双金属复合管在塔里木油田公司的应用

Ф89×(4+2)双金属复合管焊接技术摘要：双金属复合管是一种新型复合材料，近年大规模使用于油田建设中，比如：在塔里木油田所属的克拉2和迪那2气田中，双金属管均得到大量的应用；双面衬塑钢管很好的解决了普通钢材腐蚀过快而不锈钢管材费用过高的难题，因此双金属复合管在以后的油田建设中具有相当广泛的应用前景；本文主要对应用于迪那2气田的Ф89×（4+2）双金属复合管的焊接给与浅析。

关键词：双金属复合管焊接00Cr17Ni14Mo2前言：在石油天然气田开发中，各种酸性有害介质的腐蚀问题是困扰许多油气田开发的一项难题。

油气田有害介质主要以H2S、CO2及Cl- 等为主，对油气装置管道危害很大。

目前国内逐渐使用耐腐蚀材料双金属复合管替代传统钢材，即提高了油气田运营的安全稳定性，又避免大量使用不锈钢的高额费用；但是由于双金属管材的特殊性，其对焊接技术的要求非常高，如果焊接技术不过关，极易造成焊缝强度、塑性和韧性不足，主要合金元素烧损和稀释等问题。

在塔里木油田迪那2气田施工中，集气站原油管线大规模采用规格为Ф89×（4+2）的双金属复合管，基材为L360，厚度4mm，衬管钢级为00Cr17Ni14Mo2，厚度2mm。

1、接头设计在进行双金属复合管焊接时，必须首先对衬管进行封焊，封焊完成后再进行接合部和基材的焊接，根据这一焊接特性和Ф89×（4+2）双金属复合管基材和衬管的具体数据，采用该种形式的焊接接头，可以有效的减小焊接组对的错边量，降低了“渗碳”等现象对复合管焊接接头防腐性能的影响；我们设计的接头具体参数如下；接头设计示意图见图1；(1)接头形式：管对接；(2)坡口形式：V型；(3)钝边：覆层厚度1.5㎜；(4)钝边长度：t=2~2.5㎜；(5)坡口角度：60°~65°；(6)对口间隙：2.0mm；(7)焊缝宽度：比表面坡口每侧增宽0.5~2mm；(8)焊缝余高：≤1.6mm,局部不超过3mm，且长度不大于50mm；(9)焊后错边：覆层≤0.5mm，基层≤10%T且≤1.6mm；2、焊材选择由于目前国内尚不能解决双金属复合管爆炸熔合的技术难题，进场的双金属复合管均为机械复合，在基材与衬管之间存在细微的间隙；管道在拉运到现场前，必须对基材与衬管接合部进行封焊，即对基材与衬层之间的间隙焊接，避免由于衬层热膨胀系数大而造成衬层与基材的脱离，也可以避免日后由于焊缝处衬管遭受腐蚀后，介质通过衬管与基材之间的缝隙对整个复合管进行破坏；封焊属于异种钢焊接，技术相对成熟，我们选用的焊接方法为氩弧焊，焊材选用ER316LФ1.2mm焊丝，具体的焊接工艺参数见表2；焊接时采用小电流，以降低焊接线能量；双金属复合管的焊接在根焊时，属于同类别不锈钢焊接，其焊接技术非常成熟，针对Ф89×（4+2）这种双金属复合管的衬管材质为00Cr17Ni14Mo2，我们选择的根焊焊丝型号为AWS A5.9 ER316L TGS-316L Ф2.0mm，采用氩弧焊；在根焊结束后，衬管部分同类别钢材的焊接已经完成，开始进行填充、盖面，此时所遇到的问题是如何解决基材与衬管异种钢的焊接结合问题；填充焊我们选择GB/T983 E309-15 CHS307 Ф2.5mm作为填充焊条，该焊条具有优良的抗裂性及抗氧化性能，可以有效的解决焊缝强度、塑性和韧性不足、合金元素被烧损、稀释及渗碳等问题；采用该焊条进行焊接，还可以为下一步用E5015进行填充盖面提供良好的焊接界面，可以很好的与E5015焊条进行熔合，极大地提高劳动效率和节约施工成本。

