采用玻璃鋼材料代替金屬材料制成的儲罐、低中、高壓玻璃鋼管線, 應用于油田實際生產中, 已成為解決腐蝕問題的主要途徑之一, 并在國內外得到廣泛應用。
玻璃鋼管具有4個結構層次, 即防腐層( 內襯層) 、防滲層、結構層、外保護層。厚度由內襯層和結構層組成, 以內壓設計為基準,
內襯厚度具有防腐蝕、防滲漏性能, 結構層厚度由直徑、壓力等失效環向應力和安全系數等計算決定。
一、玻璃鋼的優異性能
1、耐腐蝕性。這是玻璃鋼最突出的優點之一, 采用不飽和聚脂樹脂固化成型, 內外壁不需另作防腐處理, 耐酸、堿、鹽、H2S 的腐蝕。
2、流通性好。在流量相同的情況下, 沿程摩阻比鋼管小, 因而可減少管徑或降低輸送泵的壓力, 進而減少投資或運行費用, 還可以防止管道對流體的二次污染。
3、重量輕、強度高、安裝維修簡單。
4、壽命長、成本低。玻璃鋼管不需內、外防腐涂層以及陰極保護設施, 一次性投資較內外防腐金屬鋼管投資高, 但使用壽命卻遠遠超過金屬鋼管的使用壽命,
玻璃鋼管可連續使用20年,不需維護, 運行費用低。
5、保溫、保冷性能好。玻璃鋼管的熱傳導率僅為金屬鋼管的0.4%，具有良好的熱力特性。
二、經濟效益分析
在分析玻璃鋼的效益和成本時, 人們往往只注重其近期效益, 而忽略了它的長遠效益, 所以經濟評價應從材料、安裝運行、維修及使用壽命等方面的費用綜合考慮。2009年價格可以看出, 在工作壓力、管徑相同的情況下, 玻璃鋼管一次性投資比鋼管高, 但是鋼管安裝過程包括防腐、焊接、試壓、補口等工藝環節, 而玻璃鋼管只有連接、試壓兩道工藝環節, 從而降低建設成本。同樣玻璃鋼罐較鋼制儲罐一次性投入高, 從使用壽命分析, 玻璃鋼使用壽命可達20多年, 而目前金屬儲罐2年左右就被腐蝕穿孔7-9年就需要更新。從長期效益考慮節約了維修、運行費用, 玻璃鋼罐體現了良好的經濟效益。
三、在油田的發展趨勢
基于玻璃鋼材料在青海油田注水系統上的成功應用, 其含蓋面范圍將會越來越廣, 這種材料在油田的發展還有很大的潛力。
1、采用玻璃鋼管或保溫型玻璃鋼管做集油管線
由于玻璃鋼管導熱系數比普通型玻璃鋼小僅為金屬鋼管的0.4%, 并且玻璃鋼管的內壁相當光滑,具有良好的水力特性。利用水力計算: 公式可求得玻璃鋼管道的摩阻系數為0.016,而鋼管的摩阻系數為0.035, 在同等條件下溫降和回壓可以進一步降低,能夠簡化了集輸工藝, 增加自壓半徑。以江漢油田為例, 在某計量點的地面建設中, 在方案的優選上, 充分利用保溫玻璃鋼管的特性, 取消了站內安裝加熱爐、熱水泵、回水罐等設備來提供熱水給干線保溫的供熱方式, 簡化了地面管網, 自壓半徑達2.4km, 降低集輸能耗, 節省了投資。但是應用時需結合油田實際情況, 由于玻璃鋼管的脆性, 不建議在管網復雜密集的地方使用, 這些區域通常情況下不能滿足足夠的管間距, 容易發生磨損破裂。目前青海油田砂西區塊依然采用原油摻水工藝, 為降低能耗節約成本, 已經開始通過多井串聯, 井口安裝電磁加熱器等工藝對砂西部分井進行停摻實驗, 結合砂西油區集輸半徑長摩阻系數較大的情況可以考慮采用玻璃鋼管做集油管線從而降低運行成本。
2、采用防靜電玻璃鋼三相分離器
由于玻璃鋼材料具有良好的耐腐蝕性, 1999年江漢油田研制了一臺規格為: ～2200×6600、工作壓力.4MPa、工作溫度60℃ 的玻璃鋼三相分離器, 該玻璃鋼分離器在集油站投入運行一年來, 操作運行平穩, 三相出口含水在0.5% 以下, 達到了預期效果, 延長設備使用壽命, 節約成本, 為今后用玻璃鋼制成密閉帶壓容器提供了可靠的依據。至2000年底為止, 江漢油田累計應用玻璃鋼常壓容器18具。2007年青海油田尕斯聯合站改造新建分離器共9臺, 由于采出液中含水較高, 對設備的腐蝕相當嚴重, 僅1年時間部分分離器發生腐蝕穿孔, 現在每年都要對這9臺分離器進行檢修, 主要包括內防腐層的制作、折流板的更換、其他部件維修, 費時費力影響正常生產。如采用防靜電玻璃鋼分離器將會對油田的正常平穩生產起到一定的作用。