油田原油集输管道弯管开裂原因

油田原油集输管道弯管开裂原因

江波湧1王玲1胡浩2

1大庆油田有限责任公司第七采油厂2大庆油田公司海拉尔勘探开发指挥部苏131作业区黑龙江大庆市163000

摘要：油田原油的集输工艺是油田开采过程中必不可少的关键阶段，本文主要是对于山东某一大型油田在原油集输管道实际运输采集出的原油时出现的弯管管段开裂的问题，采用观察分析的方法对弯管开裂部位进行外观形态、化学组成、力学特性、金相结构、腐蚀生成的产物等来判断弯管开裂的原因如下：在输送过程中输送的介质中含水量大于65%，含硫量为1.77%，同时伴随着硫化氢的存在，管道的低应力结合管道中的腐蚀成分，产生了相应的腐蚀开裂；同时管道中氯离子的存在，也加速了弯管的应力腐蚀开裂；弯管本身的材质质量较轻、韧性和硬度较低，对于开裂也有一定的影响。通过对原油集输管路弯管开裂的原因进行研究，发现开裂原因并且找到措施进行补救，能够尽量避免在生活以及工业发展中的资源浪费，降低维护费用，可以促进石油开采业的可持续发展。

关键词：集输管道；弯管；开裂；腐蚀

前言

本文主要是对于在2009年5月投产使用的山东某一大型油田，材质为L290，管道的规格是ф360*6.5，运行时的压力是0.88MPa，输油量是7000t/d，在原油集输管道实际运输采集出的原油时出现的弯管管段开裂的问题，采用观察分析的方法对弯管开裂部位进行外观形态、化学组成、力学特性、金相结构、腐蚀生成的产物等来判断弯管开裂的原因。通过对原油集输管路弯管开裂进行研究，发现其开裂的原因并且找到合理的措施进行补救，尽量减少在生活以及工业发展中的造成的不必要的资源浪费，降低日常的维护费用，节约人工成本，提高企事业单位的收益，从而促进石油开采业的健康可持续发展。

1油田原油集输工艺

油田原油的集输工艺是油田开采过程中必不可少的关键阶段，它是指将开采出的原油进行集体收集、统一运输、同时按照某一指定的技术要求来进行相应的处理，让它成为能够为人们的生产生活所利用的合格原油。

油田原油的集输工艺分为多种类型，如单管道的常温密闭集输工艺；基于沉降分离、化学破乳和电破乳等技术的原油脱水技术；长输管道的降低凝固点、减少阻力技术以及对其相应的检测技术[1，2，3]。这些集输工艺的合理运用能够满足人们生活以及工业发展的需求，可以促进石油开采业的可持续发展。

2腐蚀环境的研究

对原油输油管弯管部分进行环境分析，在输送过程中原油的含水量大于65%，含硫量为1.77%，同时伴随着硫化氢的存在，空气中同时含有二氧化碳气体，实际输送的过程中管路的温度比较低，管道的低应力结合管道弯管中的腐蚀成分，产生了相应的腐蚀开裂；同时管道中氯离子的存在，也加速了弯管的应力腐蚀开裂（如表1、2所示）。

表1原油特性

3外观形态分析

从输油管道弯管的外观形态可知，在集输管路的弯管部分产生了裂缝，并且开裂的部分位于弯管的两侧（如图1、2所示）。

图1弯管开裂照片（侧面）

图2弯管开裂照片（正面）

4化学组成

对开裂备份弯管的化学组分进行分析，验证其中含有的化学成分，找寻弯管开裂的原因。本实验选取弯管开裂的随机部分，对其进行光谱分析，测定它的化学组分，同时结果符合国家标准的要求。

5力学特性

选取部分弯管的断裂部分，对其进行拉伸实验，研究它的力学特性。经过拉伸性能的测试，我们能够看出，本次开裂管路的弯管所用的材料的耐冲击的韧性比较差、而材料的罐体的硬度值确比较高，远远的高于国家标准中要求的在规定的含有S的体系中硬度值不能过高的要求。

6金相结构

对弯管开裂部分的金相结构进行相应的观察和分析，可以看出管道结构为贝氏体和珠光体以及铁素体的混合组成，同时管道的表面有相应的脱碳层。且断口的边缘有多处深度不一的裂纹。

图3失效弯管的组织结构

7腐蚀生成的产物

对腐蚀产物进行鉴定，鉴定结果为弯管中含有的腐蚀成分主要为：铁、硫、钾、氧、碳等元素。

总结

从上述针对原油集油管路的开裂原因分析结果来看，弯管的材料的化学成分和它的力学性能符合国家相应的标准要求，但是弯管材料的强度和韧性比较低，未达到相应的国家标准管路要求；从弯管的金相结构来说，弯管的表面有轻微的脱碳现象，原因可能是在弯管的生产过程中热处理工艺导致的；该管路中含水量比较大，含还有硫化物，同时空气中含有二氧化碳，在低应力作用下结合腐蚀介质的存在，使管路产生腐蚀开裂。

从实际作业的应用检测角度来考虑，尤其是在环境变化较大的情况下，保持数据准确性十分重要，一定不能直接的套用现有的公式，测试的数据一定要结合实际的情况，考虑现场的实际影响因素，尽可能做到准确合理并且详尽的分析管路开裂的原因。发现其开裂的原因并且找到合理的措施进行补救，降低日常的维护费用，节约人工成本，从而促进石油开采业的健康可持续发展。

参考文献：

[1]张海兰，牛万达，曹永哲.油田原油集输工艺关键技术研究[J].化工设计通讯，2018，44（07）：56.

[2]马清.油田原油集输工艺关键技术分析[J].化工管理，2016（12）：61.

[3]齐海龙，吕文斌.油田原油集输工艺关键技术分析[J].化工管理，2018（07）：162.