双金属复合管的应用原理是什么双金属复合管特点介绍双金属复合管近年来逐渐被市场、设计专家及工程界看好认可。

那么双金属复合管的应用原理是什么？下面我们就来了解一下。

双金属复合钢管的介绍：双金属复合钢管是将镀锌钢管或焊管、无缝钢管和壁厚更薄的不锈钢管强力嵌合在一起的新型复合给水管材，也是一种更理想的管道升级换代产品。

它保留了两种不同材料内在的优点，互补了它们内在的不足，并且沿用了镀锌钢管传统成熟的安装方式和工艺，因此在使用中方便、可靠、卫生、安全。

跟据基管与内衬管选材的不同，以及制造工艺的提升，已有不少厂家生产的双金属复合管广泛应用于油田、化工、电力等工业领域，其适用范围越来越广泛，带来的经济、环境、社会效益也更加明显。

应用原理是什么？外基管负责承压和管道刚性支撑的作用，内衬管承担耐腐蚀的作用。

外基管可以根据输送介质的流量和压力要求，选用不同通径和壁厚的碳钢管材。

热镀锌钢管、直缝焊管、螺旋管、低中压流体输送用无缝钢管、高压锅炉、石油裂化用无缝管钢管、管线管等。

直径可从φ20-φ1020mm，壁厚可从2.5-50mm。

内衬管可以根据输送介质化学成分，选用不同的耐腐蚀合金。

可以是奥氏体不锈钢304、304L、316、316L、铜基合金、镍基合金、哈氏合金、钛、钛合金、双相不锈钢等新型高耐腐蚀合金材料。

内衬管壁厚可以根据使用寿命和焊接工艺的要求从0.3-4mm。

1、具有良好的机械性能：由于内外两层均为金属材料，所以其抗压、抗冲击性强，抗拉强度大，伸长率高，弹性模量值高，热膨胀系数小，尤其适宜高层建筑给水的立管与支管用。

2、结合强度高：内衬不锈钢复合管是将内层的不锈钢管套入碳钢管内，在机械挤压力的作用下，外层碳钢管处于弹性变形，内层不锈钢管达到塑性变形，使两层材质紧密嵌合，其结合强度超过国家行业标准的规定，达到lMPa以上，由于内外层材质相近，结合力强，所以在压槽、切割时不会产生两种材料剥离现象，杜绝了电偶腐蚀的发生。

油田集输管道完整性数据管理实践中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司摘要：随着社会的发展，当前为满足我国社会经济发展需要，油田建设中需不断提高工程质量和生产运行能力。

现阶段，在油田地面工程中，管道腐蚀问题依然存在，威胁着整体工程的稳定运行。

有效应用防腐施工技术，可以增强管道抗腐蚀形貌，维护油田地面工程管道投运质量。

只有做好管道防腐施工处理，才能降低管道泄漏几率，避免经济损失问题和环境污染问题。

关键词：油田集输管道；完整性；数据管理引言在油田单位的日常工作中，原油的输送是一个十分关键的环节。

因此，如何保障管道的质量与安全，成为了各油田单位在进行地面管道建设时的主要探讨项目。

油田地面工程管道的安全受多种因素的影响，其中腐蚀状况最为突出，目前国内大多数油田已进入了高含水开采期，使管线腐蚀问题日趋严重，已成为制约原油运输的主要障碍。

因此，石油单位需要提高油田地面工程管道的施工质量，在施工中查明导致油田地面工程管道腐蚀的主要原因，为了保护油田地面工程管道的安全，采取了相应的防腐措施。

1油田地面工程管道腐蚀成因分析油田地面工程管道腐蚀的成因有很多，因工程涉及范围广且需要运输承载的油田量较大，在管道长时间运行当中会受到主客观条件影响出现腐蚀问题。

而部分路段也会被植物所覆盖，所以在监测方面可能存在数据误差，所以为了规避管道腐蚀所带来的消极影响需要做好相应的施工技术分析。

相关单位需要做好当前防腐施工技术理论完善工作，并关注各类施工技术应用所产生的防腐效果，部分含水集油管线、污水处理管线等若是腐蚀部位有污垢或是位置复杂也会给施工带来一定难度[1]。

一般情况下分析油田地面工程管道腐蚀成因主要涉及化学因素、物理因素、生物因素以及人为主观因素等，结合化学因素来看，当油井采出液与管道水长期混合下聚合物含量高，含油乳化程度也相对较高，这就会产生矿化问题，而腐蚀性的二氧化碳聚集也相对明显。

