精编完整版】超高分子油管内衬管可研报告

1、（ 此文档为 word 格式，下载后您可任意编辑修改！ ）超高分子聚乙烯油管内衬管可行性研究报告东营华耐石油科技有限责任公司2015年8月目 录1概述1.2油田油管使用现状13国内外发展现状及存在问题 2.4华耐生产的超高分子聚乙烯油管内衬管 34.1超高分子聚乙烯油管内衬管 3.4.1.1管材材料研究 3.4.1.2内衬油管工艺简介 3.4.2超高分子聚乙烯油管内衬管性能优势 44.2.1优良的耐磨性4.4.2.2优良的耐腐蚀性 4.4.2.3优异的自身润滑性和不粘性 .4.4.2.4高抗冲击性5.4.2.5优良的柔韧性 5.4.2.6优良的耐温性 5.4.3应用效果5.4.4产品用途8.4

2、.4.1旧油管的修复 8.4.4.2新油管的内衬 8.4.4.3其他用途8.5 油管内衬生产工艺介绍 8.5.1油管的选用8.5.2内衬管材的选用 9.5.3内衬管生产作业线技术指标 9.5.4衬管等径压缩并穿插进入油管 95.5内衬油管热处理 105.6衬管端部处理105.7管材成品106 经济效益106.1单井效益 106.2 综合效益 错误!未定义书签。6.3市场前景111 概述油管， 是油田生产企业大量使用于油、 水井内的钢制管道， 属于 大宗的基本生产物资。 随着油田开发建设进入高含水时期， 影响石油 开采成本的主要因素是短命井， 采油井油管的偏磨、 腐蚀和结垢 （杆 管偏磨、杆断、

3、管漏）导致油井停产、减产。因杆管偏磨造成报废占 油管年总用量的 1/6 以上，造成巨大的资源浪费和生产成本增加。基于以上情况，华耐公司开发的高分子聚乙烯油管内衬管具有防 腐蚀，防油井结蜡、油水井结垢等特点，可广泛应用于油水井管柱。为了避免或降低油管磨损带来的损害， 将内衬管材作为常规油管 的内衬薄层， 提高油管的抗磨特性。 该产品可广泛应用于国内外油田 生产企业， 针对杆、 管间磨损问题突出的单井， 可在磨损严重的井段 更换抗磨复合油管， 延长其井下生产周期， 减少因此带来的躺井和作 业，综合提高油田生产效率和经济效益。2 油田油管使用现状 在采油井中，由于含水上升，井身不正，管柱问题或是在斜

4、井 / 水平井的造斜段， 抽油杆及其接箍与油管内壁发生刮擦， 造成油管破 损或抽油杆断脱， 导致油井无法正常生产， 给油田生产带来巨大损失。（ 1）油井生产周期缩短由于油井管、 杆的问题， 油井无法正常生产， 就必须停井进行修 理作业，在影响原油产量的同时，维护作业次数及费用也大幅上升。（ 2）增加了管、杆报废，管杆投入大幅增加 据调查统计，因管杆偏磨年报废抽油杆达 98.8 万米，报废油管132.8 万米，由此增加的管、杆年投入费用达 1.8亿元因此，油田企业亟需一种抗磨抗腐蚀的油管内衬管解决严重的腐 蚀、磨损、结垢等难题！3 国内外发展现状及存在问题针对油管使用过程中的发生的损害， 国内外

5、更多的是关注在腐蚀 损害方面，大致有两种方式：一是采用金属隔离，即加衬金属衬管或金属镀层。（1）加衬金属衬管：采用不锈钢，铜合金材料等，预制成筒状， 通常采用爆燃加衬或轧制加衬方式与油管内壁贴合， 然后端部实施焊 接。经现场询问， 当复合油管受到反复拉伸时， 该产品内衬层于油管 易开焊，影响使用。（2）金属镀层：一种是镍磷镀管。镍磷镀由于对管道内表面质 量，如光洁度、清洁度等要求很高，实际上很难达到。镍磷镀对于使 用多年的旧管进行修复非常困难； 对于处理过的新管防腐镀膜层由于 机械性能指标较差，易导致镀锡层断裂、脱落，造成局部腐蚀，防腐 周期太短，目前不再大量使用。二是采用非金属隔离，即涂敷非

