一种柔性复合管的长期服役性能评价方法与流程

1.本发明属于柔性复合管长期服役性能评价技术领域，涉及一种柔性复合管的长期服役性能评价方法。


背景技术：

2.近年来，油田开发的地面碳钢管线失效频发，失效主要原因为内腐蚀。内腐蚀的典型失效模式为h2s+co2共存的电化学腐蚀。柔性复合高压输送管(以下简称柔性复合管)耐腐蚀性能优异，连接接头少，便于运输、安装和维修；弯曲性能好，适用于沙漠地形敷设；低水力摩阻，耐磨，延缓结蜡结垢等特点。综合以上优势，目前柔性复合管的应用已成为解决腐蚀问题的重要手段之一，现已大量应用于国内外油气田注水和集输领域。柔性复合管在西部油田油气混输、注水输水、集输油和集输气领域均有所应用。柔性复合管在油气混输领域压力分布在0.2～10mpa；温度分布在5～80℃，主要集中在15～60℃。在注水输水领域压力分布在0.1～24mpa，主要集中在0.1～24mpa；温度分布在15～80℃，主要集中在20～60℃。在集输油领域压力分布在0.1～13mpa，主要集中在0.1～2mpa，温度分布在20～65℃，主要集中在20～60℃。在集输气领域压力分布在0.2～14mpa；温度分布在20～65℃，主要集中在10～50℃，主要集中在15～35℃。综上所述，柔性复合管已经在油田现场得到了大量的应用，柔性复合管的应用极大的解决了油田现场腐蚀问题。然而，柔性复合管服役条件复杂、服役压力和温度范围广泛，为满足油田生产需要，对于柔性复合管的长期安全服役提出了较高要求。因此，建立一种快速评价柔性复合管长期服役性能的方法，为柔性复合管安全运行具有重要意义。
3.现有技术中针对全尺寸非金属复合材料管材的压力等级评定试验方法，参考标准api 15s 5.3.3，pfr的mpr应通过在评定试验温度和恒定压力条件下进行一系列的蠕变断裂试验确定。试验应按astm d2992-12规定的程序b进行，回归计算中不包括失效时间低于10h的数据点，具体试验方案见表1。评定试验的温度由制造商选定，应不低于该产品在任何应用条件下的设计温度，可推荐评定试验温度为65℃(涤纶纤维增强聚乙烯复合管)。允许的失效模式为增强体的拉伸断裂。如果在评定试验过程中，失效模式不是增强体的拉伸断裂，如管体从接头或套筒中脱出，则在计算平均值或使用数据绘图时应舍弃该试验结果，现有技术中柔性复合管压力等级评定试验中部分数据采集见图1。
4.表1mpr失效点分布(参考astm d2992-12规定)
5.失效时间(h)失效点设计失效点10～1000至少4个11个1000～6000至少3个3个大于6000至少3个3个大于10000至少1个1个总数至少18个18个
6.现有技术的具体实施方案为：
7.a)对试验样管进行65℃水压爆破强度测试，得到极限强度值；
8.b)根据极限强度值，推测10～1000h失效时间对应的压力值，2个月内完成两个规格共11个失效点的采集；
9.c)根据10～1000h失效点分布，初步作出回归曲线，并推算出后续试验时间与压力分布的对应关系，给出后续试验失效点对应的压力值；
10.d)开展6000～10000h试验点的采集工作，共3个点；
11.e)开展1000～6000h试验点的采集工作，共3个点。
12.由上实施步骤和附图1可以看出，api 15s规定的压力等级评定试验包括18个有效数据点的采集，最长试验时间为10000小时，因此该评定方法工作量巨大、试验周期长、试验过程中有效数据不可控。


技术实现要素：

13.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，从而达到在较短时间内完成柔性复合管长期服役性能评价。
14.本发明是通过以下技术方案来实现：
15.一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，包括以下步骤：
16.s1：获取所述柔性复合管当前服役时间时的极限压力以及达到所述极限压力所需的极限时间；获取所述柔性复合管在极限服役时间时的最大工作压力以及剩余服役时间；
17.s2：通过步骤s1得到的所述当前服役时间时的极限压力、达到所述极限压力所需的极限时间、极限服役时间时的最大工作压力以及剩余服役时间建立所述柔性复合管服役时间内的最大工作压力与服役时间的线性关系式；
18.s3：在所述达到极限压力所需的极限时间与剩余服役时间之间选择至少一个试验时间，并通过步骤s2建立的所述线性关系式，获取柔性复合管在所述试验时间时的最大工作压力；
