(jí)提液井可生產(chǎn);»低能超深邊遠(yuǎn)探井可生產(chǎn)。(4)Sc減載器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便,生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng),工作可靠度高,而且可以重復(fù)使用,具有較高的生產(chǎn)實(shí)用性和良好的推廣應(yīng)用前景。(本文編輯 趙連祿)過兩年檢測(cè)1次,設(shè)立專人對(duì)管線做定期監(jiān)測(cè),對(duì)防腐層破損的管段,及時(shí)修補(bǔ),這樣就可最大限度地減少管道工作中的腐蝕穿孔現(xiàn)象,提高管道的使用壽命,也可節(jié)省維修費(fèi)用。(3)對(duì)管線的定期監(jiān)測(cè)需要建立專門的數(shù)據(jù)庫來管理管道運(yùn)行的安全性。為此,應(yīng)建立一套完整的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和處理系統(tǒng),對(duì)管道進(jìn)行維護(hù)和維修,將事故消滅在萌芽狀態(tài)。(4)通過

17、對(duì)管道的檢測(cè)以及數(shù)據(jù)處理、分析,建議采油廠在進(jìn)行管線防腐層破損維修時(shí),采用特加強(qiáng)瀝青防腐,使防腐層結(jié)構(gòu)相對(duì)適合土壤要求。(本文編輯 王志權(quán))Anewinspectingsystemisintroduced.Withdifferentsizesofinspectingheadassembledinseriesonasin-gleline,infraredcentralizingdeviceandcontroller,mixeddifferentsizesoftubingonthedeliveringlineare-identifiedfirstly,andthentestedautomatica

18、llyatagreatspeedusingasignalanalysisandtreatmentsystem.Thetestingcostcanbereduced,testingprocedureissimplifiedandtestingefficiencyisimproved.4inspectingsen-sorsandopening-closingmechanismwithwiderunningrangeareassembledtoadjustcentralizingofdifferentsizeoftubing.SubjectConceptTerms tubing nondestructivetest magnetictest inspectingsensorZhangShudong(GudongOilProductionPlant,ShengliOilfieldCompany,DongyingCity,ShandongProvince),LiuYingli,ZhangXisheng.Inspectionandevaluationofanti-c