资讯中心
关于申报2019年河北省科技进步奖的公示
申报2019年河北省科学技术奖励项目
公 示
为了做好2019年河北省科学技术奖励申报工作，根据《河北省科学技术奖励办法》和《河北省科学技术奖励办法实施细则》有关规定，公司根据《多功能井下柔性复合连续油管研发及工业化应用》项目申报2019年度科学技术进步奖，现将项目基本情况和主要完成单位等相关情况予以公示：
一、项目名称：多功能井下柔性复合连续油管研发及工业化应用
二、提名单位：衡水市科技创新局
三、项目简介：
1、项目所属科学技术领域：
油气田井开发工程、石油天然气专用机械、设备设计与制造
2、项目立项背景：
油田开发过程中产生的污水利用难度大，且因矿化度高，外排时会造成土壤碱化与板结，对环境造成严重污染。为了解决油井开采，废水外排的问题，应用污水回柱技术，可以直接有效的解决这一难题。使用污水回注技术，有利于降低油田含油污水的处理成本，降低石油勘探开发成本，并解决污水外排造成的环境污染的问题。
目前，我国各大油田在污水回注工艺中，普遍采用钢管来实现，但是回注污水的泥沙含量及氯离子、溶解氧、硫化物和SRB菌等有害成分含量远高于深度处理的软化污水，这些因素都会引起回注污水管材的腐蚀。在流动水中，低碳钢的腐蚀速度和溶解氧的浓度成正比的增加。但当氧含量达到某个临界温度以上，腐蚀速度反而降低，这是因为氧的供给量过剩使得低碳钢转为钝化所致。但是，水中若有氯离子存在，就不会产生这种钝化现象，氧浓度上升时，腐蚀速度将增大，这对管线钢的腐蚀影响很大，因为氯离子的存在会破坏金属表面的保护膜，氯离子越多，溶液的导电率愈大，而加剧微电池作用。另外，在流动的水中，随着温度的升高，铁的腐蚀量增加，在80℃，腐蚀量为最大，超过该温度时，因溶解氧量急速减少而腐蚀速度降低，但是在密封的体系中，温度上升时溶解氧不能溢出，腐蚀同样增大，而回注污水管的工作温度为50-70℃，对管线材料的腐蚀会较大。
污水中还存在较多的硫酸盐还原菌SRB(1000个/ml),SRB广泛存在于河水、海水、油井、港湾及秀层缺氧环境中。它们的特点是把硫酸盐还原成硫化物，如硫化氢。最适宜的生长温度是25-30℃耐热菌可在55-65℃，PH值在7.2-7.5范围生长。可见，回注污水管的工作环境，正复合SRB的生长条件，有SRB存在，对钢铁的腐蚀速度要比无菌时急剧增加。近几年来，在我国一次采油系统中，SRB的腐蚀事列很多，据1991年不完全统计，中原油田仅套管一项就有100多口井腐蚀穿孔，30多口井的报废与SRB腐蚀有关。SRB对油田管材的腐蚀特征为点蚀，腐蚀产物通常是黑色的带有难闻气味的硫化物。所以SRB对回注污水管的腐蚀很严重。
目前针对油管的腐蚀问题已采取多种防护措施，取得一定效果，但不同程度存在缺点，不能从根本上解决管道腐蚀问题。
3、项目技术内容及创新点：
1、材料设计
柔性复合管多层截面结构，其所应用的材料主要是聚合物和纤维材料等。柔性管的材料选择主要考虑下面几个方面：满足使用环境的要求、满足操作及安装条件的要求、满足相关功能的要求、满足服务寿命的要求、满足管体内部结构兼容性的要求、具有较合适的经济性。
材料选择应考虑设计温度下的抗压强度、弯曲强度、剪切强度，设计条件下的蠕变特性；确定许用应力的基础及其影响因素，设计中所取数据的可靠性；材料的延伸率及热膨胀系数；耐冲击性和冷热急变性；操作中可能出现的温度极限及材料所能承受的温度范围；材料转化温度；接头连接方法及管道整体可靠性。
2、在位载荷设计
柔性复合多功能油管作为注水管柱，在位载荷包括自身重量和注水时所承受的摩擦力，以DN40、DN50柔性复合多功能油管为例，在10、16、20、25MPa压力下，长度为1500，2000，2500，3000m时，计算柔性复合多功能油管的在位载荷。
柔性复合多功能油管为连续生产，其理论长度可以达到无限长，根据使用情况定尺生产，做到管体无接头，安全系数更高。目前恒安泰公司生产的柔性复合多功能油管单根长度可达2000m。
3、多功能设计
柔性复合连续油管在管体的设计过程中，将井下测试过程中使用的信号缆、动力缆与管体合并为一体，直接埋敷管体壁中，使管体的伸长参数与线缆伸长参数设计一致，达到井下连续油管在使用的过程中，缆线不裸露，避免磕碰损坏现象，测井工程更直观、方便。
4、施工设计
