科技決定未來(lái)，科技創(chuàng)造未來(lái)，新一輪防腐蝕技術(shù)革命正在興起，為石油行業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。

    “西氣東輸”管道的安全措施

       西起新疆的輪南，經(jīng)甘肅、寧夏進(jìn)入陜西，在陜西的靖邊與長(zhǎng)慶氣田連接，再穿越黃河經(jīng)山西、河南、安徽、江蘇、浙江，東抵上海，把塔里木盆地儲(chǔ)量豐富的天然氣源源不斷地輸送到我國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的東單沿海地區(qū)，直徑過(guò)一米的輸氣管道約 4000 公里，管道建設(shè)投資 435 億元，覆蓋東部 8500萬(wàn)戶居民生活用氣。那么粗大的鋼管，經(jīng)過(guò)那么多不同的侵蝕性土壤，4000公里輸氣，能安全嗎？萬(wàn)一出現(xiàn)管道腐蝕、點(diǎn)蝕或應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，引發(fā)了天然氣泄漏，爆發(fā)熊熊大火，還得了嗎？那么，怎樣才能做到萬(wàn)無(wú)一失，保證 50 年的安全輸送呢？

    作為五大運(yùn)輸手段之一的管道運(yùn)輸，我國(guó)的管道建設(shè)專家，在全國(guó)各地尤其是大城市星落棋布的管網(wǎng)建設(shè)中街壘了一整套的科學(xué)技術(shù)能力，他們?yōu)?ldquo;西氣東輸”管道所設(shè)計(jì)的技術(shù)方案：“陰極保護(hù) + 涂層”的雙重保護(hù)措施，即全線設(shè)置 19 個(gè)陰極保護(hù)電源供應(yīng)和檢測(cè)站。在專家評(píng)審會(huì)上，一致認(rèn)為采用這種技術(shù)方案，可保“西氣東輸”工程萬(wàn)無(wú)一失。

    碳纖維抽油桿解決 抽油機(jī)井舉升問(wèn)題

    勝利油田東辛采油廠與新大公司聯(lián)合研發(fā)的碳纖維連續(xù)桿及配套技術(shù)，收到節(jié)能、深抽、延緩鋼制抽油桿腐蝕疲勞的效果。

    由于油藏特性和開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)， 抽油桿腐蝕疲勞斷裂、深抽投資增加和能耗高成為抽油機(jī)井普遍存在的三大舉升問(wèn)題。 就拿深層抽油來(lái)說(shuō)， 東辛廠有122口油井泵深超過(guò)2200米，其中相當(dāng)一部分井動(dòng)液面測(cè)不出，如果繼續(xù)加深泵掛，不僅增加能耗，而且必須更換大一型號(hào)的抽油機(jī)。再加上傳統(tǒng)的鋼制抽油桿自重大，深抽后會(huì)增加桿斷風(fēng)險(xiǎn)，直接影響單井效益。

    碳纖維是一種纖維狀的碳材料，不僅具有優(yōu)異的耐腐蝕性，而且強(qiáng)度高、重量輕。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，他們從抽油機(jī)井的深抽提液入手，分析如何減少抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷，聯(lián)合研發(fā)了碳纖維連續(xù)桿，提高單井產(chǎn)量，減少桿斷倒井現(xiàn)象。

    他們還優(yōu)化碳纖維連續(xù)桿的配套方式，減少腐蝕桿斷現(xiàn)象。在普通井中采用“上部碳纖維連續(xù)桿、下部鋼制抽油桿”模式；對(duì)腐蝕重的井，下部的鋼制抽油桿采用防腐抽油桿，收到全井抽油桿的防腐效果。

    超聲波在線測(cè)厚油氣管線安全運(yùn)行

    安慶石化煉油一部定期聯(lián)系公司特種設(shè)備檢驗(yàn)站人員，利用超聲波在線測(cè)厚先進(jìn)技術(shù)，定點(diǎn)檢測(cè) 20 條油氣管線，并根據(jù)測(cè)厚數(shù)據(jù)技術(shù)分析，及時(shí)更換、整改腐蝕減薄嚴(yán)重的問(wèn)題油氣管線。

    生物防腐技術(shù) 助力效益開(kāi)發(fā)

