非金属管道在大庆油田应用的适应性及运维措施

夏蓉

大庆油田工程有限公司

非金属管道作为一类新型材质的管道，具有耐腐蚀性好、内壁摩阻小、使用寿命长、综合造价低、不需阴极保护等优点，在大庆油田油气集输、供注水、污水系统中应用广泛，可以满足各类复杂的介质输送、降低投资、安全环保的要求，取得了较好的经济效益[1]。

1 建设现状及适用性分析

非金属管道于1994 年开始在大庆油田试验性应用，2004 年开始大规模推广应用，截至2018 年底，大庆油田已建各类埋地管道约10.3×104km，其中非金属管道13 512 km，约占总管道长度的13%。

1.1 常用非金属管道管材分类

（1）玻璃钢管。该管是一种增强热固性非金属管，具有较高的机械强度、良好的耐化学腐蚀性，使用寿命长；管道内壁光滑，不易结垢结蜡；管材保温性能好，导热系数仅为钢的1%；玻璃钢管的接头一般采用螺纹连接方式，有效避免了因现场直接粘接出现漏失的问题；玻璃钢管运输安装简单、方便，管材拉伸强度高。

（2）钢骨架聚乙烯塑料复合管。该管是以钢骨架为增强体，以热塑性塑料为连续基材，将金属和塑料两种材料复合在一起形成的管材，输送介质温度介于0～50 ℃之间，承压能力相对较低。

（3）连续增强塑料复合管。该管是高性能金属材料与高分子材料复合而成的一种特殊、连续的多层挠性复合管，管道有三层：传输层、增强层、保护层。传输层和保护层采用化学交联技术改变了聚乙烯分子结构；增强层以钢丝编织成网状骨架或以钢带缠绕骨架，提高了管道耐腐蚀性及耐压性，具有通电加热解堵、解冻功能[2]。

1.2 条件和范围

从油田生产条件和材质性能来看，非金属管道可用于油气田的油气输送、注入（水）、供水等系统介质的输送。不同类型的非金属管道具有不同的材质性能，适用范围和使用条件也不同[3]。根据各种管材的特点和油气田输送不同介质的要求，给出了玻璃钢管、钢骨架聚乙烯塑料复合管等非金属管的适用范围、输送介质的最高温度、通常管径范围及工作压力等（表1）。

1.3 在大庆油田的应用

非金属管道在大庆油田目前主要应用在水驱、聚驱、三元复合驱油区块中的集油系统、配制系统、注入系统、供水系统、排水系统、污水系统中，表2按系统分类对非金属管道进行了统计。

从非金属管道的应用范围来看，注入系统应用比例最高，占非金属管道总数的60.74%；集油系统次之，为26.06%；污水系统占6.83%；供水系统占5.56%；其他系统应用比例较低。在注入系统中配制系统应用非金属管道比例最高，主要体现在注入（水）支线上，应用比例为55.14%，材质以玻璃钢管为主。

从非金属管道应用管道类型来看，玻璃钢管道应用比例最高，占总数的65.88%；其次为钢骨架聚乙烯塑料复合管道、连续增强塑料复合管道，分别占总数的15.02%、14.35%。

2 现场存在的问题

非金属管道材料种类多，影响管材质量及性能因素复杂，其原材料、生产工艺、结构特性等与钢制管道有很大差异，与钢制管道相比，目前现场存在以下问题：

（1）管道强度不够，穿孔频率较高。非金属管道抗外界冲击能力差，在装卸搬运、施工及穿越井排公路时，管材受到外力冲击容易受到破坏造成穿孔。

表1 非金属管道适用范围及使用条件统计Tab.1 Statistics of non-metallic pipeline's application scope and conditions

表2 埋地非金属管道按系统分类统计Tab.2 Classified statistics of buried non-metallic piplline besed on system km

