李娜娜 郜庆滨 林勃

大庆油田有限责任公司第五采油厂规划设计研究所

摘 要： 腐蚀管道不开挖修复是指在用管道受所处环境限制，无法大面积开挖更新、修理，为了延长使用寿命而采取的一种在线维修方式。应用国内成熟内翻衬玻璃钢软管修复技术，对油田占压腐蚀旧管道进行不开挖修复，根据现场试验数据对比分析，证实该项技术的适用性、经济性。

关键词： 腐蚀管道；玻璃钢软管；不开挖；胶粘剂；翻衬；蜗牛翻转器

大庆油田目前累计敷设各类管道数万余公里，其中超过一半以上管线使用年限超出设计寿命。据统计，油田管道腐蚀穿孔平均每年达一万多次，如果全部更换管线需要投资数十亿元。油田某场区对φ 89×4.5 mm掺水管道采用内翻衬玻璃钢修复技术，应用效果良好。

1 不开挖内衬玻璃钢修复原理

翻转法内衬复合玻璃钢软管的基本原理是将带有防渗透层并浸有热固性树脂的纤维增强软管（以下简称软管），采用水压（或气压）将软管反翻并送入旧管道内，使软管带有树脂层的一面贴附于旧管道内壁，防渗透层成为新管道的内表面，采用特定的技术措施固化成型，形成坚固的钢塑复合管（图 1）。

图 1  工艺原理

2 修复方法

2.1 试验区选择

选择穿孔严重、施工方便及减少地企纠纷的管段，见表 1。

2.2 优选内衬软管材料

结合试验管道的管径、压力、温度等参数（表 2），筛选出适合的内衬软管材料（图 2），进行胶黏剂配方试验和现场验证。

图 2  复合玻璃钢软管结构示意图

选择内衬软管承压2.0 MPa，耐温80℃以下，软管编织层为涤纶纤维，外敷膜层采用改性聚氯乙烯加一定比例的丁腈。胶黏剂为3201乙烯基酯聚酯树脂按4小时凝胶时间配比，施工现场搅拌均匀调出。

2.3 玻璃钢软管内衬施工

其主要施工步骤如下：（1）管道输送介质情况核实；（2）管线口径、壁厚，沿地貌情况；（3）管线走向定位；（4）管线整体清洗；（5）大修前检测；（6）挖操作坑、断管、焊草帽圈；（7）软管预制（穿绳、浸胶）；（8）连接翻转机具、翻衬；（9）稳压固化；（10）现场接口；（11）整体打压试验；（12）大修后检测；（13）试投产。

现场施工程序：（1）准备好施工机具及材料，挖操作坑切断管线；（2）管道清洗和检查；（3）软管浸胶；（4）软管翻衬，对试验涂膜的管道进行试压、扫线，利用钢丝绳把内衬材料牵引到钢管道内，用“蜗牛翻转器”实现内衬复合玻璃钢软管翻转（图 3）；（5）端头处理、打压固化；（6）质量检验；（7）管段连接和打压试验；（8）补口。

图 3  蜗牛翻转器结构示意图

3 现场施工及室内试验效果

3.1 现场施工效果

根据内翻衬玻璃钢软管修复技术原理，完成3条掺水管道不开挖修复施工（图 4）。经运行25个多月，管道日常生产运行平稳，平均掺水压力保持在0.1 MPa正常波动，从现场实际生产数据可以看出不开挖修复内衬软管能够满足油田生产需求（表 3）。

图 4  不开挖修复施工现场

3.2 室内试验效果

3.2.1 内衬管道承压能力和软管耐压能力及黏结强度检测

样品内翻衬复合软管为增强纤维编织管坯，外敷有防渗透层，管坯内浸有热固性树脂。

试验检测项目有拉伸强度；剥离强度；耐压试验（4 MPa）；耐酸（10% HCl，常温， 1 000 h）、耐酸（30% HCl，常温， 1 000 h）；耐碱（10% NaOH，常温，1000h）、耐碱（30%NaOH，常温，1000 h）；耐盐（10% NaCl，常温， 1 000 h）、耐盐（30% NaCl，常温， 1 000 h）。将内衬样品分成8组，分别进行上述试验。

检测数据显示，管道内衬后承压能力可达7.1 MPa； φ114 mm、 φ159 mm软管在4～5 MPa压力下无渗漏、无裂口、无急剧变形等现象出现，内衬软管可耐压4.5 MPa；软管本身的敷膜层与编织层之间，软管与钢管之间的剥离强度（即黏结强度）分别超过35 N/cm2和60 N/cm2，而内衬软管的黏结强度为37.8 N/cm2，满足油田生产所需。

3.2.2 内衬管道耐温能力检测

将管道内衬复合软管分别放置于内部盛水的两个密闭容器内，同时对这两个密闭容器进行加热恒温，温度分别控制在60℃和80℃，采用西门子PLCS7-224XP控制器（S7-224XP具有两个模拟输入）采集温度数据，并通过继电器控制电磁加热器进行恒温恒压控制。对两种不同材质的管道内衬复合软管进行1 585 h耐温测试。 1号试件的敷膜层为改性PVC，2～9号为改性PE。

经过1 585 h不间断60℃恒温，除1号试件外，其余试件的敷膜层与编织层均剥离，而编织层与钢板黏接完好无损（图 5）。 80℃恒温，除1号试件外，其余试件的敷膜层与编织层之间的剥离强度都大大下降，用很小的力就能使敷膜层与编织层剥离（图 6）。

图 5  60℃恒温测试

图 6  80℃恒温测试

分析原因： 1号试件的敷膜层为改性PVC，与涤纶纤维之间的亲和力要好于敷膜层为改性PE的试件；在开放条件下四周热水不规则地侵蚀质量标准难统一的试件也是造成敷膜层与编织层剥离的因素；改性PE材料热稳定性差，热膨胀比大也是因素之一。

结果显示，敷膜层为改性PVC的软管在60℃和80℃的条件下1 585 h无明显变化，可以正常使用；同样条件下，敷膜层为改性PE的软管其PE敷膜层与涤纶纤维之间的剥离强度大大降低甚至脱落。改性PVC敷膜层耐温强度适用油田需求。

4 实际应用效益分析

（1）社会效益。不开挖修复施工方便，开挖少，可避免不必要的征地纠纷；管道经过修复，恢复了原有通径的输液量，降低了使用成本。衬里层与原管道形成新的结构，增加防腐保温功能，可延长管道使用寿命10年以上。对环境保护也起到了积极作用。

（2）经济效益。 950 m掺水管道内衬费用占更新管道投资的45.47%，管径越大，成本降低越多，同时还可避免新建管道因征地补偿带来的附加费用。

作者：李娜娜， 1988年生， 2011年7月毕业于东北石油大学油气储运工程专业。从事联合站技术员和防腐检测相关工作。

（本篇论文获第六届中国管道完整性管理技术交流大会三等奖，经作者同意，本刊转载时有删改。）