第 49 卷 第 10 期2020 年 10月Vol.49 No.10Oct.2020化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry双金属复合管的研究现状与发展趋势闫可安1,2，许天旱1，韩礼红2，路彩虹2，陈　阳1,2(1.西安石油大学材料科学与工程学院，陕西 西安 710065；2.石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室，中国石油集团石油管工程技术研究院，陕西 西安 710077)摘　要：本文介绍了双金属复合管的结构特点和主要生产工艺，对双金属复合管的失效形式及原因进行了详细的文献调研，整理了双金属复合管工艺和应用的发展现状，对双金属复合管的应用发展前景进行了展望。

对其未来在制造和检测方面的发展趋势进行了分析，提出了应加快制造技术的研发和自动化程度，完善复合管无损检测技术，且标准规范需要系统化、规范化、全面化的建议。

关键词：复合管；双金属；现状；发展中图分类号：TB 331；TQ 055.8+1 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2020)10-0045-06基金项目：西安石油大学研究生创新与实践能力培养项目（YSC20112019）收稿日期：2020-07-201　概述及应用背景据统计，我国每年因腐蚀造成的损失达数千亿元人民币，管道腐蚀所占比例尤其大。

目前各种管网中腐蚀最严重的是低碳钢和低合金钢[1]。

油气田介质中存在CO 2、H 2S 等腐蚀气体，管道腐蚀影响油气运输质量，会给油气田用户带来损失[2]。

双金属复合管的出现减少了在运输中因腐蚀造成的管道泄漏损失，受到油气田用户的青睐。

双金属复合管结构示意图如图1所示，它结合了碳钢管材和合金管材的优点，兼具基层管材强度高和覆层材料耐腐蚀性优良的特点。

双金属复合管的优点众多，如内壁抗腐蚀能力强、使用寿命长、流动阻力小等，能最大限度地将碳钢和不锈钢的优势相结合，降低了油气输送管道的运输成本[3]。

油田用双金属机械复合管失效原因分析与对策油田用双金属机械复合管是一种具有双层结构的管道材料，其内层为高强度碳钢，外层为耐腐蚀的不锈钢或高合金钢。

它具有耐腐蚀、耐高温、高强度等特点，广泛应用于石油、天然气开采、输送等领域。

然而，双金属机械复合管也存在一些问题，如失效等。

本文将从失效原因分析和对策两方面进行探讨，以期提出有效的解决方案。

一、失效原因分析1. 应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂是双金属机械复合管失效的主要原因之一。