19.s4：对柔性复合管加载所述试验时间以及通过s3获取的试验时间时的最大工作压力，对柔性复合管进行存活试验，若所述柔性复合管通过所述存活试验，则所述柔性复合管满足长期服役要求，反之，所述柔性复合管不满足长期服役要求。
20.优选的，采用水压爆破试验获取所述柔性复合管当前服役时间时的极限压力以及达到所述极限压力所需的极限时间。
21.优选的，所述极限服役时间时的最大工作压力通过柔性复合管的公称压力、压力安全系数、温度折减系数以及介质折减系数获取，具体为：
22.mop＝npr
×
η
×ft
×ff
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
23.式中：
24.mop为所述柔性复合管极限服役时间时的最大工作压力；
25.npr为所述柔性复合管的公称压力；
26.η为所述柔性复合管的压力安全系数；
27.f
t
为所述柔性复合管的温度折减系数；
28.ff为所述柔性复合管的介质折减系数。
29.优选的，所述温度折减系数通过所述柔性复合管的管材类型以及允许的最高服役
温度获取。
30.优选的，所述介质折减系数通过所述柔性复合管的试验介质获取，具体为：
31.当试验介质为气体时，所述介质折减系数不大于0.67；
32.当试验介质为液态碳氢化合物和多相流体时，所述介质折减系数不大于0.8；
33.当试验介质为水时，所述介质折减系数不大于1。
34.优选的，所述剩余服役时间通过所述柔性复合管的预期寿命以及已服役年限获取，具体为：
35.t
sy
＝t
yq-t
fy
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
36.式中：
37.t
sy
为所述柔性复合管的剩余服役时间；
38.t
yq
为所述柔性复合管的预期寿命；
39.t
fy
为所述柔性复合管的已服役年限。
40.优选的，所述步骤s2中的线性关系式具体为：
[0041][0042]
式中，
[0043]
x为所述柔性复合管服役时间的对数值；
[0044]
y为所述柔性复合管服役时间内最大工作压力的对数值；
[0045]
x1为达到当前服役时间时极限压力所需的极限时间的对数值；
[0046]
y1为柔性复合管当前服役时间时极限压力的对数值；
[0047]
x2为柔性复合管剩余服役时间的对数值；
[0048]
y2为柔性复合管极限服役时间时最大工作压力的对数值；
[0049]
所述对数值的底数为10。
[0050]
优选的，所述步骤s3中选择的试验时间为1000h。
[0051]
优选的，所述步骤s4中存活试验的试验温度为0～100℃，试验介质为水、油、多相流或气体的任意一种。
[0052]
优选的，所述柔性复合管包括涤纶工业长丝增强聚乙烯复合管、涤纶工业长丝增强交联聚乙烯复合管、涤纶工业长丝增强耐热聚乙烯复合管以及芳纶长丝增强聚偏氟乙烯复合管。
[0053]
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0054]
本发明提供了一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，将柔性复合管当前服役时间时的极限压力以及达到极限压力所需的极限时间作为一组数据，将柔性复合管在极限服役时间时的最大工作压力以及剩余服役时间作为一组数据，通过该两组数据的线性拟合，推出柔性复合管长期服役性能线性关系，并在服役周期内至少选择一个试验时间，结合得到的线性方程得到该试验时间时的最大工作压力，利用获取的试验时间以及该试验时间时的最大工作压力，进行存活试验，验证柔性复合管长期服役性能。该方法大大降低了工作量，可操作性强，能够快速反应柔性复合管在油气田不同工况条件下的长期服役性能情况，为柔性复合管在油气田长期安全服役提供有力支撑。
[0055]
进一步的，采用水压爆破试验获取柔性复合管当前服役时间时的极限压力以及达
到该极限压力所需的极限时间，操作便捷，结果可靠。
[0056]
进一步的，充分考虑了管道长期安全运行，在公称压力基础上引入了压力安全系数，考虑了柔性复合管内衬层材料受温度影响较大，引入了温度折减系数，考虑了柔性复合管运行过程及试验过程中介质不同，引入了介质折减系数等参数对柔性复合管的公称压力进行修正，使得模拟的结果更加符合实际的情况，结果更加可信。
[0057]
进一步的，步骤s3中的试验时间为1000h，可以更加准确的反应柔性复合管的长期服役能力。
附图说明
[0058]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0059]
