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降低热注地面管网热损失的措施
卢山杨传禄文武(辽河油田公司锦州采油厂)
摘要在稠油开采过程中,蒸汽吞吐作为一种周期短、见效快的开采方式被广泛采用。蒸
汽吞吐就是向油井内注入一定量的蒸汽,蒸汽将热能传输给油层以降低油品的黏度,提高地层
的压力。作为传输蒸汽的重要途径一一热注地面管网在整个蒸汽吞吐开采过程中起着至关重要
的作用,减少地面管网热损失能够提升蒸汽吞吐的效果,达到节能降耗、提高稠油采收率的目
的。锦州油田通过对热注地面管网进行维护改造,在热注地面管网上加装护板和行走平台,给
管线附件安装保温壳等办法,有效地降低了热注地面管网的热损失率,达到了节能、挖潜、増
效的预期目标。
关键词热注地面管网热损失保温材料节能
D01:10.3969/j.issn.2095-1493.2015.004.011
锦州油田锦7块、锦8块、锦25块、锦45块、化,一旦受外力作用保温结构就会受到破坏。表2
锦607块均为稠油区块,这些区块主要开采方式就是对部分热注地网有保温层管段进行抽样测试及计
是蒸汽吞吐开采。在近30年的开发开采过程中,算的结果。
锦州油田已经形成了100km以上的地面热注管
网,这些管网相互并连,在油田的增产和稳产过程表120炉50-360井注汽管线固定管段裸露处热损测试及
中发挥了重要的作用。
计算结果
1现状调查
段一长周环境风测外表平均热流单位管长平平均散
截面度/长/温度/速/点温度/密度/均热损失/热损失
锦州油田热注地面管网长达100km以上,虽
m℃(m?s')℃(W?m2)(W?m2)kW
然油田每年都对这些管网进行维护和保养,但是随
128
l-11.30.3588
22899876
3536
4.6
着使用年限的增长,热注地面管网还是存在热量损
3292
失大的问题。
1290
在对热注地面管网进行日常检查过程中发现,2-11.40.35883229299243555
至少有8条(5km)管线保温层出现了严重的破
3291
损。在20°炉50-360井注汽管线上,有200m管线平均
9900
3544
在井场边上高架过水,由于巡线工人经常踩踏,约
表2管段保温层测试及计算结果
有20m注汽管线上部几乎全部裸露。经测算,该
管线靠近井场2.7m完全裸露部位散热损失就高达段-长周环境风测外表热流单位管长平平均散
9.6kW,估算该管线近50m上部裸露散热损失占该面度长/温度速』点温度/密度/均热损失/热损失
mm℃(m?s-)℃(W?m2)(W?m')kW
管网热损失的43%,热量损失十分严重。表1是20
670
炉50-360井注汽管线固定管段裸露处热损测试及1-1571055
计算结果。
531
随着热注地面管网使用时间长,受内部高温
583
外部环境温度变化等条件影响,保温材料逐年老1-21571065323916543067
981
第一作者简介:卢山,2009年毕业于辽河职业技术学院,从事修井
22176
作业工作,E-mai: liaohe126com,地址:辽宁省凌海市锦州1-31571055322
101
采油厂作业二大队,121209
319
141
?15年第?期石油石化节能25
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由表1、表2可知,当取相同长度的固定管网作用下,保温层会整体逐渐下沉,使注汽管线上部
来测试比较,裸露管段和保温管段的热量损失是截保温材料不断压实,下部保温材料和管线之间形成
然不同的。以100m固定管网为例,保温管段的散空腔,随着时间的推移,保温层结构就会发生变
热损失为42.8kW,裸露管段的散热损失为346.2形。通过近几年检査发现,保温层下垂最为严重的
kW,裸露管段的热量损失是保温管段的8.1倍。
是2001年以前建成的管网,平均上、下厚度比达
2原因分析
到3:7,下垂程度最轻的是2007年以后建成的管
网,但是保温层平均上、下厚度比也达到2:3。保
热注地面管网主要由管线、阀门、管托、连接温层下垂不但使注汽管网的保温性能大幅下降,同
器、卡瓦、卡箍等附件组成,蒸汽经由热注地面管时保温层更容易受破坏。
网进人注汽井口,注汽地面管网的长度和保温性能2.3附件连接处保温不合格
直接影响蒸汽的温度和干度。经分析,影响注汽地
热注地面管网中有管托、阀门、卡箍、卡瓦等
面管网保温效果的因素主要有:保温层遭受破损,许多附件,而在实际工作中,这些附件恰恰是保温
保温层结构变形,附件连接处保温不合格。
的薄弱环节,这些附件若不实施保温处理或者只是
2.1保温层遭受破损
实施简单的包裹,不仅会造成热量损失,还极易造
锦州油田热注地面管网保温层存在不同程度的成人员烫伤等安全事故。
破损,造成热注地面管网损坏的主要原因有:自然
老化一一地面热注管网普遍使用硅酸盐棉、复合3
措施实施
酸铝镁管壳等保温材料,采用内部填充保温材料、3.1对热注地面管网进行维护改造
外部包覆玻璃丝布、表面刷防腐漆的方式处理;随
采油厂决定于2011-2013年分批分段对热注
着管网使用年限的增长,这些保温材料在阳光、雨地面管网进行改造。注汽管网中114mm主干线及
雪、温度变化的自然条件作用下,失去韧性,脆弱Φ76mm支线均采用了双层复合硅酸铝镁保温材
易碎,一且受外力作用,保温层就会破损;人为损料,用双层玻璃丝布将保温材料固定在管线上,玻
坏一一锦州油田地处温地苇塘,热注地面管网四通璃丝布外进行刷漆防腐处理,并在外面包裹铝箔
八达,有一部分穿越公路、井场的管线的保温层在纸,再用铁皮制作成热注管线的外売。这样处理既
进行各类油田工程施工时被人为破坏,施工结東后在很大程度上减少了热注管网本身的热损失,又可
并没有及时处理,导致破损的保温层还在使用。
以保证在重力和振动的双重作用下热注管网保温层
2.2保温层结构变形
结构不变形。改造完成后,选取了一段热注管网进
锦州油田固定热注地面管网的保温材料多采用行了测试,其结果见表3。
硅酸盐岩棉、复合硅酸铝镁管壳、珍珠岩瓦、岩
在固定管线的保温整改后,其保温效果得到了
棉、玻璃棉等软质材料。这类软质保温材料的缺点明显改善。通过测试结果可以看出,在单位长度固
是容易变形,在重力和管线工作振动两种作用力的定管线上的散热损失由以前的0.43Wm降到目前的
表3热注地面管网改造后的测试及计算结果
热流计法现场测试数据
各段测试条件下平均热损失
段一截面
长度m周长m环境温度/℃风速/(m?s)测点外表温度/℃热流密度/(W?m2)单位管长热损失/(W?m')散热损失AW
1-1177.20.98
356
436
1
677
1-2177.21.01
787
113
960
1-4177.21.01
3
346
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