6、金属涂层或加衬非金属管。（1）涂敷非金属涂层：在油管内表加覆防腐涂层有一定的局限 性，在高温高压多相流的条件下，不论是喷涂、表面渗透、离子注入 等，因防腐膜层厚度很薄，仅为十几微米，涂层破损的概率很大，易 发生脱落，从而导致严重的局部腐蚀，且无法对旧油管进行修复。（2）加衬非金属管：早先采用烧制陶瓷作为油管内胆，但造价高，易崩裂，玻璃钢管和玻璃钢内衬管耐温性差、成本也高。国内最 近有采用衬普通 HDPE ，已投入市场，国外检索发现已采用 HDPE， 尼龙11和PPR衬管，主要用于抗油井酸性介质腐蚀。4 超高分子聚乙烯油管内衬管4.1 超高分子聚乙烯油管内衬管4.1.1 管材材料研究聚乙烯是通过

7、乙烯（CH2=CH2）加成聚合而成，是由重复的-CH2- 单元连接而成的， 因其化学稳定性好、 自润滑性能高、 低吸水率和良 好的绝缘性能而广泛应用于许多领域。 但用于有杆泵井抗磨防腐， 需 要对其抗磨性能、耐温性能、机械性能等方面进行提高和改进。经过不懈努力， 通过改善分子结构和特种添加剂， 研究形成了性 能优异的聚乙烯新材料， 它具有分子量高、 分子链长、分子排列紧密 等特点（见下图） ，在兼顾抗磨耐温性能的同时，大大提高了抗拉性 能，保证弹性，非常适合油管内衬管材的应用。4.1.2 内衬油管工艺简介本产品采用特种超高分子聚乙烯为原材料， 经特定挤出工艺生产出适合油田使用的新型管材， 采用

8、隔离原理将其紧衬到油管内， 因其 自身的高耐磨、抗腐蚀、耐高温、阻力小等特点，有效减轻抽油杆与 油管内壁的磨损和腐蚀，提高油管和设备的使用寿命。特种聚乙烯内衬新材料 挤出工艺内衬管内衬油管新技术 抗磨防腐双重特性的油管4.2 超高分子聚乙烯油管内衬管性能优势4.2.1 优良的耐磨性超高分子聚乙烯油管内衬管最引人注目的一个特性就是它具有 极高的耐磨性，是钢管的 7-10 倍，尼龙的 3-4 倍。其耐磨机理不是 仅靠它的硬度， 而且还靠粘弹性和摩擦系数小来缓冲磨损。 超高分子 聚乙烯油管内衬管是目前解决油井偏磨难题最有效的技术。4.2.2 优良的耐腐蚀性超高分子聚乙烯油管内衬管稳定性极高， 具有良

9、好的耐化学腐蚀 特性，除强氧化性酸液外， 在一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性 介质（酸、碱、盐）及有机介质（萘溶剂除外） ，而且可在温度小于 80 C的浓盐酸中应用，在海水和液体洗涤剂中也是很稳定的。4.2.3 优异的自身润滑性和不粘性超高分子聚乙烯油管内衬管的磨损系数较小，表面吸附力非常微 弱，抗粘附能力与特氟隆相当，有效防止结垢。4.2.4高抗冲击性超高分子聚乙烯油管内衬管的抗冲击性和吸收冲击性能优异，具有良好的消音降噪效果，不会产生小孔、裂缝、断裂和剥落等现象， 对井没有污染。4.2.5优良的柔韧性超高分子聚乙烯油管内衬管断裂伸长率：400%，优良的弹性 可适应由于油井温度和油管载荷的

