田超凱
（連云港中復連眾復合材料集團有限公司
222006）
摘 要
本文系統地介紹了高壓玻璃鋼管及其在油田的應用。
關鍵詞 高壓 玻璃鋼管 應用
1 前言
20世紀50年代中期，纖維纏繞環氧玻璃鋼管開始在美國的一些油田應用，相繼用于輸送管線、油管和套管。80年代初，美國石油學會先后制定了高壓玻璃鋼線管、油管、套管等相應的API規范；80年代末，又進行了相應的修改。這些規范對石油工業用玻璃鋼的材料選用、成型方法等都作了相應的規定，標志著石油行業對高壓玻璃鋼管的認可，促進了高壓玻璃鋼管的應用和發展。
為了適應國內市場需求，連云港中復連眾復合材料集團有限公司在現有低壓玻璃鋼管產品系列上，發展高壓玻璃鋼線管產品，用于油田建設。因為其所固有的化學、物理和機械性能，同其它管材相比較，高壓玻璃鋼管及其管件具有一系列優點。本文旨在介紹高壓玻璃鋼管及其在油田的應用。
2 高壓玻璃鋼管的優點
2.1比重輕
高壓玻璃鋼管的比重為2.0，鋼材的比重為7.8。由比重的差別可見，高壓玻璃鋼管在運輸中具有經濟性，鋼管在運輸中往往因為其重量而非體積受到限制。由此高壓玻璃鋼管的安裝費用也比較低，由于高壓玻璃鋼管的較低比重，在安裝時，避免了重型起重設備，采用人抬即可，這在山地、樹林等特殊地區尤為有意義。
2.2保溫性好
高壓玻璃鋼管的熱傳導能力是碳鋼的10%，是不銹鋼的30%，因此高壓玻璃鋼管具有較好的保溫性能，許多原油輸送場合可以直接采用高壓玻璃鋼管，而采用鋼管時卻需要另外加保溫層。高壓玻璃鋼管所具有的保溫性能，減少了原油輸送管的石蠟沉淀。另外高壓玻璃鋼管也是電的絕緣體，不會因電化學腐蝕引起化學物質沉淀。
2.3內表面光潔度高
高壓玻璃鋼管的生產采用鋼芯模外纏繞成型，出于保證脫模的需要，對模具的加工精度非常高，制作前采用脫模劑反復處理，因此高壓玻璃鋼管的內表面極其光潔，又因為高壓玻璃鋼管本身的耐腐蝕性能，內壁不會因腐蝕而破壞，所以其內表光潔度在整個壽命期會得以保持，其水力學指標哈森—威廉斯系數為150。內壁光潔可以降低泵送功率，節約輸送能耗。
2.4防腐性能好
高壓玻璃鋼管采用玻璃纖維增強環氧樹脂成型，環氧樹脂固化后，高度的交叉互聯使其具有較好的防腐蝕性能，尤其是耐溶劑性能。
2.5耐溫性能良好
高壓玻璃鋼管采用環氧樹脂—酸酐固化體系，正常工作溫度可達80℃，能夠滿足采油注水工藝的要求。
2.6承壓能力高
高壓玻璃鋼管的正常壓力等級為3.5MPa-24Mpa。
2.7壽命長
高壓玻璃鋼管的使用壽命不低于20年。
2.8聯接方式簡捷、強度高。
高壓玻璃鋼管采用API 5B 標準8扣油管圓螺紋接頭進行安裝連接，快速方便，可靠性好。
3 高壓玻璃鋼管在油田的應用
各種腐蝕問題、注水采油和三次采油工藝都是推動高壓玻璃鋼管在油田開發應用的重要因素。
3.1高壓玻璃鋼管根本上解決了腐蝕問題
油田管路的腐蝕可以概括為三種：a、油水本身的腐蝕；b、土壤腐蝕；c清除結蠟、熱水沖洗造成的腐蝕。
世界各國的石油工業，都受到化學腐蝕問題的困擾。例如勝利油田，腐蝕問題非常突出，有的管道埋到地下40-50天即發生腐蝕穿孔；即使防腐處理較好的勝利油田的東辛采油廠，水質礦化度高達10萬mg/升以上，運行三個月左右即發生腐蝕穿孔的情況并不少見。高壓玻璃鋼管材料本身即為耐腐蝕材料，從根本上解決了此問題。
3.2、高壓玻璃鋼管改進了注水采油工藝
對注水采油工藝來說，對水質的要求非常嚴格，用于采油工藝的含油污水，其礦物質含量每升不大于十幾毫克，顆粒也有相當嚴格的要求。然而，經過加工處理的水如果采用鋼管輸送，在經過較長的管線后，管線可能生銹、剝落，掉入水中而污染水質。這種含有鐵銹顆粒的水，在注水巖層過程中很容易引起巖層堵塞，造成所謂巖層中毒，使注水壓力急劇增加，嚴重者可使注水中斷，影響采油工藝的正常進行。由于高壓玻璃鋼管內壁不銹蝕，始終光潔如初，大大改善了注水效果。
