定向钻穿越中管道外防腐层的保护策略分析

定向钻穿越中管道外防腐层的保护策略分析

王泽雨

大庆油田工程建设公司  黑龙江 大庆  163000

摘要：目前，天然气是我国重要的矿产能源，在我国有着极为广泛的应用空间。天然气资源在开采后均会进行脱水脱硫处理，以求提高能源使用的环保性以及降低其对管线设备造成的腐蚀。但在尤其储运的过程中，工况条件复杂多变，天然气管线仍存在不同程度的腐蚀。造成管线腐蚀的原因较多，但多数是因为硫化氢、二氧化碳和水。根据不完全数据统计显示，全球每年因天然气管线泄露造成的直接经济损失总价格超过10000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成经济损失的6倍。其中石油天然气企业受到的损失最为严重。除因管线泄露造成的直接经济损失外，还存在因断线、效率下降等问题造成的间接经济损失。因此管线防腐是各个国家都在致力研究的科研内容之一。目前防腐涂层是最经济、应用最为普遍的方法之一。

关键词：定向钻;穿越;定向钻穿越中管道

引言

随着油田开发的不断深入，XB 油田地面已建管网密度逐渐加大，且随着定向钻穿越中管道运行年限的延长，定向钻穿越中管道进入老化腐蚀高峰期，因定向钻穿越中管道外防腐保温层破损造成的腐蚀穿孔次数逐渐增加，增大了日常生产运行管理的难度。为有效减缓定向钻穿越中管道外防腐保温层损坏后造成的不利影响，本文对 XB 油田在用定向钻穿越中管道外防腐保温层损坏情况进行了简要介绍，并提出了相应的治理措施及建议 。

1概述定向钻穿越

关于定向钻施工工艺具体如下：以设计方案为标准，根据设计中明确指出的入土、出土的位置以及管线坐标信息，采用定向钻进行导向孔钻孔作用，采取逐节套筒的方式加入套管；对岸出土后，在套管出土所处一段与扩孔器和穿越管段进行连接，对于扩孔器的数量，以穿越管段直径为标准进行选择；与此同时，定向钻穿越中管道所处出土岸应对其进行相应的分组组装或整体组装，检验以及试压符合相关规范标准之后，借助钻机拉动扩孔器和穿越定向钻穿越中管道回拖，直至穿越定向钻穿越中管道完全辐射在扩大的导向孔内到钻机入土处露出端头即完成定向钻穿越。

2定向钻穿越中管道外防腐层的保护策略分析

2.1定向钻穿越中管道防腐层不开挖检测方法

国内外对埋地钢质定向钻穿越中管道外防腐完整性直接检测与评价的方法有: 直流电压梯度（DCVG）/密间隔电位（CIPS）联合测量法、管中多频电流衰减率测量法（PCM 法、S-CAN 法）、交流电位梯度（ACVG或皮尔逊法）等 。根据国家标准GB/T 19285-2014《埋地钢质定向钻穿越中管道腐蚀防护工程检验》附录D“防腐层破损点定位不开挖检测方法”中“交流电位梯度检测方法（ACVG）”对BOP区域定向钻穿越中管道防腐层缺陷进行检测分析。该方法简便，破损点定位准确、检测灵敏度高、效率高，能定性判断破损点严重性，适用于除钢套管、钢丝网加强的混凝土配重层（套管）外，远离高压交流输电线地区，任何交变磁场能穿透的覆盖层下的定向钻穿越中管道外防腐层破损点的定位检测 。另外，下列情况会使本方法测量结果的准确性受到影响：交流地电位差测量仪距离发射机较近；定向钻穿越中管道上方覆盖物导电性很差的管段，如位于钢筋混凝土铺砌路面、沥青路面、冻土、含有大量岩石回填物下的管段。

