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石油輸送管道焊接為什麼要倒焊

發布時間: 2023-09-16 22:33:01

❶ 焊接技術在石油油氣儲罐中的應用論文

焊接技術在石油油氣儲罐中的應用論文

一、焊接技術在石油油氣儲運中的應用

石油資源得到有效開發以後,需要恰當的儲存運輸手段,才能使其更加完整高效的得到利用,在對石油油氣就近性存儲運輸的過程中,焊接技術的應用有著非常重要的作用,主要表現在以下兩方面:

1.焊接技術在石油油氣儲罐中的應用

在石油氣體、液體及液化氣被開采加工之後,需要將其裝入到油氣儲罐中,也方便運輸及使用,而由於油氣在不同應用中的客觀需求不同,油氣儲罐也存在很多不同類型,而焊接技術是油氣儲罐製造過程中最主要應用的技術之一。在製造油氣儲罐的過程中,主要應用氣電立焊、焊條電弧焊、葯芯自動焊以及埋弧自動焊等焊接技術,普遍來講,如果需要建造比較大型的頂部漂浮儲罐,當前一般採用比較先進的自動焊技術進行製造。

2.焊接技術在油氣運輸管道中的應用

與油氣儲罐相比,油氣運輸管道具有更加方便、安全性強、成本投入小、利用率高等優勢,更適合石油及天然氣的運輸,正是因為油氣運輸管道有以上諸多優勢,當前全世界的油氣運輸管道正每年以幾何形態遞增。在建造油氣運輸管道的過程中,主要應用纖維素、低氫、葯芯焊絲等焊條下向焊方式,其中,低氫焊條下向焊技術能夠用於相對比較惡劣的製造環境,而葯芯焊絲屬於以眾暴寡半自動焊接技術,近年來在我國大力推廣。

二、焊接技術在石油鑽采機械中的應用

1.焊接技術在油田采泵中的.應用

現階段,我國在油田開采過程中使用的泵體主要分為兩類,其一為應用於石油、油氣、液化氣等流體資源傳輸的地面輸油泵,其二為應用於石油資源抽取的抽油泵。而與之相對應的油田采泵焊接方法也主要有兩種,其一是製作采泵過程中所應用的焊接技術,其二是在采泵出現破損或漏洞時進行泵體修補的焊接技術。主要的按揭方法有堆焊、焊條電弧焊、擴散焊、摩擦焊等。另外,隨著石油開采技術的不斷提高,為保證油田采泵為油田開發帶來更高的效益,一些新型的焊接技術與工藝,也被逐漸應用到油田采泵中。

2.焊接技術在採油鑽桿中的應用

油田的開發與開采離不開油氣井鑽探工作,而石油鑽桿便是鑽探工具中最為重要的組成部分,在石油鑽桿的應用過程中,需要利用焊接工藝將鑽桿工具與被焊管體之間進行連接,這關繫到石油開採的效率和質量。最早應用於採油鑽桿的焊接技術是電弧焊與閃光對焊,而隨著科學技術的不斷發展,如今在採油鑽桿中所採用的是先進的連續驅動或慣性的摩擦型焊接。焊縫質量的高低取決於鑽桿工具與被焊管體之間的焊接生產效率。現階段,在我國採油鑽桿焊接工作中,使用最廣的是慣性摩擦焊接工藝。

3.焊接技術在採油鑽頭中的應用

在石油開采過程中,會遇到很多特殊情況,針對特殊情況需要用特殊的方法進行處理。在石油開采中,常常會遇到比較堅硬的岩石阻礙最佳開采路徑,這時便需要運用採油鑽頭,將岩石破除。而岩石破除情況的好壞還會對鑽井的質量、石油開採的工作效率以及開發鑽井的成本產生很大影響。在採油鑽頭的種類方面,可以分為牙輪與PDC兩大類。而焊接技術主要應用於鑽頭的修補與加工,根據不同的鑽頭材料,需要運用不同的焊接工藝。