图1为现有技术中柔性复合管压力等级评定试验中部分数据采集；
[0060]
图2为本发明中所建立的柔性复合管服役时间内的最大工作压力与服役时间的线性关系；
[0061]
图3为本发明中实施例3建立的柔性复合管服役时间内的最大工作压力与服役时间的线性关系。
具体实施方式
[0062]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0063]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0064]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0065]
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0066]
此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0067]
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现
术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0068]
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
[0069]
实施例1
[0070]
一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，包括以下步骤：
[0071]
s1：获取待评价的柔性复合管当前服役时间时的极限压力p
burst
以及达到该极限压力所需的极限时间t
burst
，得到一组数据(t
burst
，p
burst
)；获取柔性复合管在极限服役时间时的最大工作压力mop以及剩余服役时间t
sy
，得到一组数据(t
sy
，mop)。具体为以下步骤：
[0072]
s1.1：从柔性复合管管段上截取试验样品，并加工成符合水压爆破、静水压测试的标准试样，并按标准要求进行试样状态调节。在服役温度下，采用水压爆破试验获取待评价的柔性复合管当前服役时间时的极限压力p
burst
以及达到该极限压力所需的极限时间t
burst
。本实施例以dn150 pn6.4 mpaⅰ型柔性复合管为例，其爆破压力为36mpa，爆破时间为60s(0.017h)，即t
burst
＝0.017h，p
burst
＝36mpa。
[0073]
s1.2：通过柔性复合管的公称压力、压力安全系数、温度折减系数以及介质折减系数获取所述极限服役时间时的最大工作压力，具体为：
[0074]
mop＝npr
×
η
×ft
×ff
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0075]
式中：
[0076]
mop为柔性复合管在极限服役时间时的最大工作压力，单位为兆帕(mpa)；
[0077]
npr为所述柔性复合管的公称压力，单位为兆帕(mpa)；
[0078]
η为所述柔性复合管的压力安全系数，取1.5；
[0079]ft
为所述柔性复合管的温度折减系数；
[0080]ff
为所述柔性复合管的介质折减系数。
[0081]
本发明中的柔性复合管管材类型分为五种，分别为涤纶工业长丝增强聚乙烯复合管(ⅰ型)、涤纶工业长丝增强交联聚乙烯复合管(ⅱ型)、涤纶工业长丝增强耐热聚乙烯复合管(ⅲ型)、芳纶长丝增强聚偏氟乙烯复合管(ⅳ型)以及其他类型(
ⅴ
型)。通过柔性复合管的管材类型以及允许的最高服役温度获取温度折减系数，温度折减系数的选取应符合表2、表3和表4的规定，对于其他类型(
ⅴ
型)的管型，采用本发明进行长期服役性能评价时，其温度折减系数由制造商提供。
[0082]
表2ⅰ型、ⅲ型复合管在不同服役温度下的温度折减系数
[0083]
温度t，℃20＜t≤3030＜t≤4040＜t≤5050＜t≤6060＜t≤70温度折减系数0.950.900.860.810.7
[0084]
表3ⅱ型复合管在不同服役温度下的温度折减系数
[0085]
温度t，℃20＜t≤5050＜t≤6060＜t≤7070＜t≤75温度折减系数10.900.820.70
[0086]
表4ⅳ型复合管在不同服役温度下的温度折减系数
[0087]
温度t，℃20＜t≤7070＜t≤8080＜t≤9090＜t≤100100＜t≤110
温度折减系数10.970.950.90.88
[0088]