    為緩減油井腐蝕，江蘇油田石油工程技術(shù)研究院油田化學(xué)研究室自 2011 年起開(kāi)展油井生物防腐技術(shù)研究，利用油井內(nèi)有益菌的生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)抑制有害菌的繁殖。截至目前，他們共開(kāi)展試驗(yàn) 53 井次，試驗(yàn)油井累計(jì)減少作業(yè) 45 井次，減少作業(yè)費(fèi) 872 萬(wàn)元?？蒲腥藛T在馬五站污水膜處理間開(kāi)展污水生物防腐評(píng)價(jià)試驗(yàn)，利用生物防腐技術(shù)解決管網(wǎng)腐蝕嚴(yán)重的問(wèn)題。

    首創(chuàng)高硫超稠油安全密閉集輸

    西北塔河油田超稠油儲(chǔ)量達(dá) 7.5 億噸，稠油產(chǎn)量占原油產(chǎn)量的 45%。由于超稠油油品性質(zhì)極差，腐蝕介質(zhì)含量極高，加之油田地理環(huán)境特殊，對(duì)超稠油集輸處理與防腐技術(shù)提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

    西北油田工程院首創(chuàng)了高硫超稠油智能化安全密閉集輸和火車安全運(yùn)輸工藝、負(fù)壓氣提脫硫與穩(wěn)定一體化工藝、超稠油集輸設(shè)備和管道腐蝕防治技術(shù)，形成了超稠油地面集輸處理與腐蝕防治關(guān)鍵技術(shù)系列，發(fā)揮了地面生產(chǎn)設(shè)施最大潛能，建立了“兩超兩高”油藏開(kāi)發(fā)地面配套示范區(qū)。該項(xiàng)目累計(jì)獲得授權(quán)專利 13 項(xiàng)，年可處理稠油 320 萬(wàn)噸。

    稠油處理及防腐技術(shù)解決腐蝕難題

    西北油田“超稠油集輸處理與腐蝕防治關(guān)鍵技術(shù)研究及工業(yè)化應(yīng)用”通過(guò)專家組鑒定。該項(xiàng)目針對(duì)塔河油田高硫化氫、高礦化度超稠油集輸與腐蝕防治技術(shù)難題，研發(fā)形成超稠油集中摻稀降黏、安全密閉集輸、負(fù)壓氣提法脫硫、稠油高效破乳及脫水集成工藝，建立管線點(diǎn)蝕評(píng)價(jià)及鋅鋁共滲處理等稠油集輸系統(tǒng)腐蝕防護(hù)技術(shù)體系。項(xiàng)目成果已應(yīng)用于 783口單井、23 座接轉(zhuǎn)站、4 座聯(lián)合站及 1426 千米管線，年處理稠油 320 萬(wàn)噸，集輸系統(tǒng)腐蝕穿孔數(shù)兩年降低 30%。

    高橋石化加氫空冷器關(guān)鍵技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先

    由高橋石化與 SEI（ 中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司 ）、浙江理工大學(xué)共同負(fù)責(zé)的總部科研項(xiàng)目“基于流動(dòng)腐蝕預(yù)測(cè)的加氫空冷器關(guān)鍵技術(shù)研究”——加氫空冷器關(guān)鍵技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

    加氫裝置的反應(yīng)餾出物空冷器系統(tǒng)處于高壓、臨氫、多相變、高流速工況中，存在流動(dòng)腐蝕問(wèn)題，尤其受當(dāng)前劣質(zhì)原料油加工的影響，REAC 系統(tǒng)極易出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，引起穿孔泄漏、爆管事故，由此導(dǎo)致的非計(jì)劃停工已成為制約煉油工業(yè)良性發(fā)展的重大瓶頸。

    “基于流動(dòng)腐蝕預(yù)測(cè)的加氫空冷器關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目于 2012 年在集團(tuán)公司科技部立項(xiàng)，構(gòu)建了加氫裝置 REAC 系統(tǒng)失效預(yù)測(cè)控制體系；研制開(kāi)發(fā)了基于流動(dòng)腐蝕預(yù)測(cè)及風(fēng)險(xiǎn)防控于一體的 REAC 智能系統(tǒng)與專用碳鋼管束；通過(guò)實(shí)效控制參數(shù)建模、自主編程，研發(fā)基于流動(dòng)腐蝕動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)監(jiān)管的加氫 REAC 實(shí)時(shí)專家診斷監(jiān)管系統(tǒng)。

    項(xiàng)目成果在高橋石化的加氫裂化裝置進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用，結(jié)果表明，該技術(shù)為碳鋼高壓空冷器提供了有效的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和腐蝕防控，可在擁有高壓碳鋼空冷器的中國(guó)石化其他單位推廣應(yīng)用。