三、結論

我國當前的石油工業正隨著工業需求的增長而穩步發展,而越來越惡劣的開采環境與越來越高的開采需求也使得應用於石油工程建設的焊接技術有更大的提升,要求焊接技術能夠適應多變的焊接環境。因此,焊接技術也是我國石油工程建設在未來的另一個重要發展方向,能夠保障我國石油工程建設的穩步發展。

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❷ 石油工藝管道安裝工程施工工藝探討


石油工藝管道的安裝工程比較繁雜,在整個施工過程中會受到多種因素的作用,特別需要注意的是管道安裝施工技術,該技術將會直接影響到安裝工程最終質量。盡管現在的安裝工程施工技術水平不斷提升,但是仍然會有問題出現,相關部門應該加以關注。本文中首先對石油管道的安裝工藝進行了簡單介紹,隨後分析了石油工藝管道安裝工程的基本要求,最後對管道安裝施工工藝進行了探究,希望能給相關企業提供一定的借鑒。
1石油管道安裝工藝簡介
在油田開采過程中,管道主要承擔介質輸送的作用,由於所要轉送介質的特殊性,一般的管道安裝可能無法滿足要求,應該由專業人員進行管道安裝工程,這種工程通常工期較短、難度較大,因此需要制定相應的預案以備應急之需,預案的制定要從全局的角度出發,綜合考慮可能遇到的各種突發情況。關於石油管道安裝工藝的特點,主要體現在以下兩點:其一,考慮到輸送介質的特殊性,要求所選擇的管道材質能夠抑制化學反應的發生,進而保證輸送工程的安全進行;其二,管道網路的焊接部位要能夠避免輸運介質的影響,這就需要先進的管道施工工藝,保證整個管網系統的封閉性。隨著科技的迅速發展,管道安裝工程也進入了信息時代,強大的信息技術將能夠進一步提高管道安裝工程的質量。
2管道安裝工藝的基本要求
在石油工藝管道的安裝過程中,必須要提前做好准備工作,施工作業時要嚴格遵守相應的規章制度。下面將針對石油管道安裝工藝的基本要求進行說明:第一,在安裝之前要保證施工場地的清潔,主要清理的對象是管道組建帶來的廢渣和鐵屑等雜物,避免其影響施工進度。此外,對於管道焊接處等特殊部位要做好嚴格的清理和密封工作。第二,在安裝配鎮穗過程中務必要依據相關規定施工,對於工程中管道的布置、走向、安裝等方面要重點關注,盡最大可能保障安裝工程的順利進行。需要注意的是,在經過設計方允許後才能對安裝工程進行調整。第三,在安裝完成之後,要進行嚴格的維護工作,仔細檢查管網系統中的焊縫以及開關等容易泄露的部位,盡量使其周圍留有相應的空間,以方便日後的維修工作。除了上述要求外,還有一些要求也需要關注,比如:仔細核查那些經過脫脂工藝的部件以使其始終處於清潔的狀態;在安裝測試儀器時要遵照相應的安裝說明,盡量與管道施工進度保持一致。
3淺析管道安裝施工工藝
石油管道安裝施工工藝是一項系統性工程,只有先進的工藝技術才能保障整個安裝工程的質量。下面將對相應的施工工藝進行詳細說明。(1)管段製作方面。管道的製作工藝直接決定了整個工程的質量水平,在施工作業過程中,要安排專業人員通過先進的檢測設備對管網進行系統全面的檢查,一旦發現問題要及時上報,並盡快組織人員進行更換維修,避免影響工程進度。(2)焊接問題方面。石油工藝管道安裝施工過程中應該重點關注管道連接處的焊縫部位,這個部位是非常容易出現泄露問題的。細節往往可以決定成敗,因此,相關作業人員在上崗前要進行相關的紀律培訓,在施工過程中要注重細節,嚴格按照相應的規程進行作業,要根據實際情況採取有效的措施,完成工作後要及時檢查,最大限度的降低焊縫所引發的安全事故。(3)防腐施工方面。由於輸送介質的特殊性質,對管道的材質有著嚴格的要求,還有做好相應的防腐措施。首先在選材上要根據實際情況選擇相應的防腐型材料,其次在施工過程中要做好有效的防腐施工。要考慮各種情況,切實提高管道的防腐性,進而最大限度的提升管道安裝的施工質量。(4)密封安裝方面。在安裝作業過程中,施工人員要重點檢查管道連接處的法蘭和墊片,一旦這兩個部件出現問題,必然會引發泄露事故,造成嚴重的經濟損失。因此,在實際作業中發現墊片損壞或者法蘭錯位的情況,要及時進行更換處理,在安裝法蘭時,要保證法蘭和管道的同心度,固定的時候不要用力過大,避免造成法蘭的損壞,影響工程質量。(5)管道靜電方面。培卜在安裝作業過程中,管網系統之間由於摩擦效果,常常會引發靜電問題的發生。為了避免靜電的干擾,可以旅運從以下幾點入手:首先,施工人員可以通過設計線路的優化來增強靜電疏導的能力;其次,安裝材料的油刷處理最好在安裝完成後再進行工作;最後,在管道接地處理過程中務必要清除鐵銹等易導電雜質,確保連接的牢固性。(6)螺栓連接方面。在管路初次運行的時候,溫度的變化常常會造成管道的變形,這樣便引發螺栓連接的松動。為了避免這種情況的出現,施工人員在螺栓加固工作完成後,還應該採取其他的固定措施,進行雙重加固處理,確保其不會出現松動問題。
4結語
綜上所述,石油行業中管道的安裝工程和施工工藝是非常重要的,對兩者的重視程度將會影響整個工程的質量。因此,相關企業應該給予足夠的重視,加大科研投入,探究新型施工技術,盡可能的保障石油輸送工作的順利運行。