10、变化导致的油管变形， 可始终保证 衬管紧紧地涨紧在钢管的内表面，并且保持端面密封。4.2.6优良的耐温性超高分子聚乙烯油管内衬管适温性宽，可长期在-70C 110C的温度范围内工作4.3应用效果对于减小井身内的磨损，油田生产企业已采用了不少措施，如可自动旋转井口装置，使管柱均匀自转，避免同一部位的反复磨损，通 过均匀受损来延长使用寿命； 加装防偏磨副， 是加强局部的抗磨损性 能；还有采用加重防偏磨抽油杆， 扶正器等。 这些措施一定程度上缓 解了磨损， 但实际上并未提升油管自身的抗磨性能， 可以作为采用抗 磨复合油管后的辅助配套措施， 全面综合地解决油管磨损问题。 加装 复合内衬管能很好地解决抗

11、磨问题， 同时也提高了防腐性能， 是提升 油管性能的最佳方案。近年来， 超高分子聚乙烯材料作为一种经济、 环保、高效的新型 防腐材料， 在国内外众多行业的管道、 设备的防护中得到了越来越广 泛的应用。在国外，许多石油公司采用聚乙烯油管来减少和防止人工举升井 和注水井由于抽油杆 -油管磨损和油管腐蚀而引起的井下事故。 BP 美 洲公司、雪弗龙德士古公司、 科诺科公司、 发斯肯石油公司和阮池公 司等已经在很多的油井和注水井中使用了这种聚乙烯衬管， 明显降低 了作业成本。 实践证明，超高分子聚乙烯油管内衬管还可以大幅度降 低与抽油杆油管磨损和油管腐蚀故障有关的油井作业成本。 美国已经 有 10 多年

12、成功使用聚乙烯衬里油管的经验， 在 3000 多口井中得到应 用，不仅解决了与腐蚀、 抽油杆磨损油管有关的问题， 而且还节约了 电力。实践证明，在解决使用杆式泵或渐进式螺杆泵井的抽油杆磨损油 管问题方面，聚乙烯衬里效果尤其明显。在大斜度井和“狗腿”井中 使用聚乙烯衬里油管能够在不增加小眼抽油杆节箍和抽油杆导向器 费用的情况下， 获得收益。 在控制其他人工升举井和处理井中的管子 腐蚀方面， 聚乙烯衬里油管也都同样获得成功。 实验证明， 该衬里对 钢丝绳、酸类和化学损害都显示出了良好的抗蚀性。 （资料来源于美 国 World Oil 2003年 1月）例如，胜利油田有两家采油厂采用了复合内衬油管。

13、B 采油厂于 2004 年 4 月先后在腐蚀偏磨严重的三口井：营 13-112、营 12-186和营 1斜57井试验应用了内衬复合内衬抗磨抗腐 油管，除营 1 斜 57 井生产 58 天，检泵时由于上部普通 3”油管磨漏 不可对比外，其余两口井见到了明显的应用效果。两口油井试验前，平均含水均在 75% 以上，配套前偏磨腐蚀严 重，多次管漏上作，平均年作业 3 次，检泵周期 94天，同时于 2003 年 4 月 24 日下井试验， 与试验前相比， 检泵周期延长 72 天，未出现 因 PEX 内衬耐磨防腐油管质量问题造成的倒井，内衬管表面光滑， 无起泡、裂痕等现象， 两口井的内衬管均继续下井使用，

14、 目前正常生 产已达 704 天。A 厂于 2006 年 4 月份在 2 口井上进行了试验，情况如下：米，于 2006年5月 15日开井，正常生产 446天。第二口是河 110-25井，由于该井在 2005年 2 次偏磨管漏，且大 内衬复合内衬抗磨抗腐油管，于 2006 年 4 月 10 日开井，正常生产 370 天。由于超高分子聚乙烯油管内衬管的独特性能，通过 B 采油厂在 三口井中的前期应用， 在偏磨油井中试验效果非常明显。 能有效地消 除杆管磨损， 极大地减少了杆管报废， 延长了油井的生产周期， 起到了极好的降本增效的效果。4.4 产品用途本产品可广泛应用于石油行业的井下油管管柱，包括克