介质折减系数通过所述柔性复合管的试验介质获取，具体为：
[0089]
当试验介质为气体时，所述介质折减系数不大于0.67；
[0090]
当试验介质为液态碳氢化合物和多相流体时，所述介质折减系数不大于0.8；
[0091]
当试验介质为水时，所述介质折减系数不大于1。
[0092]
对于dn150 pn6.4 mpaⅰ型柔性复合管，已知其公称压力npr为6.4mpa，最高允许的服役温度为65℃，试验介质为水，则柔性复合管在极限服役时间时的最大工作压力＝公称压力*压力安全系数*温度折减系数*介质折减系数，即mop＝6.4
×
1.5
×
0.7
×
1＝6.72mpa。
[0093]
s1.3：剩余服役时间通过所述柔性复合管的预期寿命以及已服役年限获取，具体为：
[0094]
t
sy
＝t
yq-t
fy
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0095]
式中：
[0096]
t
sy
为所述柔性复合管的剩余服役时间；
[0097]
t
yq
为所述柔性复合管的预期寿命；
[0098]
t
fy
为所述柔性复合管的已服役年限。
[0099]
在本行业中柔性复合管的预期寿命为20年，如果是新管则剩余服役时间为20年，即t
sy
＝20
×
365
×
24h＝175200h；若已服役年限为4年，则剩余服役时间t
sy
＝20-4＝16年，即t
sy
＝16
×
365
×
24h＝140160h，可以精确到月。
[0100]
s2：通过步骤s1得到的待评价的柔性复合管当前服役时间时的极限压力、达到该极限压力所需的极限时间、柔性复合管在极限服役时间时的最大工作压力以及剩余服役时间建立柔性复合管服役时间内的最大工作压力与服役时间的线性关系式，该线性关系式具体为：
[0101][0102]
该线性关系见图2，式中，
[0103]
x为所述柔性复合管服役时间的对数值；
[0104]
y为所述柔性复合管服役时间内最大工作压力的对数值；
[0105]
x1为达到极限压力所需极限时间t
burst
的对数值；
[0106]
y1为柔性复合管当前服役时间时极限压力p
burst
的对数值；
[0107]
x2为剩余服役时间t
sy
的对数值；
[0108]
y2为极限服役时间时的最大工作压力mop的对数值；
[0109]
所述对数值的底数为10。
[0110]
在本实施例中，t
burst
＝0.017h，p
burst
＝36mpa，t
sy
＝140160h，mop＝6.72mpa。即得到表5中评价柔性复合管长期服役性性能所需的参数。
[0111]
表5柔性复合管的长期服役性能评价所需参数
[0112]
参数t
burst
(h)p
burst
(mpa)t
sy
(h)mop(mpa)数值0.017361401606.72
[0113]
线性关系式获取的具体过程为：
[0114]
s2.1：对两组数据(t
burst
，p
burst
)和(t
sy
，mop)的横坐标值以及纵坐标值均取以10为底数的对数，得到：
[0115][0116]
即，根据两组数据(0.017，36)和(140160，6.72)的横坐标值以及纵坐标值均取以10为底数的对数，得到：(-1.770，1.556)，(5.147，0.827)。
[0117]
s2.1：将两组数据(x1，y1)，(x2，y2)代入y＝ax+b中得到：
[0118]
y1＝ax1+b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3.1)
[0119]
y2＝ax2+b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3.2)
[0120]
进一步推出：
[0121][0122]
即得到拟合后的直线方程：
[0123][0124]
根据(-1.770，1.556)，(5.147，0.827)两组数据得到dn150 pn6.4 mpaⅰ型柔性复合管在65℃下线性方程：
[0125]
y＝-0.101x+1.318
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3.3)
[0126]
s3：在达到极限压力所需的极限时间与剩余服役时间之间选择至少一个试验时间，并通过步骤s2建立的线性关系式，获取柔性复合管在试验时间时的最大工作压力；
[0127]
该步骤中选择的试验时间为1000h；试验温度范围通常在0～100℃之间；试验介质为水、油或多相流、气；
