孤东油田联合站输油管线防腐层检测与评价

1、2002年 第30卷 第8期!检测诊断#石 油 机 械CHINAPETROLEUMMACHINERY#43#孤东油田联合站输油管线防腐层检测与评价张树东 刘迎丽 张希胜(胜利油田有限公司孤东采油厂)X摘要 针对孤东采油厂输油管线部分防腐层破损、沥青老化和管道腐蚀严重等情况,采用多频管中电流法、地面电位电场法和管地电位法等3种方法对管道进行了综合检测,检测距离为11564km。通过对检测数据的分析,得出近期需要维修的管线728m,其中需要立即维修的管线503m,发现破损点12处。从总体上讲,该段管线的防腐状况一般,在条件允许的情况下,应在近期对管线进行维修。建议采油厂在进行管线防腐层破损维修时,

2、采用特加强沥青防腐。 关键词 管线 防腐层 检测 处理 孤东采油厂4#至1#联合站的输油管线,位于黄河三角洲入海口地区,土壤的湿度大,盐碱含量高,属于强腐蚀性土壤,管道的防腐层为沥青。为了管道能够正常运行,对管线做了腐蚀状况检测,发现部分防腐层破损,沥青老化,管道的腐蚀程度严重。如果能够及时修复已经破损或将要破损的防腐层就会避免管道的深度腐蚀甚至穿孔,从而节约大量的维修费用。我们采取3种方法对管线进行综合检测,检测距离为11564km,穿越河沟、污水池和原油池各3处,还穿越公路1处。检测目标主要是找出防腐层存在问题的地段,采用现场开挖的方法来验证检测结果。级 别一级(优)二级(良)三级(一般)

3、四级(差)五级(劣)测结果,提出科学维护和管理管道的建议。21检测技术标准(1)开挖证明防腐层破损点检测准确率95%;(2)防腐层破损点定位准确率?015m;(3)管道防腐层等级分类的准确率90%。表1的管道防腐层等级分类是按照中国石油天然气总公司颁布的行业标准制定的。表1 管道防腐层等级分类绝缘电阻率Rg/8#m-2>10000老化情况基本无老化500010000老化轻微,无剥离和损坏30005000老化较轻,基本完整,沥青发脆10003000<1000老化较严重,剥离较严重并吸水老化和剥离严重,轻剥即掉检测目的及检测技术标准11检测目的孤东4联合站至1联合站管线长11564km

4、。系统检测这条管道的防腐层状况,找出防腐层存在的破损点位置,并按照行业标准SY/T0087)955埋地钢质管道外防腐层大修技术及标准6把防腐层的老化程度划分为5类。大体确定每类管道防腐层缺陷的修复时间及修复管线的使用年限,并对管道的总体防腐状况做系统分析,根据各种方法的检X#管道检测方法及原理1.多频管中电流法多频管中电流法采用英国雷迪公司生产的RD)COM检测仪和天津嘉信技术工程公司开发的GDFFW511管道防腐检测数据处理系统。所谓多频管中电流法就是由PCM发射机向管道施加多个频率的电流信号,使用接收同频的发射信号,它不张树东,助理工程师,生于1970年,1990年毕业于胜利石油学校储运专

5、业,2000年毕业于石油大学(华东)储运专业,现就读于石油大学(华东)石油工程专业,从事油气集输工作。地址:(257237)山东省东营市。电话:(0546)8583636。:#44# 石 油 机 械2002年 第30卷 第8期受管道埋深的限制,追踪检测管道的信号电流,且能自动存储检测100个数据。多频管中电流法的原理是:向管道施加一定的电流沿管道向远方延伸,在管道周围就形成了一个电磁场,电磁场强度与管道的电流强度相关,用接收机可以直接得到管道中任何一点的电流强度值,电流在沿管道传送过程中逐渐衰减变化与管道防腐层的绝缘电阻率有关,即防腐层质量越高(绝缘电阻率越高),电流衰减越慢;反之,则快。反映