3.3高壓玻璃鋼管改進了三次采油工藝
所謂三次采油，就是采用注入聚丙烯酰胺等聚合物或注入CO2等化學驅油物質，以增加油田的生產能力。由于中國的大多數油田都處于采油后期，目前廣泛進行三次采油。這種聚合物的水溶液，遇到鐵離子可能產生有害的化學反應，使聚合物降解，從而影響注聚效果。同樣，采用高壓玻璃鋼管避免了聚合物降解問題。
4、高壓玻璃鋼管的安裝技術
4.1直管段的安裝
高壓玻璃鋼管的接頭形式決定了高壓玻璃鋼管的安裝非常簡單，高壓玻璃鋼管的接頭為API
8扣油管圓螺紋，在安裝時將清理干凈的螺紋端抹上密封劑旋緊即可。精確的端口尺寸和專用工具確保了安裝的規范統一。
4.2彎度安裝
高壓玻璃鋼管提供了兩種彎度解決辦法。
4.2.1彈性彎曲
高壓玻璃鋼管與鋼管相比，其模量僅相當于鋼管模量的1/10，較低的模量使高壓玻璃鋼管可以實現彈性鋪設，用管自身的彎曲來實現轉彎，較大的彎曲半徑轉彎也減少了流體阻力。
表1 管徑與最小彎曲半徑對照表
管徑規格(in) 最小彎曲半徑(m)
1.5" 24.8
2" 33.2
2.5" 39.0
3" 48.4
4" 59.8
6" 94.2
4.2.2彎頭安裝
高壓玻璃鋼管也提供了規范的彎頭安裝技術，操作步驟如下：
a、
將需接彎頭的地方采用切割機或鋼鋸鋸斷；
b、 用打錐機將端口造出錐度；
c、
粘上高壓玻璃鋼管配套管件現場陽螺紋，從而形成螺紋端頭，待固化；
d、 將彎頭擰上，繼續向下安裝。
圖1 現場陽螺紋安裝示意圖
4.3其它
高壓玻璃鋼管同時也提供了配套的鋼制轉換接頭用于和鋼管連接。
5高壓玻璃鋼管在河南油田下二門油礦應用實例
河南油田下二門油礦區是一個采油井比較密集的區塊，油層平均深2.5km。河南油田下二門油礦高壓管注聚工程共9口井，全長6km，壓力等級均為17Mpa。此項注聚工程全部采用了連云港中復連眾復合材料集團有限公司的高壓玻璃鋼管。工程于2002年10月中旬開溝，溝深1.2米，寬1米。該工程配備了1臺挖溝機進行挖溝與回填，連接管線配備了3班共15人，其中2人負責清理管溝，6人負責沿線排放管線，6人負責連接，這些工人在跟著廠方技術服務代表工作一兩天后基本掌握了安裝要領，能夠自己單獨連接管線。由于下二門油礦區屬于丘陵地帶，地勢起伏厲害，又因降雨比較頻繁，管溝積水甚多，經常是邊抽水邊安裝，速度比較緩慢，平均每天安裝400米，歷時15天主線工程基本完成。剩余的注聚站口與井口碰頭工程歷時10天完成。9口井經過額定工作壓力的1.25倍測試后全部投入使用。
6 結論
通過以上所述，可以看出，高壓玻璃鋼管和鋼管相比具有許多優點，也是非常成熟的產品，發達國家已經廣泛在油田應用。中國石油天然氣總公司先后發布了SY/T6267-1996《高壓玻璃纖維管線管》和SY/T
6419-1999《玻璃纖維管的使用與維護》標準，我國的高壓玻璃鋼管已在勝利油田、大慶油田、江蘇油田、河南油田等油田開始大量使用，中國的高壓玻璃鋼管在油田應用方興未艾。
HIGH PRESSURE FIBERGLASS LINE PIPE
APPLICATIONS IN OIL FIELD
Tian ChaoKai
（Lianyungang Lianzhong FRP Co.,LTD.）
ABSTRACT： This paper introduces high pressure
fiberglass line pipe, and the application in oil field.
Keywords：High pressure fiberglass line pipe
application