[0128]
根据上面得到的式3.3，获得对应温度下1000h时的最大工作压力，即：
[0129][0130]
y＝1.015
[0131]
即，
[0132]
则，1000h时的最大工作压力p
1000h
＝10.35mpa
[0133]
从而可知，理论情况下dn150 pn6.4 mpa柔性复合管在65℃下，服役时间为1000h时，对应的最大工作压力为10.35mpa。
[0134]
s4：对柔性复合管加载试验时间以及理论情况下试验时间时的最大工作压力，进行存活试验，若柔性复合管通过所述存活试验，则柔性复合管满足长期服役要求，反之，柔性复合管不满足长期服役要求。
[0135]
本实施例中在1000h，10.35mpa下进行静水压测试，即存活试验，结果柔性复合管通过该条件下的存活试验，则该柔性复合管满足长期服役要求。
[0136]
本发明提供了一种柔性复合管长期服役性能评价方法。通过柔性复合管的类型对应的服役温度确定温度修正系数，通过服役介质条件确定介质修正系数，推断出对应20年的长期服役工作压力，通过在服役温度下的短期爆破试验，获得对应的爆破时间下的极限强度。通过对上述两组数据的线性拟合，推出柔性复合管长期服役性能拟合曲线及线性方程，计算得到1000h下的存活试验压力。
[0137]
本发明全面考虑了不同服役温度下对不同管材类型长期服役性能影响不同，根据
不同类型柔性复合管耐温性差异，将柔性复合管分为(ⅰ～
ⅴ
型)，不同类型柔性复合管对应的温度折减系数f
t
有所区别。同时本发明全面考虑了管道长期安全运行，在公称压力基础上引入了1.5倍的安全系数；考虑了柔性复合管内衬层材料受温度影响较大，因此引入了温度折减系数f
t
；考虑了柔性复合管运行过程及试验过程中介质不同，引入了介质折减系数ff。针对油气田环境长期安全服役工程应用背景，创新建立柔性复合管长期服役性能评价试验方法。
[0138]
本发明建立了相对苛刻的室内加速存活试验方法，通过获得不同类型柔性复合管在对应服役温度下的爆破极限时间和压力以及长期服役时间所对应的最大工作压力，采用线性拟合的方式获得长期服役曲线及方程，得到在1000h下对应的存活试验压力，通过1000h存活试验快速判断柔性复合管长期服役性能。
[0139]
本发明有效克服了api 15s压力等级评定试验周期长、工作量繁杂的缺陷，大大降低了工作量，可操作性强，能够快速反应柔性复合管在油气田不同工况条件下的长期服役性能情况，为柔性复合管在油气田长期安全服役提供有力支撑。另外，本发明的方法还可用于玻璃钢管、pe管、塑料合金管等油气田用非金属管长期服役性能评价。
[0140]
实施例2
[0141]
以dn150 pn6.4 mpaⅰ型复合管为例，根据sy/t 6794-2010(api 15s)1000h存活试验压力计算方式，该管线为新管，65℃时，t
burst
＝0.017h，p
burst
＝17.1mpa。在水体系中试验，65℃下，20年时，柔性复合管在极限服役时间时的最大工作压力＝公称压力*压力安全系数*温度折减系数*介质折减系数，即mop＝6.4*1.5*0.7*1＝6.72mpa。即得到表6中评价柔性复合管长期服役性性能所需的参数。
[0142]
表6实施例2计算参数柔性复合管的长期服役性能评价所需参数
[0143]
参数t
burst
(h)p
burst
(mpa)t
sy
(h)mop(mpa)数值0.01717.11752006.72
[0144]
线性方程求解：根据两组数据(0.017，17.1)和(175200，6.72)取对数(log
10
)得到(-1.770，1.233)，(5.244，0.8274)确定拟合直线方程式为：y＝-0.05783x+1.1307。根据线性方程，dn150 pn6.4 mpa柔性复合管在65℃下1000h对应的试验压力为9.06mpa，经1000h时，9.06mpa静水压试验，该管线报废，则不满足长期服役要求。
[0145]
实施例3
[0146]
以dn65 pn6.4 mpaⅰ型复合管为例，根据sy/t 6794-2010(api 15s)1000h存活试验压力计算方式，该管线已服役3年，65℃时，t
burst
＝0.017h，p
burst
＝34.7mpa。在水体系中试验，65℃下，柔性复合管在极限服役时间时的最大工作压力＝公称压力*压力安全系数*温度折减系数*介质折减系数，即mop＝6.4*1.5*0.7*1＝6.72mpa。即得到表7中评价柔性复合管长期服役性性能所需的参数。
[0147]
