国外石油钻井平台玻璃钢管道和格栅的采用

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玻璃钢良好的综合性能，近些年扩展在海上石油平台的应用，据有关报道，一个中等规模的石油钻井平台，采用玻璃钢材料制作的格栅骨架和输油、输水管道，要比传统的钢材结构节省约40％左右的投资，其维修费用也远比钢材制造的低，因此开发玻璃钢海上石油平台应用的前景将十分广阔。
众所周知，海上石油平台建筑构件的性能要求，一要防火；二要具有良好的耐腐蚀性能。长期以来，往往采用碳钢作为海上石油平台的构筑材料。对于海上石油平台而言，玻璃钢材质的一次性投资和安装费用，以及使用寿命／投资的比例，与钢材的相比，均较为便宜。但是，在石油业工程标准文件中，目前国内外均缺少关于玻璃钢材料的有关内容，此外，玻璃钢石油平台工程设计的理论和实践经验，也较为缺乏，从而很大程度上限制了玻璃钢在石油平台方面的推广应用。
据有关报道，英国石油平台工程协会（UKOOA）为了向石油业界介绍有关玻璃钢的知识，推广应用这种新型材料，专门编写了一本专论“玻璃钢石油平台应用入门”。因此，在前些年，近海石油平台工程玻璃钢的应用已获得了很大的进展。例如，Conoco石油平台的贮油罐、英国石油总公司Dunbar近海石油平台的原油引油管、飞利浦石油公司Ｊudy平台用的冷却液管道和原油管道等，均已采用玻璃钢材料制成。其中英国石油总公司原来使用两条碳钢材质的石油引油管，投资费用约达150万英磅，而改用玻璃钢管后，其投资费用仅为40万英磅。这些成功的经验，无疑将近海石油平台的玻璃钢应用起到积极的推动作用。
一、Dunbar海上石油平台玻璃钢输油输水管道。据有关报道，Dunbar石油平台用的玻璃钢制品，系由英国Balmoral集团所制造。该集团提供了有关的技术，将玻璃纤维增强环氧管道首次成功地应用于近海石油引水管。据悉，这种环氧玻璃钢管道均装配在接近海底的部位，一个显著的优异性能，即重量轻，约可减轻400%的材料重量。据计算，该油田的 60米引油管，若全部采用玻璃钢制成，则可减轻重量约200吨以上。其次，在耐腐蚀性能方面，玻璃钢管也有其独特的优异性能。通常，水下引油管在接近海底部位的腐蚀情况较为严重，并且管道内壁的腐蚀更为严重。这些部位需要增加防腐层，并且必须进行定期的检查。对于玻璃钢水下引油管的检测和维修也比较简便。   
英国SLP工程公司、英国健康和安全委员会，及其欧洲委员会等，已列出一个共同开发的综合性计划，以进行玻璃钢引油管的研究和试制工作。性能检测由英国的TWI公司负责，并且准备申请Lloyd船级社的许可证。这一计划内容包括引油管的设计制造、样管性能测试，以及申领许可证等。重点目标是寻求既可降低玻璃钢管道成本，又可适应北海地区环境条件下经久耐用的玻璃钢管道系统。据悉，该种近海油田引油管系采用纤维缠绕工艺制成。这类玻璃钢引油管的壁厚约为原来钢质管道的两倍左右。该项开发计划是由SLP公司先制成实样尺寸的1/3的样管及其管件，并经过静态和疲劳强度性能试验。其性能指标测试结果表明，完全可以用于近海石油平台管道系统。该公司已经得到了工程设计许可证，并签订了４套玻璃纤维增强环氧树脂的水下工程的合同，每个合同的玻璃钢管约50米左右，700毫米的石油原油输送管，另一套是内径为700毫米的海水辅助输送管。根据用户的要求，玻璃钢引油管系统的使用寿命为25年以上。根据对材料进行性能测试结果预计，该玻璃钢管道系统的使用寿命将达60年以上。
二、墨西哥石油平台管道系统。墨西哥高尔夫石油平台也已采用了玻璃钢管道作为海水的输送管道。据有关报道，该工程系由美国路易斯安娜州的Baton Rouge特种塑料有限公司负责设计制造，以及安装等项工作。这种牌号为Fiberbond 20-FW-HV的复合材料管道及其管件，由于使用效果较高，已在该地区内推广使用，并逐步被用户所信赖。这类玻璃钢管道系统最显著的优点是重量轻，以直径为152毫米、长度为12.9米的玻璃钢管为例，其重量约为90.7公斤，而相同尺寸的钢管重量需345公斤。另外，玻璃钢管道可采用特殊的连接方法，显得更加方便安全。在耐腐蚀性能方面，玻璃钢管道其内表面可以采用C－薄纱增强的富树脂层，对海水具有非常良好的耐腐蚀性能。
特种塑料公司还为高尔夫地区海上油田提供了460米的玻璃钢管道，其直径在50毫米~２５５毫米之间，共装备3套海上石油管道系统，其中两套管道系统供生产使用，一套是备用管道系统。其制造成本较为便宜，约与碳钢管道系统的成本大致相同，但比铜／镍管道系统成本要降低７０％左右。据有关人士预计，今后世界石油产量的２５％将来自近海油田，因而其应用前景十分广阔。
三、在海上油田其他管件应用。玻璃钢材料在近海油田某些耐高压部件，海底石油钻探管道和上引原油管道之间的隔离阀门部件，原油管道的封闭阀门，以及高压管道系统或箱体，以及某些高压圆弧形石油输送管道等，尤其在复合材料圆弧形管道方面，更加引起石油业界的广泛关注。
据有关报道，Conoco公司早已于1994年就开始着手进行一项玻璃钢大弧度弯形管（CCT）的研制开发计划。该项计划包括制造不同规格的大弧度弯形管，并对其进行性能测试。该计划可对CCT系统的安全性，以及重量、成本、经济效益等各个方面，进行全面的综合性评价。玻璃钢制品在石油工业的应用早已被用户所认识，潜在应用市场很大。制作石油工业用玻璃钢制品的常用增强材料为杜邦公司的凯芙拉纤维、玻璃纤维或碳纤维等，基体材料通常采用Teflon树脂。
有关人士认为，CCT管道系统的开发应用将充分证明玻璃钢材料具有许多钢材所不具备的优点，例如它的制造成本较为低廉，柔曲性能较好，并且使用寿命较长，耐腐蚀性能较好等。
据悉，AMAT公司和Fiberspar公司每家将生产5500米的CCT玻璃钢管道，其中3000米管道安装在埃克森南海石油公司的海上油井试用。这些CCT玻璃钢管道采用S玻纤或E玻纤和芳纶纤维的混用增强材料，而环氧树脂则是这些管道的首批基体树脂。这批玻璃钢管道的显著特点是每根管道的长度较长，并且其耐腐蚀性能较好，因而有利于油井的环境保护工作。
四、玻璃钢海上石油平台模塑格栅。玻璃钢模塑格栅用于海上石油钻井平台已是一个成熟的案例。据悉，传统钢材平台耗材8万吨，而玻璃钢复合材料平台耗材在1.3万吨-1.5万吨。江苏南通地区有10多家企业生产石油平台用玻璃钢模塑格栅，有一半出口海外。南通地区模型格栅的年产值达到6亿多元，占全国模塑格栅产量的2/3。此外酚醛模塑格栅还用油船底部作填仓板，达到阻燃低烟。（摘自建材报和本刊补充资料）