在油田的工作环境中，复合管受到外界应力的作用，结合介质的腐蚀作用，容易发生应力腐蚀开裂。

2. 检测和生产工艺不合格复合管在生产过程中，如果检测不严格，材料不合格或者工艺操作不当，会导致管材结构存在缺陷，进而引发失效。

3. 管材腐蚀复合管长时间工作在高温高压和腐蚀介质的作用下，难免会出现腐蚀问题，导致管材腐蚀失效。

4. 温度应力和疲劳失效复合管在长期受到高温环境的作用下，会产生温度变形和热应力，进而导致管材疲劳失效。

二、对策1. 加强质量检测在生产过程中，对复合管的材料进行严格的检测，确保材质符合标准。

同时，对管材的工艺操作进行规范化管理，避免出现生产工艺不合格的情况。

2. 结构设计优化针对复合管的应力腐蚀开裂问题，可以通过优化结构设计来降低应力集中的程度，减小应力腐蚀开裂的风险。

3. 采用防腐蚀技术为了提高复合管的耐腐蚀性能，可以采用防腐蚀技术，如涂层、电镀等措施，形成一层保护层，防止介质侵蚀，延长材料的使用寿命。

4. 加强管道维护和监测定期对复合管进行维护和监测，发现问题及时处理，避免由于管材腐蚀或温度应力引起的失效。

5. 加强管道运行管理在使用过程中，加强管道运行管理，确保操作人员按照规范操作，避免操作不当引发失效。

6. 增强研发力量加大对复合管材料和技术的研发力度，不断提高其耐腐蚀性能和使用寿命，以满足油田环境的要求。

总之，油田用双金属机械复合管的失效主要是由于应力腐蚀开裂、检测和生产工艺不合格、管材腐蚀、温度应力和疲劳等因素引起的。

双金属复合管的类别及应用领域
双金属复合管的定义
将镀锌钢管或焊管、无缝钢管和壁厚更薄的不锈钢管强力嵌合在一起的新型复合管材。

双金属复合管的结构
双金属复合钢管外基管可以选择碳钢管材，热镀锌钢管、直缝焊管、螺旋管、低中压流体输送用无缝钢管、高压锅炉、石油裂化用无缝管钢管、管线管等。

内衬管奥氏体不锈钢304、304L、316、316L、铜基合金、镍基合金、哈氏合金、钛、钛合金、双相不锈钢等新型高耐腐蚀合金材料。

双金属复合管的类别及用途
1、内衬铜复合管：
适合使用化工机械设备行业。

2、内衬钛双金属复合管
广泛应用于海水淡化装置中在化工、化肥、制药、盐业等行业管道系统也广泛应用此种复合管。

3、内衬不锈钢天阳能复合管
1）给水引入管
2）室外给水输水管
3）水泵房用管
4）高层建筑给水管，配水干管
5）空调循环水管，消防喷淋管
6）热水管，直饮水管
7）精装修高档商品房给水管
8）太阳能行业热水管
4、工业用内衬耐腐蚀合金复合管
应用于供热、供气、食品、石油化工、制药、消防和中央空调等诸多领域
5、油管内衬耐腐蚀合金复合管
应用于石油、化工、天然气、电力、冶金等行业。

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塔里木油田连续油管技术应用现状及前景分析塔里木油田位于中国新疆维吾尔自治区塔里木盆地，是中国重要的油气田之一、随着国内石油需求的日益增长，该油田的开发建设和技术创新日趋重要。

