co2凝析气田碳钢管道穿孔失效分析.pdf
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1、6 4 l 2 年 6 月 C O 2 凝析气田碳钢管道穿孔失效分析 鲜宁 1 ,2 汤晓勇 施岱艳 1 ,2 荣 明 朱昌军 3 1 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司。 四J I I 成都6 1 0 0 1 7 2 中国石油集团石油管工程重点实验室 , 四川成都6 1 0 0 1 7 3 中国石油塔里木油田公司 , 新疆库尔勒8 4 1 0 0 0 摘要 : 某 C O 凝析气 田集输 工艺采用 气液混输 , 站场 内管道采 用碳钢+ 缓蚀剂方案。气 田地面集输试 运行后 , 产气量剧增 , 在碳钢管 网中的部分流场突变 区域发现 了穿孔泄漏。 通过对材料理化检验 、 腐 蚀特征分
2、析 , 并结合 管输介 质的流速和流态对碳 钢管道 的失效原 因进行 了综合分析 , 结果 表 明: 流 动加速 腐蚀是碳钢 管道壁 厚减 薄穿孔破 坏 的主 要原 因, 流速 、 流态是 影响流动加速 腐蚀 的重要 因 素。现场失效案例说 明即使流速按 A P 1 1 4 E规定进行控制, 仍不 能完全确保 管道 不遭 受流 动加速腐 蚀 , 在工程设计 中还 应考 虑一些其他 的措施和手段来降低 流动腐蚀风 险。 关键 词 : C O : 腐蚀 ; 气液 两相流 ; 流动加速 腐蚀 ; 凝析 气田 文 献标识 码 : B 文章编号: 1 0 0 6 5 5 3 9 ( 2 0 1 2 )
3、0 3 一 O 0 6 4 0 4 0前 言 某 C O 凝析气 田采用气液混输的集输工艺 , 液相 为凝 析油和少量凝析水 ,气相为含少量 C O : 的天然 气。井 口来气管道为 1 6 8的 3 1 6 L复合管。 集气站站 内管道为碳钢管道 ,加注缓蚀剂进行 内腐蚀控制 。 站 场 内每 口单 井 来气 的碳 钢 管 道均 由 1 6 8变 径 成 1 1 4后进 入 l 9的汇管 。单井 产气 量 6 6 x l 0 4 l O O x 1 0 4 m3 d , 凝析油产量约 6 0 8 0 m3 d 。 凝析水产量约 1 2 m 。投产 运行 6个 月后 。碳钢管 道在 1 6 8
4、转 为 q b l 1 4附近区域 的 1 1 4碳钢管段 出现严重 的壁厚减 薄 , 靠近大小头处发生穿孔泄漏 。为了找出导致管道 壁厚减薄穿孑 L 的原因, 降低或避免凝析气田在以后 的 开发过程中发生类似问题 对该大小头后小直径管道 穿孔 原 因进 行 了分析 。 1腐蚀特征分析 通过现场调研发现 :该站场内 1 6 8的碳钢管道 未出现明显 的壁厚减薄现象 ,壁厚减薄现象主要集 中在流场突变附近区域 , 特别是连接 1 6 8碳钢管道 和 l 1 4碳 钢 管 道 用 大小 头 后 的 1 1 4碳 钢 直 管段 。 从现场取 回一段靠近大小头 的 1 1 4样 品管段( 约 7 0
5、e m长 ) , 并按 图 1 所示将样 品管段截为三段 , 采用 超声波测厚仪对减薄区域进行壁厚检查。穿孔区域的 最小管道壁厚仅为 0 2 0 3 m m, 沿远离大小头的方向 ( 流体介质流动方 向) 壁厚逐渐增加 , 至取回管段 的末 端 , 其最小管道壁厚在 3 4 m m左右。 结合现场调研情 收 稿 日期 : 2 0 1 2 - 0 1 0 5 基 金项 目 : 中国石 油集 团工程设计有限责任公 司西南分公司基础研究资助项 目( J C F 一 2 0 1 1 - 2 4 ) 作 者简 介 : 鲜宁( 1 9 8 0 一 ) , 男 , 重庆人 , 工程师 , 硕士 , 从事材料
6、腐蚀 与防护技术研究与设计工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o mCORROS I ON AND CORROSI ON PR。O E C T1 0期 N 与防护I 6 7 T E l腐 t虫 与 防 护 lI=, , 4失效原 因分析 综上分析可知 , 管道腐蚀主要表现为 C O : 腐蚀 。 影 响 C O 腐蚀 的因素多种多样 , 已有 的实验 室研 究表 明 : 水 的润湿性 、 温度 、 分压 、 p H值 、 流速流态等 因素 都
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