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❸  高凝高黏原油輸送技術

由於中國近海油田產出的原油多具有高凝固點、高黏度以及高含蠟特性,因此在渤海灣、北部灣和珠江口海域已開發的海上油田所鋪設的海底輸油管道,全部採用熱油輸送工藝和保溫管道結構。

海底高凝、高黏原油管道輸送技術,是我國從海底管道工程起步階段就注意研究和引進的。從20世紀80年代初期渤海的埕北、渤中28-1、到渤中34-2/4油田和南海北部灣潿10-3油田開發配套的海底輸油管道工程,都涉及如何解決好原油輸送技術的問題。我們結合油田原油特性,與日本和法國石油工程界合作,研究採用了安全可靠的工程對策,學習引進了相關設計、施工和運行管理技術。隨後在渤海灣和北部灣自營開發的諸多油田開發工程中,設計、鋪設了眾多海底輸油管道,形成了我國一套完整的海底高凝、高黏原油管道輸送技術。通過大量工程實踐應用和檢驗,證明該技術是實用和可靠的。

一、輸送工藝

針對高凝、高黏原油的管道輸送,國內外在油田及外輸管道工程上使用了各種減阻、降黏方法,諸如加化學葯劑、乳化降黏、水懸浮輸送以及黏彈性液膜等,進行過大量研究和試驗,但由於技術上、經濟上的種種原因,均未得到廣泛應用。目前,最實用、最可靠的方法仍是採用加熱降黏防止凝固的輸送工藝。

對高凝原油,為防止原油在管道輸送過程中凝固,依靠加熱使管道中的原油溫度始終維持在凝固點以上。

對高黏原油,採用加熱降低黏度,滿足管道壓降需求和節約泵送能耗。當然,在採用熱油輸送工藝的同時,一般都相應採用保溫管道結構。

(一)工藝模擬計算分析

海上油田開發工程涉及到的海底輸油管道,其輸送工藝模擬計算,一般要根據油田地質開發提供的逐年產量預測(並考慮一定設計系數),計算不同情況(管徑、輸量、入口溫度等)下的壓降、溫降以及管道內液體滯留量和一些必要的工藝參數。依此選擇最佳管徑,確定出不同情況下的工藝參數(不同生產年的輸送壓力、溫度等)。