2.2地下定向钻穿越中管道外壁用防腐涂料

地下敷设的定向钻穿越中管道需要面临比地上定向钻穿越中管道更为严峻恶劣的腐蚀环境，不仅长期处于高温高压的环境中，要需要面对土壤中存在的水、酸、碱、盐以及微生物等物质产生的腐蚀作用，同时要与阴极保护等防腐蚀技术具有较高的兼容性，也要具有一定的耐剥落强度，抵抗地下植物根系的穿透以及其他的应力破坏。目前我国应用于生产中的天然气管线防腐涂层种类较多，不同的涂层材料有着不同优缺点以及使用范围。例如，最早出现的煤油磁漆，具有极高的使用稳定性以及钢附着力，可以在地下环境下长期使用，使用寿命极强，同时漏电敏感性较低，具有良好的阴极剥落性。但由于材料过于老旧，同时生产和使用过程存在一定的环境污染与人身健康威胁，因此目前生产厂家以及施工队伍数量极少，处于淘汰边缘。工厂预制胶带涂层，该涂层属于定制性涂层之一，由工厂根据实际的使用参数进行定制，因此具有极高的安装便捷度，漏电敏感性也十分优秀，并具有良好的钢附着能力，但对运输、安装以及存储要求极为苛刻，容易因温度以及紫外线问题产生鼓包的现象，影响使用效果，同时对阴极保护技术存在屏蔽作用，这也是限制其应用范围的主要缺陷。沥青粘合剂加狮子头挤压聚烯烃涂层。该涂层技术是我国1956年引入的技术之一，并逐步完善推广应用。该涂层施工简单方便，在生产以及施工的过程中对周边环境以及操作人员的健康没有影响，但对钢附着力小，使用寿命短，同时在应用中发现，此类涂料在外力作用下容易发生撕裂现象。

2.3石夹克保护层

石夹克保护层技术最早是加拿大研发的一种防腐外层的保护技术，我国与2000年初引入。该技术在公路、江河等穿越工程的管线外防腐层保护中效果良好。石夹克保护层技术在穿越位置的管线外防腐层外安装一层混凝土保护层，从而有效的降低在施工过程中外防腐层受到损伤的可能性。石夹克保护层以侧缠绕法为基础工艺，在管线外防腐层外安装镀锌的金属网，并使用混凝土浇筑，随后包裹开孔聚乙烯带。轻质镀锌技术网可以有效提高混凝土的综合去昂度，开孔聚义带则很好的克服了传统混凝土容易散落的问题，并为混凝土的养护提供良好的环境。在施工现场进行焊缝补口外防腐层保护处理时，可采用两种方法:一种方法是采用石夹克补口工作包（宽279.4mm、厚4.8～6.4mm的用金属网增强的聚乙烯缠绕带），直接包覆到焊缝补口的热收缩套上;另一种方法是混凝土补口保护，即在施工现场使用增强网、隔板在焊缝补口段模注混凝土砂浆。在石夹克技术的早期阶段，该技术被北美、澳洲等几家防腐公司垄断，该时期受技术限制仅仅可以在小管径定向钻穿越中管道中应用，加拿大的百邵公司研发出移动式石夹克生产线后，极大的提升了高技术的应用空间和应用价值，其最大的应用管线外径也增大到1219mm，但该技术在我国应用较少。如图1.

如图1石夹克保护层

2.4光固化套保护层

光固化套保护层是在管线的外防腐涂层外，涂覆一层具有光聚合以及光交联反应的固化环氧材料。在涂覆后，置于强化下，盖材料会在光照的影响下迅速固化，迅速形成一层具有较高强度以及耐磨性能保护外层，该保护层具有足够的抗应力强度，可以有效的保护管线外防腐层不会在回拖作用中受到岩屑和砂石的损害。光固化保护层采用多层设计，不同层段有着不同的功能，最底层为粘性表层的保护贴膜，在使用时先去除地层保护膜，让黏性表层与管线基础，并迅速胶合，紧密吸附。该黏性表情对于金属管线、环氧涂层等材料具有极高的粘接力，但与pe层粘结里则较低，因此pe层管线在使用该技术时需要对pe表面进行预处理，以求提高粘结效果。

结语

在进行定向钻穿越时，因地质不同，其采用的防腐层、泥浆配比等多种要素也存在一定的不同，因此相关人士应结合工程实际来选择相应的保护措施，一方面确保定向钻穿越成功；另一方面降低穿越造成的防腐层损伤影响，确保定向钻穿越中管道工程能够长期处于正常运行状态下。

参考文献

[1]定向钻穿越定向钻穿越中管道外涂层应用现状与发展趋势[J].霍峰,王玮,张文瑞,刘睿,卢哲,赵敏.油气储运.2013(09).

[2]沿海吹填区供水定向钻穿越中管道的防腐及施工措施选取[J].周乃磊,卢洋暘,刘世宇.中国市政工程.2017(03).