在塔里木油田的开发过程中，连续油管技术被广泛应用，并取得了一定的成果。

本文将对塔里木油田连续油管技术的应用现状及前景进行分析。

目前，塔里木油田连续油管技术主要应用于油井采收、输送和监测等环节。

在油井采收方面，连续油管技术能够提高采收效率和降低成本。

相比传统的单道井，使用连续油管技术可以减少油井施工时间和工程成本，提高油井的生产能力。

在输送方面，连续油管技术能够保证油气的安全输送，减少泄漏和损耗。

在监测方面，连续油管技术能够实现对井下情况的实时监测，及时掌握油田的运行状态，提高生产效率和资源利用率。

虽然塔里木油田连续油管技术已经取得了一些成果，但仍存在一些问题和挑战。

首先，连续油管技术的应用还不够广泛，部分油田仍然采用传统的单道井施工方式，导致资源浪费和生产效率低下。

其次，连续油管技术在应用过程中仍然存在一定的技术难题，如油管强度、耐酸碱等方面的要求较高，需要进一步完善和提升技术水平。

此外，连续油管技术在环境保护和安全管理方面也面临一些挑战，需要解决相关的问题和难题。

从前景来看，塔里木油田连续油管技术有望继续发展和创新。

随着石油资源的逐渐枯竭和国内能源需求的增长，连续油管技术在油井建设和生产中的应用将越来越重要。

其采用环保材料，可降低环境污染。

此外，随着技术的进步和发展，连续油管技术的成本也将得到进一步降低，提高了其应用的经济效益。

另外，连续油管技术还具有扩展性，可应用于其他油气田以及海洋油田等领域，在全国范围内推广应用，具有较大的市场前景。

总之，塔里木油田连续油管技术在油井采收、输送和监测等环节的应用已取得一定的成果。

然而，该技术在应用过程中仍然面临一些挑战和问题，需要进一步加强研究和创新。

从前景来看，随着石油资源的日益枯竭和国内能源需求的不断增长，连续油管技术有望在塔里木油田和其他领域得到广泛应用，具有较大的市场潜力。

油气田防腐用双金属复合管研究现状一、简述随着油气田开发和利用的不断深入，腐蚀问题日益严重，尤其是在油气管道系统中。

腐蚀会导致管道泄漏、破裂等问题，严重影响油气田的生产效率和安全。

因此防腐技术的研究和应用显得尤为重要，双金属复合管作为一种具有优异性能的防腐材料，近年来在油气田防腐领域得到了广泛关注和研究。

双金属复合管是由两种不同金属组成的管材，具有良好的耐腐蚀性能、耐磨性能、高温性能等优点。

在油气田防腐工程中，双金属复合管可以有效抵抗各种化学介质的侵蚀，延长管道的使用寿命，降低维修和更换的成本。

同时双金属复合管的制造工艺简单，可根据具体需求定制不同规格和型号的管道，满足油气田生产的实际需求。

双金属复合管作为一种具有广泛应用前景的新型防腐材料，在油气田防腐领域具有重要的研究价值和应用潜力。

随着科技的不断进步和人们对防腐技术的深入认识，相信双金属复合管在未来的油气田防腐工程中将发挥更加重要的作用。

1. 研究背景和意义随着油气田开发规模的不断扩大，油气田防腐问题日益凸显。

腐蚀是油气田设备和管道的主要失效因素之一，严重影响了油气田的生产效率和经济效益。

因此研究和开发具有优异耐腐蚀性能的油气田防腐用双金属复合管具有重要的现实意义。

双金属复合管作为一种新型的耐腐蚀材料，具有良好的综合性能，如优异的耐腐蚀性、良好的机械性能、较高的强度和硬度等。

在油气田防腐领域，双金属复合管可以通过改变两种金属的组成比例，实现对不同环境介质的适应，从而满足油气田设备的防腐要求。

此外双金属复合管还具有良好的高温性能、抗疲劳性和耐磨性等特点，使其在油气田设备和管道中的应用具有广泛的前景。

然而目前国内外关于油气田防腐用双金属复合管的研究尚处于起步阶段，主要集中在实验室研究和小批量试制阶段。

在实际应用中，双金属复合管的性能尚未得到充分验证，尤其是在油气田复杂环境下的长期使用效果尚不明确。

因此开展针对油气田环境特点的双金属复合管研究具有重要的理论和实践意义。

双金属复合管在油气田建设中的应用摘要：文中介绍了双金属复合管主要生产方式及原理，分析了不同类型双金属复合管的优缺点和在油气田建设中的适用性，对国内常用的复合管焊接施工技术进行总结并对复合管高效焊接施工技术的发展进行了展望。

关键词:复合管;石油行业应用;机械式;冶金式;高效焊接0前言近年来，在川东北高含硫气田，土库曼斯坦南约洛坦等天然气项目的建设中，高酸性介质管道的施工已经成为气田开发过程中亟待解决的关键问题，在H2S-CO2- Cl环境下，碳钢和低合金钢往往会产生严重的H2S应力腐蚀开裂（SSC）和氢致开裂（HIC），Cl会引起点蚀和氯化物应力开裂，并且在高含H2S-CO2-Cl环境下，碳钢和低合金钢均容易产生电化学腐蚀穿孔，导致严重的事故。

在高酸性气田的开发中，以往常采用碳钢+缓蚀剂的方案进行管道工程施工和运营，但这种方法需要长期添加缓蚀剂，维护周期长，对运营过程中的管理人员要求较高，增加了运营的成本和风险。

为解决安全高效输送腐蚀性介质的问题，采用以碳钢或低合金钢为基层，以奥氏体不锈钢，双相不锈钢，镍基合金等耐蚀合金材料作为覆层衬管的双金属复合管，由于其优良的耐腐蚀特性和经济效益，在石油天然气工程、化学工程等行业逐渐得到广泛的应用。

在石油行业应用的双金属复合管一般由碳钢或低合金钢基层和耐蚀合金衬管覆层组成，由基层承担管道系统的工作压力，覆层承担管道输送介质的耐蚀要求，其结构如图1所示。

按照基层和覆层的复合紧密程度，可分为机械式复合管和冶金式复合两类[1]。

图1双金属复合管结构1机械式复合管1.1水压成形法将待复合的内外管装配完毕后，将管内密封并注入液体，在对液体加压过程中，内部衬管在直径方向逐渐向外扩充，由于双金属复合管内衬管的屈服强度一般小于基层，在加压达到一定水平后，内衬管形成塑形变形，而基层仍然处于弹性变形的范围内，释放水压后由于基层弹性变形回复，使双金属复合管形成紧密结合的状态。

1.2爆炸成形法爆炸扩充与水压扩充生产方式相似，将装配好的内外管放置在水槽内，将集束炸药放置在内衬管轴线上，通过炸药瞬间生产的爆炸力，引起水槽内水压瞬间增高，瞬间增高的水压，在瞬间内推动内衬管在直径方向向外扩张，在轴向方向向内收缩。