恒安泰集团自主研发，委托国内机械制造厂家生产的国内首台柔性复合连续油管作业车，适合于国内各大油田现场施工作业。专业用于多功能复合连续油管的现场施工，实现柔性复合连续油管作业设备一体化，管体下井或提升控制自动化、数字化，作业速度快、效率高。整体设备及所有部件均可以在风沙、潮湿、雨雪等恶略自然环境下作业，是目前国内唯一一台多功能、自动化柔性复合连续油管专用作业车。井深2000米以内，作业时间为10小时即可完成管体下井及辅助作业。
项目创新点：
创新点1：管体采用特有非粘接结构，在国内及国外为首次。（且已经将该种管体结构申请发明专利）
创新点2：可与井下工具相匹配，形成井下智能注水测调开发、智能封堵地层注水等多功能实现。
创新点3：管道在耐高温、高承压、耐腐蚀、耐结垢等特性上，以及在高稠油开采上具有良好的优势应用。
创新点4：管线可依据实际使用情况可将内管布置多根小管，通过小管对井下作业工具进行相关化学剂、液压油、开采油等流体的输送。
创新点5：通过对井下实时数据的采集、监测以及对井下工具工作状况、管体运行状况的监控、数据传输，实现从中控到井底的无缝对接、远程智能化作业。
4、项目技术指标：
4.1、规格型号：DN50-25MPa；
4.2、规格型号：DN50-20MPa；
4.3、规格型号：DN40-25MPa；
4.4、规格型号：DN40-20MPa；
4.5、规格型号：DN50-16MPa；
4.6、规格型号：DN40-16MPa；
5、应用推广及效益情况：
目前，油田采用的输油、输气、输水的管道大都采用的钢管，钢管易腐蚀泄漏，寿命短，而且运输、作业设备等限制，钢管每节长度有限，而且重量大，在作业过程中需要节与节之间的连接作业，施工程序多，速度慢，施工效率低，劳动强度高。而且中国石油油气田地面工程每年建设的各种管线大约在2万km（不包括长输管道），投资大约在120亿元左右，如果每年以推广使用1万km柔性复合管，将节约50万t钢材，至少可减少175万t二氧化碳的排放；其规模经济效益就已相当可观；如果再加上其在含H2S、CO2、氯离子（Cl-）和水等腐蚀介质环境中的管道服役安全性、节能降耗等创造的巨大社会效益，则无论从生态效应、经济效益还是生产管理效率来看，都具有比较明显的应用优势，总体规模效益将十分显著。
据相关专家分析，柔性复合管的潜在综合效益十分看好。下面将就钢制管线及柔性复合管线进行对比，来分析柔性复合管的潜在综合效益。
钢制管线投产3～5年后会发生腐蚀穿孔现象，维修工程量大，费用高，而柔性复合管线生产运行过程中，没有腐蚀穿孔现象，维修费低廉；
钢制管线寿命一般在2-4年，而柔性复合管线寿命为＞20年，柔性复合管线更显性价比优势，其综合效益非常显著。
钢制油套管价格约为90元/米,施工费用约2-3万元/井，每口井按2000米计划，钢管投资约21万元+每年2次测井费用4万元，寿命约2-4年。柔性复合连续油管每口井费用约28万元/井，使用寿命15年。综合费用为：钢管（每口井4年费用=21+4*3=33万元），柔性复合连续油管每口井4年费用为（28/15*4=7.466万元）。每口井每年节约费用为6.38万元。仅仅长庆油田，目前存在上万口污水回注井，按10%推广使用量计算，油田每年可节约费用6380万元。
随着井下柔性复合连续油管的应用成功，市场潜力巨大，以国内最大油田长庆油田为例，现有油田注水井上万口，塔里木油田作为新兴试用田，年新增油气水井1000口以上，据不完全统计，中石油、中石化现有注采井可达80万口，按现价格30万/口井，10%的市场占有率计算，产值可将超过200亿元。
四、主要完成单位及创新推广贡献：
主要完成单位：河北恒安泰油管有限公司
创新推广贡献：项目产品已经完了设计生产阶段，2012年3月，在长庆油田采油二厂“悦-29井区”“城95-12井”及“城91-11井”进行首根连续油管现场下井试用，并且在每顺延年进行一次跟踪试验。此后，在长庆油田采油十厂、长庆油田采油一厂、长庆油田采油七厂、长庆油田采油4厂及延长油田、塔里木油田、大庆油田逐步推广应用。此产品在各油田用户提供的用户意见表明：该产品耐腐蚀性好、管线运行数据平稳，各项检测指标均能达到要求，并且施工速度快，能耗低等特点。公司将该项目产品2013年起草行业标准，2014年10月15日发布并于2015年3月1日正式实施（SY/T6662.6-2014石油天然气工业用非金属复合管第六部分：井下用柔性复合连续管及接头）。
该产品目前共取得以下专利：
201820270047.3 井下复合连续油管的生产设备