表7实施例3计算参数柔性复合管的长期服役性能评价所需参数
[0148]
参数t
burst
(h)p
burst
(mpa)t
sy
(h)mop(mpa)数值0.01734.71489206.72
[0149]
线性方程求解：根据两组数据(0.017，34.7)和(148920，6.72)取以10为底数的对数得到(-1.770，1.540)和(5.173，0.827)，以此确定拟合直线方程式为：y＝-0.1027x+1.358。如附图3所示，根据线性方程，服役后塑料合金管试样1000h下对应的试验压力为
11.22mpa。经1000h时，11.22mpa静水压试验，该管线通过存活试验，则满足长期服役要求。
[0150]
实施例4
[0151]
以dn50 pn32 mpaⅲ型复合管为例，根据sy/t 6794-2010(api 15s)1000h存活试验压力计算方式，该管线为新管，65℃时，t
burst
＝0.017h，p
burst
＝68.21mpa。在水体系中试验，65℃下，20年时，柔性复合管在极限服役时间时的最大工作压力＝公称压力*压力安全系数*温度折减系数*介质折减系数(ⅲ型)，即mop＝32*1.5*0.7*1＝33.6mpa。即得到表8中评价柔性复合管长期服役性性能所需的参数。
[0152]
表8实施例4计算参数柔性复合管的长期服役性能评价所需参数
[0153]
参数t
burst
(h)p
burst
(mpa)t
sy
(h)mop(mpa)数值0.01768.2117520033.6
[0154]
线性方程求解：根据两组数据(0.017，68.21)和(175200，33.6)取对数(log
10
)得到(-1.770，1.834)，(5.244，1.52634)确定拟合直线方程式为：y＝-0.0439x+1.7564。根据线性方程，dn50 pn32 mpa柔性复合管在65℃下1000h对应的试验压力为42.14mpa，经1000h时，42.14mpa静水压试验，该管线报废，则不满足长期服役要求。
[0155]
实施例5
[0156]
以dn80 pn16 mpaⅱ型复合管为例，根据sy/t 6794-2010(api 15s)1000h存活试验压力计算方式，该管线为新管，65℃时，t
burst
＝0.017h，p
burst
＝51.7mpa。在水体系中试验，65℃下，20年时，柔性复合管在极限服役时间时的最大工作压力＝公称压力*压力安全系数*温度折减系数*介质折减系数，即mop＝16*1.5*0.7*1＝16.8mpa。即得到表9中评价柔性复合管长期服役性性能所需的参数。
[0157]
表9实施例5计算参数柔性复合管的长期服役性能评价所需参数
[0158]
参数t
burst
(h)p
burst
(mpa)t
sy
(h)mop(mpa)数值0.01751.717520016.8
[0159]
线性方程求解：根据两组数据(0.017，51.7)和(175200，16.8)取对数(log
10
)得到(-1.770，1.7135)，(5.244，1.2253)确定拟合直线方程式为：y＝-0.0696x+1.5903。根据线性方程，dn80 pn16 mpa柔性复合管在65℃下1000h对应的试验压力为24.07mpa，经1000h时，24.07mpa静水压试验，该管线正常，则满足长期服役要求。
[0160]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：获取所述柔性复合管当前服役时间时的极限压力以及达到所述极限压力所需的极限时间；获取所述柔性复合管在极限服役时间时的最大工作压力以及剩余服役时间；s2：通过步骤s1得到的所述当前服役时间时的极限压力、达到所述极限压力所需的极限时间、极限服役时间时的最大工作压力以及剩余服役时间建立所述柔性复合管服役时间内的最大工作压力与服役时间的线性关系式；s3：在所述达到极限压力所需的极限时间与剩余服役时间之间选择至少一个试验时间，并通过步骤s2建立的所述线性关系式，获取柔性复合管在所述试验时间时的最大工作压力；s4：对柔性复合管加载所述试验时间以及通过s3获取的试验时间时的最大工作压力，对柔性复合管进行存活试验，若所述柔性复合管通过所述存活试验，则所述柔性复合管满足长期服役要求，反之，所述柔性复合管不满足长期服役要求。2.根据权利要求1所述的一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，其特征在于，采用水压爆破试验获取所述柔性复合管当前服役时间时的极限压力以及达到所述极限压力所需的极限时间。3.根据权利要求1所述的一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，其特征在于，所述极限服役时间时的最大工作压力通过柔性复合管的公称压力、压力安全系数、温度折减系数以及介质折减系数获取，具体为：mop＝npr
