迎战特高含硫 打破管道腐蚀“魔咒”|西油新质生产力

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划重点

01中国石油西南油气田公司通过科技创新推动产业创新,新质生产力在油气田里不断涌现。

02为应对特高含硫气田的腐蚀挑战,西南油气田公司首次大规模使用耐蚀合金材料和自动化焊接技术。

03除此之外,公司还在管道焊接技术和检测方式上实现升级,提高焊接效率和合格率。

04目前,西南油气田公司已完成第一个完整的高含硫气田产业链项目,为加快国内高含硫气藏的开发及利用奠定基础。

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开栏语
2024年政府工作报告中提出,大力推进现代化产业体系建设,加快发展新质生产力。“新质生产力”成为了被讨论最多的经济热词,作为国内天然气上产主力军,中国石油西南油气田公司正以科技创新推动产业创新,科创成果不断涌现。
一场全新的生产力变革,正在油气田里发生。即日起,“西油记”推出《西油新质生产力》栏目,围绕新质生产力,深度挖掘西南油气田公司在科技领域的新技术、新发现、新突破,通过聚焦小切口的深度报道,突出西南油气田公司各个领域的新成果、新突破、新纪录,不断展现公司高质量发展的澎湃动能。
初夏的雨后,植被茂盛的四川大巴山雾气氤氲,从远处看去,仿佛一条蜿蜒盘踞的“巨龙”正在长眠。因数亿万年地壳变动,该区域地层富集的天然气硫化氢含量高,“巨龙”毒性极强。但正因如此,大巴山成为中国石油西南油气田公司特高含硫项目攻关高地。
去年6月6日,中国石油首个自主开发的特高含硫气田铁山坡气田全面投产,在该气田不远处的渡口河-七里北气田,目前正快马加鞭建设。
为了挑战“毒龙”,攻克特高含硫气田多项重磅难题,近年来,西南油气田公司在多个领域实现技术创新,随着各项目不断推进,新质生产力在油气田里“拔节生长”。其中,首次大规模使用耐蚀合金材料和自动化焊接技术的突破成为里程碑事件。
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西南油气田供图
寻找新材料
管道安全防护迎来“最优解”
我国高含硫天然气资源丰富,开采潜力巨大。20世纪50年代,四川盆地开始天然气规模化开采,高含硫气藏则是其中较难“啃”的骨头。随着经济社会不断发展,加快国内高含硫气藏的开发及利用,对促进国民经济发展、减少环境污染及保障国家能源安全具有重大战略意义。西南油气田公司也实现了从开发探索、技术集成到超高深大型高含硫气藏开发技术的不断升级。
据悉,高含硫天然气中主要的含硫成分是硫化氢,硫化氢作为一种酸性物质,对一般金属的腐蚀性较强,以往天然气管道通常会使用抗硫碳钢材料,但即使加上缓蚀剂,也并不能完全达到抗腐蚀效果,一旦管道被腐蚀穿孔,天然气就有泄漏风险。
安全是特高含硫气田开发建设的重中之重,特别是实现“绝对”的管道安全成为亟待解决的问题,西南油气田公司也开启了新材料的探索。“实验证明,镍基复合新材料能够完全‘抵御’硫化氢和氯离子,如果运用在天然气管道上,可以说在比较好的情况下,100年都不会出问题。”经历过铁山坡气田的成功开发,川东北高含硫气田地面工程建设项目部副总工程师邱蜀峰认为从可操作性考虑,该新材料的运用是目前的“最优解”。
为了节约成本,西南油气田公司还与科研单位联合攻关,最终使用了一层碳钢管与一层约3毫米的镍基复合新材料,通过压力将其严丝合缝地贴合在一起。以管道10年运维时间来算,新材料的使用还能大大降低成本。
