油田注汽管線散熱損失分析與保溫措施研究

龐玉歡(遼河油田特種油開發公司，遼寧 盤錦 124010)

油田注汽管線散熱損失分析與保溫措施研究

龐玉歡(遼河油田特種油開發公司，遼寧 盤錦 124010)

在石油開發中，注氣開發是一項常用技術。但是，很多油田的注汽管線由于建設時間長、運行環境惡劣，所以散熱損失較大。為了提高油田注汽管線的保溫性能，應當要選擇合理的材料和工藝。本文通過對不同材料、工藝及使用年限的油田注汽管線的保溫情況進行對比分析，發現納米氣凝膠、復合硅酸鹽涂料等保溫材料會使油田注氣管線的保溫效果更好、散熱損失更小。

油田注汽管線；散熱損失；保溫措施

現如今，隨著我國工業的發展及生產需求的增大，對油田的開發越來越深入，對注汽開發工藝的應用亦越來越頻繁。但是，油田注氣管線的散熱損失問題仍舊沒得到徹底解決。雖然近年來在科技發展的推動下，各類保溫材料的性能都在不斷提高，相關保溫技術也越來越完善先進，但仍需針對油田注汽開發的實際條件和需求，采取有效的技術措施來減少注汽管線散熱損失。本文通過對不同材料、工藝及使用年限的油田注汽管線的保溫情況進行對比分析，研究了減少油田注汽管線散熱損失及提高保溫效果的相關措施，僅供參考。

1 目前常用的保溫材料

目前在油田注汽管線中，常用的幾種保溫材料主要有：①泡沫型保溫材料：一種是聚合物發泡型材料，其優點在于吸濕率小、導熱系數小、保溫效果好以及施工方便，缺點是易燃；另一種是泡沫石棉，其優點在于密度小、保溫效果好以及施工方便，缺點是易受潮和易溶解。②復合硅酸鹽保溫材料：其優點在于耐高溫、可塑性強、導熱系數低以及施工方便，缺點是易碎、易受施工質量影響。③纖維質保溫材料：其優點在于防火性能好、保溫性能佳，缺點是成本較高。④硅酸鈣絕熱制品保溫材料：其優點在于耐熱度高、密度小、收縮率小以及抗壓強度高，缺點是原材料(紙漿纖維)易降低其耐高溫性及易破碎。

2 測試方案及方法

(1)測試方案 為掌握油田的注汽管線保溫現狀，先調查和統計油田現場運行的保溫管線的材料、地點、使用年限等信息，然后據此選取 15條比較具有代表性的保溫管線進行研究，所使用的保溫材料分別為：雙層硅酸鹽瓦、納米氣凝膠、復合硅酸鹽涂料。

(2)測試方法 ①測試管段抽樣。以個體支墩對每段注汽管線編號，從鍋爐房外的第一個支墩開始，分別選取三分之一管線處和三分之二管線處的支墩作為基點，從各支墩前端取均質保溫直管段10米，再于附近選取彎頭1個。對所選取的管段進行熱成像，設備采用紅外熱像儀，測評注汽管線的保溫結構的性能，明確其中的異常溫度場，然后據此選取具有代表性的區域。②測點布置。直管段每隔10米處均勻布置測試截面，共布置4個，每個測試截面的圓周上再布置測點4個。在異常溫度場上，按照等溫線布置測點，以用來對高溫區的溫度分布進行測試。另外在各彎頭處也均布置測試截面3個。具體見圖1。

圖1 截面測點選取圖

(3)儀器儀表。在油田注汽管線的保溫測試中，主要測試的項目有：表面溫度、定性尺寸、風速以及熱像圖等。其所應用的儀器儀表分別為：表面溫度測試應用Fluke568紅外線測溫儀，準確度±1.0℃；定性尺寸測試應用鋼卷尺，準確度1mm；風速測試應用Testo445型風速測試儀，準確度0.1m/s；熱像圖測試應用Fluke Ti55熱成像儀，準確度0.1℃。

3 紅外熱成像定性分析

采用紅外熱像儀對所選取的 15條比較具有代表性的保溫管線做診斷性分析，分別對采用雙層硅酸鹽瓦、納米氣凝膠、復合硅酸鹽涂料這三種保溫材料的油田注汽管線的直管段及彎頭部位保溫情況進行定性分析，明確局部的異常高溫區以為測試提供輔證信息。

①雙層硅酸鹽瓦測試結果。采用雙層硅酸鹽瓦保溫材料的油田注汽管線在直管段接縫處具有漏熱點。1-1 測試管線在直管段出現局部破損，接縫溫度較高，直管段10米處發現11個漏熱點；1-2 測試管線在彎頭處出現大面積漏熱區，與直管段連接處部分溫度較高，散熱損失較大。②納米氣凝膠測試結果。采用納米氣凝膠保溫材料的油田注汽管線在直管段處未發現漏熱點，彎頭處存在少量的漏熱點，隨使用年限的增加，保溫材料的保溫效果具有不同程度減退。③復合硅酸鹽涂料測試結果。采用復合硅酸鹽涂料保溫材料的油田注汽管線在直管段處與彎頭處均未發現漏熱點，隨使用年限的增加，保溫材料的保溫效果具有不同程度減退。

4 測試結果對比

對所選取的 15條比較具有代表性的保溫管線進行測試和分析發現，受保溫性能差異的影響，采用不同保溫材料的油田注汽管線的保溫層厚度也均不一樣。采用納米氣凝膠保溫材料的油田注汽管線的保溫厚度最小、保溫效果最好。在保溫厚度相同的前提下，采用雙層硅酸鹽瓦保溫材料的油田注汽管線的散熱損失情況并未隨使用年限而出現規律性變化。采用納米氣凝膠保溫材料和采用復合硅酸鹽涂料保溫材料的油田注汽管線在相同的保溫厚度下，保溫效果均較好；隨使用年限的增加，兩者的散熱損失均會出現微幅增長，但整體散熱損失均小于采用雙層硅酸鹽瓦保溫材料的油田注汽管線。

5 結語

根據測試和對比結果，可以得出結論：納米氣凝膠、復合硅酸鹽涂料等保溫材料會使油田注氣管線的保溫效果更好、散熱損失更小。

[1]孫彥峰.新疆油田注汽管線保溫現狀分析研究[J].石油石化節能，2016,(12)：8-11+7+2.

[2]尹鑫.超稠油注汽管線保溫技術[J].節能，2012,(02)：63-65.

龐玉歡(1979- )，男，上海崇明人， 助理工程師，專科 ，主要從事熱注一線管理工作。