×
η
×
f
t
×
f
f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中：mop为所述柔性复合管极限服役时间时的最大工作压力；npr为所述柔性复合管的公称压力；η为所述柔性复合管的压力安全系数；f
t
为所述柔性复合管的温度折减系数；f
f
为所述柔性复合管的介质折减系数。4.根据权利要求3所述的一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，其特征在于，所述温度折减系数通过所述柔性复合管的管材类型以及允许的最高服役温度获取。5.根据权利要求3所述的一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，其特征在于，所述介质折减系数通过所述柔性复合管的试验介质获取，具体为：当试验介质为气体时，所述介质折减系数不大于0.67；当试验介质为液态碳氢化合物和多相流体时，所述介质折减系数不大于0.8；当试验介质为水时，所述介质折减系数不大于1。6.根据权利要求1所述的一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，其特征在于，所述剩余服役时间通过所述柔性复合管的预期寿命以及已服役年限获取，具体为：t
sy
＝t
yq-t
fy
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中：t
sy
为所述柔性复合管的剩余服役时间；t
yq
为所述柔性复合管的预期寿命；t
fy
为所述柔性复合管的已服役年限。
7.根据权利要求1所述的一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，其特征在于，所述步骤s2中的线性关系式具体为：式中，x为所述柔性复合管服役时间的对数值；y为所述柔性复合管服役时间内最大工作压力的对数值；x1为达到当前服役时间时极限压力所需的极限时间的对数值；y1为柔性复合管当前服役时间时极限压力的对数值；x2为柔性复合管剩余服役时间的对数值；y2为柔性复合管极限服役时间时最大工作压力的对数值；所述对数值的底数为10。8.根据权利要求7所述的一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，其特征在于，所述步骤s3中选择的试验时间为1000h。9.根据权利要求1所述的一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，其特征在于，所述步骤s4中存活试验的试验温度为0～100℃，试验介质为水、油、多相流或气体的任意一种。10.根据权利要求1所述的一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，其特征在于，所述柔性复合管包括涤纶工业长丝增强聚乙烯复合管、涤纶工业长丝增强交联聚乙烯复合管、涤纶工业长丝增强耐热聚乙烯复合管以及芳纶长丝增强聚偏氟乙烯复合管。

技术总结
本发明公开一种柔性复合管的长期服役性能评价方法，包括以下步骤：获取柔性复合管当前服役时间时的极限压力以及达到极限压力所需的极限时间；获取柔性复合管在长期服役时间、特定工况环境下的的安全工作压力以及剩余服役时间；通过上述参数建立工作压力与服役时间的线性关系；在极限时间与剩余服役时间之间选择至少一个试验时间，依据线性关系式，获取在试验时间时的最大工作压力；对柔性复合管加载试验时间以及试验时间时的最大工作压力，进行存活试验，若通过存活试验，则柔性复合管满足长期服役要求，反之，柔性复合管不满足长期服役要求。该方法降低了工作量，可操作性强，能够快速反应柔性复合管在油气田不同工况条件下的长期服役性能情况。下的长期服役性能情况。下的长期服役性能情况。


技术研发人员：丁晗 李厚补 齐国权 魏斌 戚东涛 丁楠 蔡雪华
受保护的技术使用者：中国石油集团工程材料研究院有限公司
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2023/9/7