近年來,原油管道輸送工藝模擬計算分析普遍採用計算機模擬程序進行。中國海油從加拿大NEOTEC公司引進了PIPEFLOW軟體,該軟體與流行的PIPESIM、PIPEPHASE等商業軟體類同,匯編了各種計算方法及一些修正系數、參考資料庫,供設計分析者選用。

(二)保溫材料的選擇和厚度確定

對採用熱油輸送工藝的海底管道,熱力計算是非常重要的環節,而其中管道傳熱系數K值又是管道熱力條件的綜合表現。K值除受管道結構影響外,埋地的地溫條件、保溫材導熱系數和保溫材厚度是三大影響因素。

從計算分析結果看,由於地溫變化不大對K值影響不明顯,只是在低輸量時,要注意其對終溫的影響。

保溫材性質和保溫層厚度是影響K值最關鍵的因素,也是影響管道終溫的關鍵因素。目前國內選用的保溫材料與國外最常用的一樣,是採用聚氨酯泡沫塑料。這是一種有機聚合物泡沫,能形成開孔或閉孔蜂窩狀結構,優點是導熱系數小(≤0.03W/m2·h.℃)、密度低(40~100kg/m3)和吸水率小(≤3%),且化學穩定性好,同時工業生產成熟,價格相對便宜。從保溫效果考慮,當然是保溫層厚度越大越好,但是,當保溫層厚度達到一定值時,保溫效果的增加和厚度的增量不再呈線性增加的關系,而是增加十分平緩。特別是對海底管道,保溫層厚度增加意味著外管直徑增加,就長距離管道而言,外管增加一級管徑,鋼管用量和施工費增加都是十分可觀的。因此,根據計算分析和優化設計,認為選用保溫層厚度為50mm是合理的。

(三)停輸和再啟動計算分析

停輸和再啟動計算分析是高凝、高黏原油海底管道工藝設計的重要內容,將直接關繫到管輸作業的安全和可靠。

停輸後的溫降分析,視為最終確定管道安全時間。對於採用熱油輸送工藝的管道停輸後,隨著存油熱量散失,原油將從管壁向管中心凝固,凝層的加厚及凝結時釋放的潛熱將延緩全斷面凝固的過程。存油凝固時間取決於管道保溫條件、油品熱容、停輸時的溫度和斷面直徑。通常這些數值越大,全斷面凝固時間就越長。一般凝油層厚度在管道軸向是一個變化值,通常以管道終斷面凝油厚度作為安全停輸時間的控制值。

對於加熱輸送的高凝、高黏原油管道發生停輸,且預計在安全停輸時間內時,不能恢復管道輸油,為保證管道安全,最有效的措施是在管內存油開始凝固時,用水或低凝油將其置換。

停輸後的再啟動分析,是考慮管道發生停輸後可能出現的最不利工況和環境條件,此時要恢復通油,需計算所需的再啟動壓力和提出實現再啟動要採取的措施以及增設必要的設備和設施。

通常,再啟動壓力(P),用下式計算:

中國海洋石油高新技術與實踐

式中:P為再啟動壓力(Pa);P為管道出口壓力(Pa);Di為管道內徑(m);τ為原油在停輸環境溫度下的屈服應力(Pa);L為管道可能凝固的長度(m)。

(四)水化物和沖蝕的防止措施

海上油田開發工程涉及的輸油管道,是一種與陸上原油長輸管道和海上原油轉輸管道不同的管道,它是從井口平台產出的原油氣水混輸至中心處理平台或浮式生產貯油裝置的油田內部集輸管道。該類海底管道輸送時伴有從井口采出的水和氣,屬於混輸管道,對這類油管道,也是採用加熱輸送工藝和保溫管道結構。