    鈦合金油管首次在超深高含硫氣井應(yīng)用

    隨著元壩 205-2 井完井封隔器順利坐封，標(biāo)志著由西南油氣分公司聯(lián)合天津鋼鐵集團(tuán)共同研制的鈦合金油管在元壩205-2 井順利完成首次入井。

    該井完井投產(chǎn)管柱采取鈦合金油管，取代常用的鎳基合金油管。該油管在超深高含硫氣井首次入井使用，并進(jìn)行了氦氣螺紋泄漏檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)泄漏。鈦合金油管具有重量輕、抗腐蝕和耐磨性能優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。 科研人員歷經(jīng)3年的技術(shù)攻關(guān)，反復(fù)試制，抗腐蝕性能、機(jī)械性能、整管性能和螺紋密封性能等均能滿足元壩氣井使用要求。

    小處入手降成本

   “有了這個(gè)‘澡堂’，我們只要把濾芯放進(jìn)去，半個(gè)小時(shí)就清洗干凈。不僅每年可節(jié)省 10 萬(wàn)元的費(fèi)用，而且還可以在清洗濾芯時(shí)回收原油。 ” 西北油田油氣運(yùn)銷部結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，從小處入手降本增效，收到較好效果。

    雅克拉末站有輸油泵 11 臺(tái)，其進(jìn)口段的過(guò)濾器專門過(guò)濾原油雜質(zhì)。長(zhǎng)時(shí)間使用，濾芯表面會(huì)黏附油垢等雜質(zhì)，如果不及時(shí)清洗，會(huì)嚴(yán)重堵塞過(guò)濾器，影響正常生產(chǎn)。對(duì)此，該站組織技術(shù)人員通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，為過(guò)濾器設(shè)計(jì)了“澡堂”，將濾芯放入密閉的裝置中，接入高壓水蒸氣沖洗濾芯的油污雜質(zhì)。油水混合物通過(guò)管道進(jìn)入回收單元，沉降后油水分離，污油得到回收。

    風(fēng)向帶是觀測(cè)風(fēng)向的裝置，更是天然氣場(chǎng)站的必備裝置。

    其材料為棉布，使用時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)老化、破裂，經(jīng)常需要更換。

    為了減少更換風(fēng)向標(biāo)的安全風(fēng)險(xiǎn)，輸氣隊(duì)組織安全人員討論研究，借鑒國(guó)旗的升降辦法安裝了滑輪，使原來(lái)?yè)Q風(fēng)向帶由 4人改為 1 人，時(shí)間從兩小時(shí)縮短至 10 分鐘。自從加裝靜態(tài)混合器以后，塔庫(kù)首站外輸原油品質(zhì)得到改善，加注比例也從1.51‰下降至 0.9‰，每月可節(jié)約成本十幾萬(wàn)元。

    新技術(shù)可提高管道安全性

    管道運(yùn)輸石油有較高風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在水下的管道。不過(guò)，一家公司采用了一種新技術(shù)，稱其能使運(yùn)輸過(guò)程更安全。挪威科技工業(yè)研究院正致力于完成對(duì) SmartPipe 系統(tǒng)的測(cè)試，即使用傳感器和無(wú)線系統(tǒng)可將管道狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控方。SmartPipe 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人歐雷·奧斯汀·克努森 2003 年起一直致力于攻克管道安全難題。

    克努森認(rèn)為，通過(guò)更頻繁的監(jiān)測(cè)可減少泄漏事故的發(fā)生。

    目前，管道公司通常使用一些傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)管道的健康狀況，同時(shí)采用“清管”手段進(jìn)行清理，即將一種工具插入管道內(nèi)測(cè)量管壁的厚度和發(fā)現(xiàn)薄弱點(diǎn)。該方法費(fèi)用較高，且每隔幾年做一次。也就是說(shuō)，如果一次檢查后管道便開(kāi)始腐蝕，至少要幾年后才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。

    克努森稱，有了 SmartPipe 系統(tǒng)，運(yùn)營(yíng)商在了解管道實(shí)際情況的基礎(chǔ)上更容易控制，因?yàn)檎莆諏?shí)時(shí)信息可防止泄漏，任何腐蝕過(guò)程都可在早期被發(fā)現(xiàn)及糾正。

    SmartPipe 系統(tǒng)是為海底管道而造，不過(guò)克努森表示，該系統(tǒng)也可用于陸地管道。相比于海底管道，陸地管道的外部腐蝕問(wèn)題帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)更多。因而，應(yīng)用于陸地管道的 SmartPipe系統(tǒng)需加裝一個(gè)測(cè)量外部腐蝕的傳感器。