6、电流衰减变化的关系式为I=I0e-ax式中 I)在管道上方读取的任一点的电流强度值,A;I0)发射机向管道供入的电流值,A; x)测点到发射机供入电流点的距离,m; a)衰减系数,与管道防腐层的绝缘电阻率、管道的直径、厚度、材质等有关,m-1。当管道防腐层的平均绝缘电阻率大时,衰减系数就小;反之,则大,即检测电流值下降就快。管道的防腐层质量分布较均匀时,管道的外防腐层绝缘电阻率的差别不大,管道中的电流强度值的对数与管道的距离成线性关系变化,管道中电流强度方式值的对数线性斜率的大小是由管道防腐层的电阻率决定的,单位距离的电流变化率与距离之间的关系是一条水平直线,即Y=lg(I1-I2)/X式中

7、Y)单位距离管道中电流变化率,A/m;X)检测管道电流两点间的距离,m;I1)检测管道中前点的电流强度,A; I2)检测管道中后点的电流强度,A。在管道的防腐层出现破损时,电流通过破损点流向大地,在防腐层破损点处电流衰减率Y值会突然增大,从电流衰减率与距离的曲线上,该点的Y值也突然增大,由此可以判定管道防腐层的异常位置,根据电流衰减率的变化可以分析出管道防腐层平均质量的优劣。多频管中电流法有5项功能:¹对管道进行精确定位及跟踪,以确定管道走向;º测定管道的埋深;»对管道防腐层总体质量进行评价;¼计算每段管道防腐层的平均绝缘电阻;½确定防腐层破损

8、点的位置。2.地面电位电场法地面电位电场法的原理是:发射机向管道施加一个特殊的电流信号,此电流信号沿管道向远方传播,当管道防腐层破损时,电流信号从破损点向土壤流失,形成一个以破损点为中心的电场。圆形电场是单一破损点,而椭圆形电场是管线中某一段出现破损,使用A字架来测量电场的强度和寻找电场中心点(即破损点)的位置,可以判定破损的位置和大小。31管地电位法管地电位法的原理是:在管道上连续测量管地的间隔点的电位值,间距一般为35m测量1个点,管线外防腐层完好时,自然电位一般在-016-017V之间,且变化小,通过分析管道的自然电位分布曲线可以判定是否发生腐蚀。41土壤电阻率及特性检测通过测量土壤的电

9、阻特性来分析管道防腐层的合理施工要求;通过测量土壤特性来分析管道的工作环境。51检测方法的使用情况(1)使用多频管中电流法对孤东4#联合站11564km输油管线进行了检测,测量数据全部使用防腐数据处理软件,经计算机处理,绘制图形,可对管道防腐层状况进行分析处理。(2)使用地面电位电场法对整条管线进行漏点的精确定位检测,主要使用A字架对前面检测的管线和有问题的管段做防腐层破损点定位,检测出管线防腐层破损12处,其中有腐蚀较严重的管段,近期可能穿孔;部分管段在一年内需要维修,属于防腐破损。(3)采用管地电位法对孤东4#联合站«325mm7mm输油管道,全线隔点抽查测量管地电位,测量点与点

10、的间距为2050m,管道的自然电位大部分为-0165V左右变化,在破损且腐蚀的测量点,管道的自然电位上升到了-016V左右,所有的测量数据结果说明防腐层质量相对较差。(4)运用土壤电阻率及特性检测对管道运行环境中的周围土壤电阻率进行隔点测量,以了解管道工作在何种环境中,对土壤做特性分析,制定管道防腐措施。检测结果分析及建议通过对检测数据的实际分析,得出近期需要维修的管线728m,其中需要立即维修的管线503m,发现破损点12处。从总体上讲,该段管线的防腐)2002年 第30卷 第8期孟 涛等:Sc减载器在中原油田的应用 #51#泵井),平均提高单井系统效率5%15%,平均单井检泵周期延长26个

11、月。典型井例:(1)W95-40井地面使用14)418)73HB抽油机生产,在下Sc减载器以前,工作制度为«38mm418m6min-12001m,日产液量8t,实测抽油机驴头悬点载荷Wmax=6812kN,Wmin=6518kN,电流峰值I上max=82A,I下max=76A。于2000年7月下入一套Sc)I型减载器配套使用«38常规泵并加深至2500m生产,工作制度为«38mm418m6min-12500m,日产液量18t,日增油约7t,实测抽油机驴头悬点载荷Wmax=6415kN,Wmin=5410kN,电流峰值I上max=80A,I下max=78A。该井加

