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2024-KJ-2-019苛刻环境油气田用柔性复合高压输送管规模制造关键技术与产业化
日期:2025年01月06日    来源: 中国腐蚀与防护学会     分享:
获奖项目编号:2024-KJ-2-019
获奖项目名称:苛刻环境油气田用柔性复合高压输送管规模制造关键技术与产业化
第一完成单位:东北石油大学
项目联系人:朱原原
联系人电话:18799131749
联系人邮箱:zhu_yuan20@126.com
项目简介:

  本项目针对我国塔里木盆地及四川盆地超深高压酸性油气田,油气集输在“高温、高压、高酸、高矿化度”腐蚀条件下,传统金属碳钢管面临严重腐蚀问题,亟需耐腐蚀、长寿命、低成本的柔性复合高压输送管制造及其产业化开展立项研究。旨在打破柔性复合高压输送管用高模量芳纶依赖进口、纤维与金属混杂增强柔性复合高压输送管由国外垄断的格局,并开发适用于苛刻油气田腐蚀环境通用的柔性复合高压输送管材。
  1、项目主要研究技术内容
  一是开发柔性复合高压输送管专用高模量芳纶制备技术。开展同步辐射热处理工艺对芳纶强度和模量影响规律研究,确定高模量芳纶工艺技术参数;研发柔性复合高压输送管专用耐高温芳纶上浆剂,以及部分浸润芳纶长丝制备及缠绕技术,解决柔性复合高压输送管增强体材料成本高难题。
  二是研发纤维与金属带混杂增强技术。建立纤维增强和金属带增强的界面黏聚力有限元模型,开展管材在内外压载荷作用下的应力分析;研发纤维与金属带混杂增强技术及其缠绕挤出成型方法,解决柔性复合高压输送管金属与纤维同增强界面褶皱等难题。
  三是开发高酸性油气田用高性能柔性复合高压输送管材及配套装备。建立CNAS认证实验室,开发柔性复合高压输送管接头“全通径”扣压连接技术及专用设备,解决传统柔性复合高压输送管无法通球清管难题;研发高性能柔性复合高压输送管,为高酸性油气田高效开发提供保障。
  2、项目知识产权情况
  本项目共授权专利18件,其中发明专利11件,实用新型专利7件;授权软件著作权1件;参与制定国家标准1项,行业标准1项;发表论文10篇;获黑龙江省高校科学技术成果二等奖1项。
  3、项目技术指标
  (1)研发了高模量芳纶纤维,拉伸强度21.6CN/dtex、拉伸模量794CN/dtex、伸长率2.6%,性能达到国际领先水平;开发了部分浸润芳纶长丝制备技术,芳纶纤维丝束经上浆剂浸润后,拉伸强度达到3.57Gpa,较浸润前提高了22%;
  (2)建立了纤维增强和金属带增强的界面黏聚力有限元模型,开展了管材在内外压载荷作用下的应力分析,突破了柔性复合高压输送管纤维与金属带混杂增强技术,开发了柔性复合高压输送管的结构设计方法,实现了缠绕角度0.1°、缠绕张紧力100N内精细控制,解决了金属与纤维同增强界面褶皱难题,保障了柔性复合高压输送管制管物料利用率大于97%;
  (3)建立了CNAS认证实验室;研发了柔性复合高压输送管接头全通径扣压连接专用设备,实现了接头与柔性复合高压输送管本体“全通径”一体化连接;完成了全系列柔性复合高压输送管开发,并创新了3种新型柔性复合高压输送管规模制造。①高阻隔柔性复合高压输送管最低公称压力6.4MPa,爆破30.6MPa;最高公称压力25MPa、爆破88.6MPa;阻隔层树脂抗气体渗透性能较HDPE提高了4个数量级;②耐高温经济型柔性复合高压输送管米重8.5kg(DN100mm/PN5.5MPa),内衬层VST(B50法)131.5℃;③耐高温隔热保温柔性复合高压输送管,保温性能提高了62.4%,较常规保温柔性复合高压输送管壁厚减小了65%,长期服役温度达95℃。
  4、应用推广及效益
  本项目研究成果解决了苛刻环境油气田用柔性复合高压输送管选材应用难题,近三年新增利润306 654万元,新增税收113 646万元,经济效益显著。同时支撑了正道海洋科技股份有限公司成为全球规模最大、门类最全柔性复合高压输送管产品族企业,支撑了江苏赛弗道管道股份有限公司建成CNAS认证实验室1座,支撑了中芳新材料有限公司成为中国最大的芳纶制造企业。


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