双金属复合管标准发展现状及存在的问题

针对目前双金属复合管产品及相关检验试验标准研究方面的不足,介绍了国内外双金属复合管相关标准的发展历程及现行标准的制修订情况,对比分析了国内外双金属复合管标准的主要条款。结果表明:目前国外双金属复合管标准主要以API SPEC 5LD《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》系列标准为主,其经过4次修订而成;中国双金属复合管标准以API SPEC 5LD为基础,通过等同采用和修改采用,升级为第3版的SY/T 6623—2018《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》;国内外双金属复合管标准存在对机械复合管塌陷试验、紧密度试验、弯曲试验指标的规定不明确,冶金和机械复合管工厂焊接及施工焊接工艺评定项目未规范等问题。未来,双金属复合管标准尚需结合制造、检验、工程应用等技术需求来进行完善。(参22)     

双金属复合管环焊工艺及接头强度设计现状与趋势

阐述了双金属机械复合管典型焊接工艺,以及管端封焊和对焊焊接工艺的优点、应用案例和失效案例,认为封焊、过渡焊是此类工艺的质量薄弱点。分析了管端堆焊及其施工对焊技术的研究现状、发展趋势和应用案例,结果表明:采用同种合金焊接材料完成焊缝打底、填充和盖面等的连接方式,可以避免封焊、过渡焊等形成的缺陷和应力。该工艺成功应用于海底天然气开发用双金属复合管焊接,是今后双金属复合管管端加工和施工对焊的重要发展趋势和方向。此外,研究了双金属复合管环焊接头强度匹配设计、接头缺陷容限设计等现状与趋势,结果表明:目前尚无统一的焊接接头强度设计和容限设计理论,双金属复合管管道系统在线检测、腐蚀评价、寿命预测以及管道修复等技术是未来的重要研究方向。     

高腐蚀性油气田用双金属复合管

介绍了双金属复合管的结构特点与生产工艺,总结了其技术优势和经济优势,分析了双金属复合管的应用现状与存在问题,提供了双金属复合管国内外的具体应用实例。认为要在更大范围内推广应用双金属复合管,必须解决耐蚀合金内衬层选用、基管选用评价、双金属复合管的连接和内外层结合强度的评价四个技术问题。     

2013年国际石油十大科技进展（四）

深水油气开采海底工厂系统取得重大进展 深水油气开采海底工厂系统包括海底增压系统、海底气体压缩系统、海底分离与产出水回注系统、未净化海水输送系统等。其核心技术是油气井采出流体的海底增压和分离技术，成功实施能够提高油气最终采收率，减少海面处理设备的投入，减少对环境的破坏，降低水和砂的处理成本，从而提高海洋油气田的经济效益。     

海底油气管道多相流动中的若干技术

分析了海底混输管道多相流动中的若干关键技术问题,这些技术问题是,天然气凝析液输送技术、油水(稠油/水)输送、油气水三相流动规律的研究现状及存在问题;海底管道流动保障技术(气体水合物、结蜡等固态物控制)、海洋立管中严重段塞的形成和控制方法、天然气/凝析液清管技术、多相计量和增压设备和技术等。指出了在对多相管流研究的基础上,以流动安全技术作保障,应用先进的多相计量和增压设备,采用高度自动化控制系统,建设长距离、大口径、高压力油气混输管道,可以为我国的海洋油气田向更深水海域发展提供技术支持。     

中国海底管道工程技术发展与展望

海底管道是海上油气传输的重要枢纽,促进海底管道工程技术发展对于全面推动中国海洋油气田的开发建设具有重要意义。在此,从海底管道工程面临的技术挑战、发展历程、国产化建设进程等角度,详细阐述了中国海底管道工程技术的发展现状。在技术挑战方面,突出了中国海底管道输送的复杂介质、恶劣的海洋与地质地貌环境相比国际海洋油气开发的差异;在行业发展历程方面,总结出中国海底管道行业发展历程包括萌芽期、成长期、发展期、开拓期及跨越期5个阶段,并对海底管道的国产化建设进程进行了追溯;在工程技术体系方面,综述了海底管道集输工艺、结构设计、安装、维抢修4大板块的技术发展现状。最后,对中国未来海底管道工程技术及装备发展趋势进行了展望。（图5,参23）     

M42/X32异种金属CO2激光焊接接头组织和性能的研究

利用CO2激光器对双金属带锯条齿部用高速钢钢丝M42及背部用高强度钢带X32进行焊接，通过金相显微镜，扫面电镜(SEM)，显微硬度仪，电子探针(EPMA)等手段研究了焊后高速钢M42与高强度钢X32焊接接头组织演变规律，焊接接头合金元素分布，以及不同焊接工艺对异种金属焊接接头组织及力学性能的影响.研究表明：随着焊接速度的增大，焊缝中心区等轴晶增多，树枝晶减少，且靠近M42侧熔合边界区的等轴晶更细小；各种工艺条件下焊接接头硬度均较母材高，且靠近M42侧的熔合区的硬度要高于焊缝区的硬度.当焊接功率为2 754 W，焊接速度为14 m/min时，焊接接头的性能优良，抗弯强度值达到112 MPa，达到了双金属带锯条的焊接性要求.     