（2）管道转接处渗漏。连续增强塑料复合管连接采用扣压式接头，钢骨架聚乙烯塑料复合管在与管道连接时多采用电熔方式连接，电熔连接套筒内无钢骨架加强层接头处耐压强度均不够，在管线运行过程中，液体易从缝隙间渗出，出现渗漏现象。

（3）管道穿孔后维修困难，需专业维修队伍。目前多数使用单位还没有掌握非金属管道的维修技术，缺乏现场抢修技术力量，穿孔后需要专业厂家维修，维修难度大，周期长且不便；冬季对非金属管道进行维修时，室外修补条件差，管道修复质量也难以保证。

（4）管道解堵困难。由于非金属管道承压较低，若使用解堵车解堵会导致管道爆裂，再次穿孔；若采用电热解堵，管线易损坏。

3 运行维护措施

非金属管道的应用是一个趋势，它具有耐腐蚀、抗结垢、柔性好、寿命长等优点，从防腐和环保角度考虑，尤其适用于低洼区域。但非金属管道强度不如钢管，抗冲击力差，易被外力破坏，所以应用时必须确保产品生产、运输、施工及管理各个环节的质量，才能更好地利用非金属管道的优点为油田生产服务。大庆油田非金属管道现场运行维护按以下几个方面实施：

（1）非金属管材存在刚度差、易受外力破坏等缺点，因此，大庆油田在选用非金属管材时，充分发挥不同类型管材的优点，根据现场生产及安装环境的需要、管道内输送介质的不同选择适用的管材。

（2）非金属管道输送介质的温度、压力满足非金属管道技术参数要求，不能高于管道限定的温度、压力界限；而且非金属管道不适于管网密集、车流量大以及施工作业频繁的区域；在人为破坏严重区块不推荐使用。

（3）加强非金属管道的施工监督及施工验收，施工过程由监理及技术人员现场指导及监督，避免因施工问题导致后期系统运行事故，同时保证施工季节，避免冬季施工；另外，使用单位在施工阶段要记录清楚新建及更换的管道规格、压力等级、长度、生产厂家等基础资料，有助于日后的维修。

（4）大庆油田重视非金属管道维修队伍的建设，在非金属管制造商的配合下，培训非金属管道维修人员及组建维修队伍，加强现场抢修技术力量。如在大庆汉维长垣高压玻璃钢管道有限公司的培训下，目前已有很多采油厂能自行进行玻璃钢管道的维修，进一步保证了油田的平稳安全生产。

（5）非金属管道的使用单位要加强管理，在日常生产及维护时，尽量减少外力对管道的破坏，同时建立非金属管道的运行及维修记录，掌握非金属管道使用的第一手基础资料，以便明确非金属管道损坏的主要原因。

4 建议

（1）提高非金属产品验收及检测能力。目前，在非金属管道产品性能检测方面，国内仅有中国石油天然气集团管研院及中国石油规划总院建有较为专业的产品性能检测实验室，其他油气田缺乏对常用非金属管道产品质量进行常规项目检测的质检机构，不具备相应的检测能力，难以检测进入油田市场的非金属产品质量。建议建立权威的第三方检测部门，配备必要的检测设备和人员，以保证管道产品的质量[4]。

（2）规范施工验收，避免管道施工缺陷。非金属管道对施工工艺和环境条件要求较高，目前大部分非金属管道都是由非专业施工队伍施工，由于其对工艺不了解，施工经验不足，极易造成施工质量缺陷[5]。建议非金属管道施工使用具有专业知识的施工队伍，同时建议完善非金属管道的施工验收标准，保证非金属管道的施工质量和日后的安全生产。

（3）建立大庆油田非金属管道完整性管理体系。完善完整性管理规范标准和体系文件，编制非金属管道完整性的各项管理规定、体系文件、标准规范和实施方案，逐步实现非金属管道管理系统化、标准化和规范化[6]。

（4）建议非金属管道的应用管理与A5 系统（中国石油采油与地面工程运行管理系统）相结合，对已建的非金属管道运行及维修记录进行及时更新维护，为今后非金属管道在大庆油田更好的应用和维护提供数据保障。