15、服偏磨、 腐蚀、结蜡、油水井结垢、稠油井开采困难等。4.4.1 旧油管的修复可对已经出现大量坑点腐蚀、 不能正常使用的旧油管进行内表面 油污、锈迹、垢质清洁处理，加衬内衬管修复，可重复使用、降低成 本，避免资源浪费。4.4.2 新油管的内衬新油管加衬内衬管， 可在保证机械性能的前提下， 提高油管的抗 磨性能和耐腐蚀性能，延长使用寿命。4.4.3 其他用途 新、旧油管的防腐、防蜡、防结垢，配套稠油开采等。 本超高分子聚乙烯内衬油管不能下入超过材料许用温度的油井。5.油管内衬生产工艺介绍5.1 油管的选用 待内衬的母油管必须是新油管或经过清洗、 矫直、试压后满足油 管使用条件的旧油管。 为了配合生

16、产工艺， 油管必须拧下管箍。 内衬 的母油管规格型号为：73、89的平式、外加厚油管。5.2 内衬管材的选用采用不同材料的专用衬管以适应井底温度， 管材的直径需大于母 油管内径23mm。内衬管材由本公司提供。本内衬管具有耐高温， 机械强度高，耐磨强度高特点。5.3 内衬管生产作业线技术指标据作业的活动范围，平台的尺寸不小于30m。场地要求不小 于30X25m。平台高度应方便操作人员的工作活动范围，按照油管作 业线布置图摆放生产设备。内衬管生产作业线人员配置共计 7人：穿管区需 2人，端部处理 区 2人，热处理区 1人，机动人员 1人，送管 1 人。据作业的活动范围，平台的尺寸不小于 30X6m

17、 。场地要求不小 于30X25m。配备3T行吊1部。平台高度应方便操作人员的工作活 动范围，按照油管作业线布置图摆放生产设备。详见附图内衬管生产作业线主要设备功率不大于 15kw （不含加热设备）。 内衬管生产作业线用电量：穿管区缩径机功率 3KW/台，共2台；管 端处理机功率5KW/台，共2台。内衬管生产作业线工作效率为 80 根/工日成品管；其中：穿管区 2分钟/根左右，端部处理 5分钟/根左 右。5.4 衬管等径压缩并穿插进入油管1. 选用的内衬管材外径大于母油管内径，将管材通过衬管缩径 机，暂时缩小衬管的外径顺利进入母油管中。2. 衬管具有记忆效应。衬管进入母油管后，逐渐恢复原始直径，

18、 涨紧在油管内壁上。5.5 内衬油管热处理内衬油管端部处理完毕， 采取热处理措施， 在热力作用下加快记 忆效应； 内衬管材缩径后， 材料本身会产生一定的内应力， 经过高温 使衬管消除一部分内应力并保持适当的内应力， 提高内衬油管在使用 过程中的稳定性。5.6 衬管端部处理将油管一端穿插后剩余的内衬管材保留合适长度，用夹具卡住， 将油管匀速旋转， 目的为了将油管加热均匀。 将其衬管热熔， 达到设 定的温度之后， 通过成型装置形成可靠的端部。 而后进行另一端的端 部处理。5.7 管材成品检验油管两端处理情况， 符合标准的内衬油管方可安装接箍。 接 箍安装完毕，两端拧上内外护丝，保护内衬管材不受破坏

19、。6 经济效益6.1 单井效益以泵挂 800米油井来计算， 按治理前检泵周期 115天，治理后延 长检泵周期 209天。配套 800 米高分子聚乙烯内衬油管， 100 米为普 通油管，同时需配套抗磨接箍 85 个，高分子聚乙烯内衬油管使用 3 年计算：（1）增加生产成本：800米54元/米+85个X150元/个=5.595万元；（2）减少生产成本： 节约劳务费用（按单次作业劳务 0.8 万元计算）： 节约更换油管、抽油杆泵材料费用（按单次作业更换油管 700 米、更换抽油杆 500 米计算，其中新管杆按 1/3，修复管杆按 2/3 更 换）：修复油管费用： 13元/米800米2/36.3=3.843万元 抽油泵费用： 5000元6.3=3.15万元 避免报废管、杆费用（按偏磨井单次