国内外海底油气管道废弃处置规范

废弃处置是海底油气管道全寿命周期管理的重要环节,目前尚缺乏专门的海底油气管道废弃处置规范,有必要系统调研整理国内外海洋油气设施弃置处置规范与海底管道弃置相关的法律规范及标准指南。调研发现,相关国际组织和沿海国家均制定了海底管道废弃处理方面的法律规范或作业指南,但现阶段尚无统一要求。中国相关的法规和标准较为笼统,无专门针对海底管道的具体要求,难以应对复杂的海底管道弃置问题。通过分析对比国内外政府、石油公司关于海洋结构物废弃处理的法规、标准,找出中国现行法规、标准不足之处,进而从区域立法、责任主体以及具体实施方案等方面对制定中国海底油气管道弃置处置法规、标准提出建议。     

基于OLGA的海底管道水合物生成规律模拟

为了研究海底油气混输管道内水合物的形成过程及管道堵塞问题,结合凝析气生成水合物的相平衡曲线和CSMHyK v2.0水合物动力学模型,使用OLGA软件对海底立管和水平输送管道内水合物生成情况进行数值模拟。结果表明:在某海底管道工艺参数下,无论是立管还是水平输送管内都有大量水合物生成,其水合物浆黏度分别增加了10倍、18倍。在立管中从海底到海平面管段水合物生成速率由大到小,最后趋于0;在水平输送管道中,水合物生成速率保持不变。管道出口压力降低,水合物生成区域减小,且水合物浆的黏度大幅下降。当立管和水平输送管道出口压力分别控制在3 MPa、2 MPa时,可以避免水合物生成,保障管道安全运营。     

海底长输管道修复RTP管穿插牵引力计算模型

针对海底长输油气管道走向曲折多变,弯头多且曲率大,同时受平台作业空间和动力供应等限制,修复工程成本和技术风险迅速攀升的问题,研制了抗拉型RTP管,其是在具有高柔特性的芳纶增强热塑料复合管（RTP管）的基础上,增设了芳纶抗拉复合层,从而具有弯曲刚度小、径向刚度大、抗拉能力强、质量轻、耐磨损、承压高、安全可靠等优点。以抗拉型RTP管穿插海底长输油气管道为研究对象,通过理论推导和试验验证,提出了RTP管穿插海底长输油气管道牵引力计算模型,该模型运用于马来西亚石油公司海洋油气田17km长输管道穿插修复工程,获得了令人满意的效果。（图6,表2,参6）     

高铝锌基合金（ZA）

高铝锌基合金是７０年代发展起来的一类新型合金。运用材料科学理论综合分析了国内外专家和研究人员在高铝锌基合金的组织、凝固特点与铸造性能、机械性能、耐蚀性能、热强性方面的研究现状，指出了存在的问题，提出了几点建议。     

海底管道外涂层缺陷超声回波检测技术

超声波具有穿透力强、对材料层状剥离极为敏感等特点,在涂层缺陷检测中具有独特优势。为实现海底油气管道外涂层缺陷的快速准确检测,弥补现有油气管道涂层检测技术可靠性低、易受外界干扰、定位不准等缺点,提出了一种利用超声脉冲回波的管道涂层缺陷检测方法。通过ANSYS建模仿真计算,对比完好涂层界面和缺陷涂层界面的反射回波衰减特性,经多次反射后回波的幅值呈现出明显的差异性,选取第5次回波信号作为涂层缺陷的判断依据,再通过试验验证了模拟结果的可靠性。研究表明:该方法灵敏度高,能够准确检测出涂层缺陷,操作简便可靠,不受外界海底复杂环境的影响,满足连续检测的需要,可有效保障海底油气管道的安全高效运行。(图7,表1,参22)     

输油气管道管材等级选择

在长距离输送油气管道工程中,钢管费用约占工程设备材料费的５０％以上,因此合理地选用钢管材质等级十分重要。分析了设计输送压力,韧性要求、刚度和稳定性、腐蚀及经济性等因素对选用钢管材质等级的影响,拟建了管材等级选择模式,给出了不同输送压力不的管材等级选用表,举例分析了满足设计强度要求的壁厚选择,简要介绍了国内外的管型应用情况。     

X80钢管线焊接接头组织性能研究

以一种海洋用 X80管线钢为研究对象,采用焊接工艺试验、力学性能测试及显微分析技术研究了药芯自保护焊工艺下 X80管线钢焊接接头的性能和热影响区的组织变化规律。实际应用表明,采用设计的药芯自保护电弧焊工艺参数对 X80管线钢进行焊接,可以得到合格的焊接接头。     