201820262016.3 潜水泵井下采水管道总成
201820339865.4 一种井下注水管总成及其注水管
201820385504.3 一种井下输送管道用接头
201510566619.3 一种柔性管用内衬材料及其柔性管
201721144290.2 一种智能井下用柔性复合连续油管
五、推广应用及经济社会效益情况：
该产品在长庆油田实验成功后，陆续在延长油田、塔里木油田、大庆油田等各大油田推广，并出具相应使用报告。本产品的研发成功，有效的解决了钢制管线在注水过程中易腐蚀、寿命短、施工作业慢等不足。成功替代钢质管线，减少钢质管线的使用量，减少钢质管线在生产中以及使用过程中的环境污染及碳排放量。
多功能井下柔性复合连续油管使用寿命为10年，中间不用维护，减少了钢制管线在使用过程中维护管线而造成的环境污染。
专用设备的研制成功，大大降低了劳动强度及作业时间，多功能井下柔性复合连续油管的作业时间仅为10小时（2000米以内的注水井），而且自动化程度高，操作者劳动强度低，有效的改善了操作者的工作环境及工作性质，提高了操作者工作积极性。
六、主要完成人情况：
|
排名 |
姓名 |
技术 职称 |
工作单位 |
完成单位 |
对本项目技术 创造性贡献 |
曾获科学技术 奖励情况 |
|
1 |
孟宇 |
工程师 |
河北恒安泰油管有限公司 |
河北恒安泰油管有限公司 |
作为本项目的主要负责人，负责项目的总体设计、实施方案的制定、任务分工与人员调配、组织落实等全面工作。 |
|
|
2 |
孟庆义 |
工程师 |
河北恒安泰油管有限公司 |
河北恒安泰油管有限公司 |
参与该项目的管体结构的设计，功能设计，实现了产品的多功能性能及本项目的成果转化 |
河北省科技进步 三等奖 |
|
3 |
刘茹军 |
工程师 |
河北恒安泰油管有限公司 |
河北恒安泰油管有限公司 |
在项目研发过程中确定了产品工艺,生产设备的设计与开发工作，实现了本项目产品的量化生产。 |
|
|
4 |
王忠 |
工程师 |
河北恒安泰油管有限公司 |
河北恒安泰油管有限公司 |
在项目参与研发过程中结构的设计，生产设备的研发及调试及产品的实验，保障了产品在使用过程中的稳定性。 |
|
|
5 |
崔晓轩 |
工程师 |
河北恒安泰油管有限公司 |
河北恒安泰油管有限公司 |
对产品进行耐腐蚀材料的选择，以及产品性能参数的计算 |
|
完成人合作关系说明及完成人合作情况汇总表：
|
序号 |
合作方式 |
合作者 |
合作时间 |
合作成果 |
证明材料 |
备注 |
|
1 |
共同知识产权 |
孟庆义 |
2011年 |
“完成多功能井下用连续油管研发与工业化应用”项目 实用新型专利“一种智能井下用柔性复合连续油管” 实用新型专利“井下复合连续油管的生产设备” 发明专利“一种柔性管用内衬材料及其柔性管” |
附件2.5.5 2.5.1 2.1.3 |
|
|
2 |
共同知识产权 |
孟宇 |
2011年 |
“完成多功能井下用连续油管研发与工业化应用”项目 实用新型专利“一种智能井下用柔性复合连续油管” |
附件2.5.5 |
|
|
3 |
共同知识产权 |
刘茹军 |
2011年 |
“完成多功能井下用连续油管研发与工业化应用”项目 实用新型专利“一种智能井下用柔性复合连续油管” |
附件2.5.5 |
|
|
4 |
共同知识产权 |
王忠 |
2011年 |
“完成多功能井下用连续油管研发与工业化应用”项目 实用新型专利“井下复合连续油管的生产设备” |
附件2.5.1 |
|
|
5 |
共同知识产权 |
崔晓轩 |
2011年 |
完成“多功能井下用连续油管研发与工业化应用”项目 发明专利“一种柔性管用内衬材料及其柔性管” |
附件2.1.3 |
|
七、知情同意证明
申报河北省科技进步奖所涉及的知识产权，发明专利一种柔性管用内衬材料及其柔性管，证书编号为ZL201510566619.3，发明人李建军、赵亭已知情，同意申报河北省科技进步奖。
以上公示内容如有异议，请于2019年4月24日前以书面形式（注明通讯地址和联系方式）向河北恒安泰油管有限公司提出。个人提出异议的，要求在异议材料上签署本人真实姓名（姓名不能打印），公司对异议人身份和反映情况予以保密。
电话：0318-4221781 传真：0318-4227711
联系人：王忠
河北恒安泰油管有限公司
2019年4月10日