做這類混輸油管道的工藝設計,除做凈化原油輸送管道通常要進行的模擬計算分析外,還要增加段塞流分析和防止水化物和沖蝕產生的分析。

段塞流現象是油氣混輸過程中的一個重要問題。正常輸送過程中,如何判定是否出現嚴重的段塞流,以及如何確定段塞流長度,目前已經有了通用的分析計算判斷方法。在清管作業過程中,由於管道內存在一定的滯留液量,因此在清管器前將形成液體段塞流。在下游分離設備設計中必須考慮清管作業引起的段塞流影響,一般是設計一定的緩沖容量,使容器操作始終維持在正常液位與高液位報警線之間,確保生產正常。

水化物是影響海底混輸管道操作的一大隱患,特別是在以下三種工況下可能出現水化物,為此提出了防止形成水化物的措施:①低輸量狀況,為防止水化物生成,要求在輸送過程中,管道內油氣溫度始終維持在水化物生成溫度以上。但在低輸量狀況下,溫降很快,根據水化物生成曲線判斷,可能會生成水化物。此時應及時注入甲醇之類的防凍液(水化物抑制劑),以防止水化物生成;②停輸過程,在長期停輸狀態下,由於管道內油氣溫度降到了環境溫度,且管內壓力仍保持較高壓力狀態,所以可能生成水化物。此時,應採取的措施,一是給管道卸壓,二是往管道內注入水化物抑制劑;③重新啟動,通常停輸後再啟動,需要高於正常操作壓力的啟動壓力,而這時溫度又往往很低,故很容易生成水化物。此時應採取連續注入水化物抑制劑的做法,直到管道內溫度達到正常操作溫度為止。

防止產生沖蝕是油氣混輸管道工藝設計不容忽視的問題。對多相混輸管道,若流速超過一定值時,液體中含有的固體顆粒會對管道內壁形成一種強烈的沖刷腐蝕,特別是在急轉彎處如海底管道立管及膨脹彎處。因此設計時要計算避免沖蝕的最大流速,其公式為:

圖15-13PE外套保溫管斷面結構

表15-3給出所研製保溫管道的技術參數。

表15-3保溫管道技術參數表

當然,真正意義上的單管保溫結構管道,應該是取消外護套系統,在輸油鋼管外面施加既能防水也具良好保溫性能且有較強抗靜水壓力及抗機械破損能力的保溫材,無疑這是該項技術發展的最終方向。目前,在我國南海東部惠州26-1北油田(水深約120m)一條直徑為254mm、長約8.7km的海底保溫輸油管道,通過深入研究和招標推動,已經具備了工程實用基礎,其技術可行性和價格被接受性都得出了較好的結論。

❹ 長輸管道施工管口焊接有哪些焊接方法

長輸管道越來越向大口徑、高壓力輸送方向發展。而管道施工建設過程中應用的長輸管道下向焊技術自 20 世紀 60 年代引進我國以來,經過幾十年的發展,目前已具有成熟的手工纖維素下向焊技術和葯芯半自動下向焊技術,並且往全自動化焊方向發展。

一、纖維素下向焊工藝是目前X65鋼級以下管線施工中被廣泛使用的一種焊接方法。其焊接特點是,在管道水平放置固定不動的情況下,焊接熱源從頂部中心開始垂直向下焊接,一直到底部中心。其焊接部位的先後順序是:平焊、立平焊、立焊、仰立焊、仰焊。

二、葯芯焊絲自保護半自動焊技術,葯芯焊絲自保護焊是依賴葯芯燃燒分解出的氣體及熔渣保護熔池和焊縫金屬的電弧焊方法,無須外加保護氣體,抗風性好,適應於野外作業環境,而且葯芯焊絲對保管、使用要求較低,焊機和送絲機可合為一體, 且體積小和重量輕,輔助設備少,工程適應能力大大提高。