增强型单板层积材研究进展

用人工林木材制造增强型单板层积材替代优质木材,具有良好的应用前景。分别从制造工艺、单板性能、增强方式等方面对国内外增强型单板层积材的研究进展进行了综述。结果表明,制造工艺朝着自动化、连续化方向发展;单板性能与产品性能息息相关;增强方式有单板改性增强、树脂浸渍单板增强、竹材增强、不同树种组合增强、纤维复合材料增强。并针对我国现状,提出若干建议。     

钼膦系缓蚀剂协同效应的分析

以钼酸钠(Na2MoO4.2H2O),1-羟基乙叉二膦酸(HEDP)和硫酸锌(ZnS04.7H20)为原药,分别组成一元、二元和三元等复合缓蚀剂配方,通过不同的实验方法(失重法和电化学方法)研究了钼膦系缓蚀剂对碳钢在循环冷却水中的缓蚀协同效应,着重讨论了钼膦系缓蚀剂对不同材质在不同介质中,缓蚀剂对腐蚀速率和缓蚀的影响。通过大量的实验,用三角形图解法研究了在实验浓度范围内,缓蚀率、腐蚀速率与缓蚀剂配方浓度比之间的变化规律。为开发新一代低成本、高效能的钼磷系复配缓蚀剂提供了经济、高效的配方和准确、可靠的理论依据。     

一种可以防止碳钢管材氢致开裂的新型防腐涂料

随着"西气东输"等长输管道的规划建设，如何防止高压天然气管道的氢致裂纹(HIC)和硫化氢脆(SSC)是目前大家普遍关注的问题。国外大口径高压干线天然气管道一般采用抗HIC的合金管材，钢级达到X70、X80或X90，甚至开始研制X100或X120钢管，而我国的制管技术设备比较落后，还不能制造大口径、适合高压天然气管道使用的X70级合金钢管材。象"西气东输"这样的高压天然气管道，普遍的碳钢管材很难满足设计要求。国内已研制开发的热喷玻璃釉涂料就能很好地解决上述问题。该涂料采用新型无机玻璃物质复合材料，在高温条件下喷涂到钢管的内外表面上，形成玻璃与金属的复合防腐涂层。涂层表面光滑平整，耐蚀性、耐磨性优异，同时可以经受80～100kg/mm2的压力变化，是天然气管道理想的内外壁防腐和内减阻涂层材料。采用该涂料涂敷后的碳钢钢管静态实验中抗HIC性能良好，可大幅度降低天然气管道的工程造价。目前，热喷玻璃釉技术已进入工业化应用阶段。 钱成文提供     

厚壁双金属复合管外胀成形工艺研究

采用卸载理论对厚壁双层金属复合管在胀形成形后接触面上的配合性质与材料力学性能之间的关系进行了分析和研究．利用内、外管周向应变的变形协调条件,得出了胀形力P,与内、外管之间残余接触压力P＇c的关系式．根据成形过程中残余接触压力的不同,得出了胀形力Pi的工作压力范围．采用MSC．Marc对厚壁双金属复合管外胀成形工艺进行了有限元分析和数值模拟．结果表明：采用适当的胀形类成形工艺,可以在卸载后使不同材料的厚壁双层金属复合管材呈紧密配合状态．     

近海凝析气的管道输送

随着近海油气田的开发,通过海底管道输送凝析气的工程技术也不断发展。凝析气是多元组分的气体混合物,以饱和烃组分为主,在开采、输送过程中的凝析和反凝析现象显著,这使凝析气的管道输送不同于气体或液体的单相输送,其管输方式可分为气液混输、气液分输。气液混输中通常采用气液两相混输,这种混输投资少、工期短,但要解决因凝析液的积聚而降低输送能力及液塞处置等技术问题;密相气体输送是管内单相流动,管道建造和运行费用高。气液分输就是先将凝析气分离,然后将天然气和凝析液分别输送,管内流体均为单相流动,气液分输又可分为双管输送和顺序输送。凝析气管道输送工艺参数中,沿线压降、温降、持液率三者密切相关,互相影响。分析了凝析气输送管道压降、输量和持液率的关系,并指出了预测管路温度下降值是管路安全运行的必要条件。结合东海平湖油气田的开发,通过对气液比、输送压力、管径三者的选择分析,就油气单管混输工艺进行了技术经济评估。     

复合聚氨酯海底保温管道试制

聚氨酯复合涂层体系由具有特殊性能的聚氨酯与不同类型的空心微球复合而成,同时具有保温和防护功能,可分为有机空心聚合物复合聚氨酯涂层（PSPU）和无机空心玻璃微珠复合聚氨酯涂层（GSPU）。通过对原材料、浇注设备、成型模具、浇注工艺进行研究,确定了复合聚氨酯保温管道的试制工艺流程,掌握了预制过程中的核心参数,并首次在国内成功预制出复合聚氨酯保温管道。管体材料取样检测及产品性能初步检测结果均已达到技术要求,后期将开展整体管道的性能评测,以尽快推广复合聚氨酯海底保温管道在国内工程的应用。