12、深泵挂500m,其抽油机驴头悬点最大载荷降低5143%,与常规泵在相同工况对比,其抽油机驴头悬点最大载荷降低22114%,减速器输出轴扭矩降低约36102%,1级杆柱使用应力降低了29182%。(2)H2-46井地面使用10)3)53HB抽油机生产,使用Sc减载器以前,工作制度为«56mm3m315min-11591m,日产液量约712t,实测抽抽机驴头悬点载荷Wmax=89119kN,电流峰值I上max=42A,I下max=40A。于2001年2月11日下入一套Sc)I型减载器生产,工作制度为«44mm3m315min-12250m,日产液量1717t,日增油约416t,

13、实测抽油机驴头悬点载荷Wmax=76165kN,电流峰值I上max=45A,I下max=42A。可见该井加深泵挂659m,与常规泵在相同工况对比,其抽油机驴头悬点载荷降低2411%,单井系统效率提高715%。(3)XH12-131井原为50m3小排量电动潜油泵井,工作制度为FDN502020m,日产液量41t,日(上接第44页)状况一般,条件允许,应在近期对管线进行维修。(1)根据管道防腐层检测分析可知,该管线投入运行已有13a,而孤东油田又地处沿海,土壤盐碱含量高,湿度大,是强腐蚀地区。如果施加电流来增加防腐层对管体的保护,还会延长管线的使用寿命。其中使用牺牲阳极尤为理想,其优点在于牺牲阳极

14、不需要专人管理,且能节省资金投入。若使用外加电流保护需要专人管理,且由于管道极力较短,投入专用设备费用较大。(2)为使管道能够正常的工作,避免大的经济损失,建议采油厂对长输管线做定期检测,不得超耗电1200kW#h。因供液能力较差,电动潜油泵频繁欠载生产而经常停井作业检泵。于2001年2月配套Sc减载器,下«56抽油泵转抽,工作制度«56mm418m6min-12000m,日产液量4115t,日增油约016t,日耗电降为400kW#h,日节电800kW#h,实测抽油机驴头悬点最大载荷Wmax=79139kN,与常规泵在相同工况对比,减载率2317%,计算单井系统效率2819

15、%。在不影响产量的前题下,设备投资和检泵费用可降低7万元左右,大幅度提高了投入产出比,降低了吨油成本。结 论(1)Sc减载器设计新颖,结构独特,克服了以往常规深抽措施的不足,既能实现油井深抽提液又能达到减载降耗的目的,而且减载节能效果特别明显。(2)配套应用Sc减载器使用大泵提液,可以代替小排量电动潜油泵生产,在产液量相同的情况下,节电50%以上。(3)应用Sc减载器后,使深抽工艺使用范围得到了扩大:¹常规深抽措施无法实现的超深抽挖潜井(«56mm2000m、«44mm2300m、«38mm2900m、«32mm3300m)可生产;º

16、供液能力较强,受抽油杆强度和油井动液面限制,常规有杆泵抽油技术无法实现的大泵升级提液井可生产;»低能超深边远探井可生产。(4)Sc减载器结构简单,施工方便,生产适应性强,工作可靠度高,而且可以重复使用,具有较高的生产实用性和良好的推广应用前景。(本文编辑 赵连禄)过两年检测1次,设立专人对管线做定期监测,对防腐层破损的管段,及时修补,这样就可最大限度地减少管道工作中的腐蚀穿孔现象,提高管道的使用寿命,也可节省维修费用。(3)对管线的定期监测需要建立专门的数据库来管理管道运行的安全性。为此,应建立一套完整的计算机数据监测和处理系统,对管道进行维护和维修,将事故消灭在萌芽状态。(4)通过

17、对管道的检测以及数据处理、分析,建议采油厂在进行管线防腐层破损维修时,采用特加强沥青防腐,使防腐层结构相对适合土壤要求。(本文编辑 王志权)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