去年,铁山坡气田含水天然气输送阶段,川东北气田项目部新建的6.3千米集气支线,全部使用了耐蚀合金双金属复合材料,成功地从材质本身解决了管道内腐蚀问题,也是陆上石油天然气整装气田首次大规模使用耐蚀合金双金属复合材料。
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敬宇翔 摄
探索新技术
管道无缝焊接实现“大变革”
4月的雨季刚过,达州宣汉的山路依然崎岖泥泞,沿着蜀道攀升而上,黄色的天然气运输管道被铺在重峦叠嶂之间,有的管道甚至快达到了垂直90度。中午时分,山上的阳光已经是直射的程度,山坡上,两名工作人员正在认真对接管道准备焊接,他们一边擦拭硕大的汗珠,一边紧盯着接口位置,确保接下来的焊接万无一失。
焊接,是天然气管道安全防护至关重要的一环,更是特高含硫天然气安全运输的保障,这些长达数千米的输气管道上,藏着新质生产力发展的秘密。耐蚀合金双金属复合材料已经大面积运用,但想要把两个双金属复合管无缝焊接却并不简单。
“铁山坡气田整个气田管道焊接有8672道口,双金属复合管不超过500道口,但占据了整个焊接时间的五分之四。”说到这里时邱蜀峰情绪激动,他回忆道,项目的焊工都是从全国优中选优的,还请来了“中国焊王”,但因为温度、湿度和环境等包括心理问题多重因素的影响,最开始项目组焊接了401个焊口,仅有20多个合格,“中国焊王”的心态都崩了。
焊接到底出了什么问题?项目部的成员们在无数次否定中积极寻找解决方案,并请来全国13个单位的13位专家,重新开会讨论,最终发现是“标准”出了问题。“前后经过8个月技术攻关和反复试验,针对三层材质,测试出了每一层的焊接参数和电力数据,终于实现了突破。”邱蜀峰说。
有专家评价,此次双金属焊接技术已处于国际领先水平,西南油气田公司新产品、新技术、新工艺实现工程化,进一步提升了我国在特高含硫气田腐蚀防护领域的行业话语权。
达成新方法
检测方式升级发挥“超能力”
焊接技术作为工业不可缺少的一项技能,实际上有着100多年的历史,但就算焊工技术超群,也容易受到心理因素等影响,焊口的质量呈现波动而不稳定的情形。
如今,西南油气田公司正在大力建设的渡口河-七里北气田沿用了铁山坡成功经验,在内部长达42千米的集输线路全部使用双金属复合管,其中一大亮点则是将人工焊接升级为自动焊接模式。
“用自动焊接代替人工焊接,效率提高了50%,也不用担心焊口质量。参照前期成功的焊接标准,将参数直接输入电脑,自动焊接装备就会一圈又一圈运行,准确无误地焊接。”邱蜀峰表示,人工通常2天焊接3道口,自动化焊接技术能每天保障焊接一道口。
不光是焊接方式的改变,焊接口的检测也随之上升到了新的台阶。据介绍,现在西南油气田公司含硫天然气管道都采用“激光扫描和数码成像+中间射线检测+全焊缝射线+全自动超声+相控阵”的一整套检测方案,为当前复合管无损检测最严格方案,将标准要求的射线检测方式由传统的RT升级为缺陷识别率更高的DR,进一步提升了焊接合格判定指标。也就是说,以往管道上1毫米以下的气泡是看不到的,现在的数码射线检测拥有8000万像素能力,再小的焊接气孔都看得清清楚楚。
渡口河项目的净化厂正在如火如荼地建设中,不久之后,西南油气田公司就将完成第一个完整的高含硫气田产业链项目。从铁山坡到渡口河,不管是新材料的应用,还是焊接技术和检测方式的整体升级,科技进步都藏在细枝末节中,也藏在科技工作者的每一次反复试验里,创造成功经验的背后,是他们经历无数次的绝处逢生。
此时,见证和参与其中的邱蜀峰,正在项目现场神采飞扬地描述着两个重大高含硫气田的建设经历。“项目建设的时候很少时间回家,儿子会认为爸爸和叔叔伯伯们一起做成功了全世界领先的东西,是一种骄傲,这是我觉得最好的回报。”邱蜀峰说。