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油⽓⽥管道防蜡、减阻、防腐技术的发展及现状

中国⽯油⼤学（北京）研究⽣考试答题纸

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油⽓⽥管道防蜡、减阻、防腐技术的发展及现状

摘要随着新油、⽓⽥的不断开发利⽤,长距离管道输送时,管道防蜡、减阻及腐蚀防护技术变得越来越重要。本⽂概述了⼏⼗年

来国内外油⽓⽥输送埋地管道的防蜡、减阻和管道内外壁防腐技术发展情况,并对各种⽅法的利弊作了分析介绍。

关键词⽯油;天然⽓;管道;防蜡;减阻;防腐

1前⾔

随着⽯油及天然⽓⼯业的发展,原油、天然⽓多采⽤管道输送,由于受到温度及本⾝组成的影响,原油在输送过程中会在管道内

壁上发⽣蜡沉积随即导致管道输送阻⼒增⼤。此外,由于原油(天然⽓)中的某些成份(如硫化物等)对管道的腐蚀不容忽视,管道

内壁的防蜡减阻、防腐显得极为必要。

与此同时,埋地管道外壁由于受到⼟壤盐分、酸度、湿度、电场、有机质、微⽣物等因素的综合作⽤会发⽣腐蚀。⼟壤种类及

不均匀性使⾦属管道外壁腐蚀情况异常复杂。随着⽯油、天然⽓的⼲线管道输运和强化开采的发展,⼯作载荷和输运产物的腐

蚀性质都增⼤了。由于近年来在⽓候条件恶劣地区使⽤⼤直径管道和环境保护要求,管道防腐具有特别重要的意义。

本⽂对国内外油⽓⽥管道内外壁防腐和防蜡减阻技术的发展及现状作了综述。

2油⽓⽥管道防蜡减阻技术

2．1热处理输送

加热输送是世界上实施最早、应⽤最⼴的⼀种含蜡原油输送⼯艺。我国通常采⽤沿线逐站加热管道进⾏输送,通过热处理可促

成原油中蜡晶形态结构的相应变化,从⽽达到改善原

油低温流动性的⽬的。但加热输送能耗多、设备投资和管理费⽤⾼,且存在停输再启动困难等问题。

2.2添加化学添加剂

在原油中加⼊⼏⼗⾄⼏百ppm的减阻剂可降低原油的流动阻⼒,提⾼输量百分之⼏⼗。迄今为⽌,国外已研制和⽣产出多种含

蜡原油降凝减阻剂,并已在数⼗条输油管道上采⽤了添加降凝减阻剂处理的技术,效果⼗分显著。80年代初国内开始实验室内

试验⼯作,⾄今已合成⼏⼗种降凝减阻剂,但在管道输送中使⽤尚处在起步阶段。在西部沙漠⽆⼈区长输管道等⽅⾯使⽤降凝减

阻剂,具有重⼤的科学和经济意义。降凝减阻剂的作⽤机理还有待于进

⼀步研究。

采⽤蜡晶改进剂能改善原油中蜡结晶,降低蜡晶之间及蜡晶在管壁表⾯的粘附,减少或

消除蜡沉积;同时使蜡晶在常温下不易形成⽹状结构,降低原油凝固点。稠油开采和集输过程

中采⽤降粘或降凝减阻剂,能防⽌油包⽔型乳状液的形成,在油⽔混输时利⽤线性⾼聚物抑

制紊流粘滞层上形成的涡流,减少紊流能量消耗,降低表观粘度、屈服值及摩擦阻⼒,最终达到在环境温度下能有效地输送⾼含

蜡原油的⽬的。

2.3油⽥管道内壁防结蜡涂层

研究证明：蜡在管壁上的润湿性,管壁表⾯温度、表⾯⾃由能、表⾯粗糙度等因素会影响蜡在管壁表⾯的沉积能⼒;某种吸附膜

的存在能减少蜡在管壁表⾯的沉积;管壁表⾯温度对

蜡在其上的沉积起着决定性作⽤。

在⾦属管道内壁上喷涂⼀层有机⾼分⼦物质,既能降低管壁表⾯⾃由能⼜能降低管壁表⾯的粗糙度,削弱蜡在管壁上的成核作⽤,

减少蜡沉积;同时,管壁涂层能改变固液相相互作⽤

的性质,减⼩管壁与原油之间的相互作⽤⼒,使流动态原油在管壁表⾯形成部分滑移,减少摩阻损失,达到防蜡减阻⽬的。此外,

防蜡、减阻涂层兼可解决原油储存、输送设备内壁表⾯的腐蚀问题。

2.4强磁场降粘减阻

原油中的反磁性物质⽯蜡等在磁场作⽤下被诱导极化,产⽣诱导磁矩,抑制⽯蜡晶核的

形成,阻⽌⽯蜡晶体的⽣长与聚集,改善原油的流动性。同时,原油中的极性物质(如胶质等)以及带电粒⼦,通过磁场时产⽣感应

磁场并因洛仑兹⼒⽽作螺旋运动,减弱油流内部结蜡物质之间聚集倾向和减少管壁结蜡,并使凝油层松软,易于清除。

3国内外埋地管道防腐技术的发展及现状

3.1外壁防护层技术

⾃1930年以来美国埋地管道外壁防护⼀直沿⽤煤焦油沥青涂层。其外包扎为浸透稀释沥青或煤焦油的⽯棉带、玻璃纤维或⽜

⽪纸等。⾃1954年开始,将胶粘带试⽤于长输管道,并取得成功,60年代将塑料涂层应⽤于管道外壁防护。

前苏联⾃1951年开始研究橡胶沥青马蹄脂,并获普遍应⽤。1953年以后,埋地油⽓管道的外壁防护普遍采⽤⽯油沥青涂层。并

研制了沥青胶粘带、橡胶沥青、聚合胶粘带、聚⼄烯、聚氯⼄烯和环氧树脂等。

⽇本的地下管道