摘　要：玻璃钢管以材质轻， 内壁光滑，耐腐蚀等优点广泛应用于石油行业中。随着国内各油田的开采相继进入中后期，腐蚀问题日益突出，对中、高压玻璃钢管的需求量不断增加。我国油田系统每年玻璃钢管的总需求量达6000 km以上，工程投资达9亿元。新形势下，油田生产对管道性能的要求更高，玻璃钢管的大口径、耐高压、长距离、信息化以及适应海洋、沼泽等恶劣环境已成为必然的趋势。玻璃钢管在工艺、材料、信息智能化和管理等方面还需作进一步的研究。
关键词：玻璃钢管；性能；应用状况；发展趋势

　　玻璃钢(Fiberglass Reinforced Plastics缩写为FRP)是用不饱和树脂、环氧树脂等复合而成的增强材料，国际上统称为玻璃纤维增强塑料。玻璃钢管以耐腐蚀、材质轻、内表面光滑、技术经济效益好等优点广泛应用于石油行业中的油气集输及注水管线。我国各油田对玻璃钢管的需求量在迅速增加，玻璃钢管道的生产与性能改善的研究正处在前所未有的热潮中。

1　国外的情况

　　20世纪50年代，美国次将手糊的聚酯玻璃钢管用于油田的油气集输管线。20世纪60年代初期，史密斯玻璃纤维公司在Crane Country油田试验的玻璃钢埋地管线运行了25年，且还有很多年的剩余使用寿命。1990年，壳牌公司使用玻璃钢管长度超过600 km，其陆上油田的使用情况见表1。截至2005年初，美国在油田领域已累计应用玻璃钢管达百万公里，并且以每年5％～10％的速度递增。
　　欧美等发达应用玻璃钢管的技术比较成熟。美、日等技术强国已开始工业化生产先进的复合材料(ACM)，并正在研发机械性能、阻热性能、耐腐蚀性能等更加优越的复合材料。

2　国内的情况

　　我国于20世纪70年代开始应用玻璃钢管。据粗略统计，“八五” 前后我国应用玻璃钢管约302.2 km，管材投资约1.3亿元。1991年，胜利油田共累计使用玻璃钢管148.74 km；1991～1994年，大庆油田使用玻璃钢管约27.6 km；1995年，四川石油管理局磨溪气田应用玻璃钢管约7 km；截至2007年，吉林油田累计应用玻璃钢管超过2773 km；西南油气田分公司应用玻璃钢管也达到了765.443 km。
　　随着国内各油田的开采相继进入中后期，腐蚀问题日益突出，对中、高压玻璃钢管的需求量不断增加。据统计，辽河油田每年需求高压玻璃钢注水管600 km以上；胜利油田每年需求高压玻璃钢注水管1000km以上；大港、中原、长庆等油田对高压玻璃钢管的需求量也在逐年增加。我国油田系统每年玻璃钢管的总需求量达6000 km以上，工程投资达9亿元。另外，井下玻璃钢油(套)管的市场需求量更大，市场潜力巨大。据预测，2010―2020年是玻璃钢管的使用高峰期。

3　国内典型工程概况

　　(1)胜利油田孤东采油厂。2001年以前，胜利油田孤东采油厂采用不锈钢或镍磷镀管输送聚合物溶液，不仅投资高，而且镍磷镀管处理工艺复杂，加工成本高，磷镀层易脱落。2001年开始应用玻璃钢管，应用结果表明该种管道故障少，施工维修便捷，维修费用比钢管低20％以上。2004年，在投产的孤东二区注聚工程中有20口注聚并采用了玻璃钢管，两年来，仅发生故障2井次，维修费用约0.6万元。而在同一个工程中用相同数量的金属管线，共发生管线穿孔故障30井次，维修费用约3万元。据了解，玻璃钢管在重复使用6、7次后性能依然较高，且压力损失比普通钢管小得多。
　　(2)四川磨溪气田。通过对磨溪气田输送管道腐蚀规律的研究发现，玻璃钢管的强度和抗挤压性能较差，但耐腐蚀性能较好。对比其他几种油管的现场试验，玻璃钢管的使用效果较理想，而且成本也较低，见表2。

4　性能特点

　　(1)保温性好。玻璃钢管的热传导系数只是钢管的0.4％，是不锈钢管的30％，且不需外加保温层。因此减少了运行成本，降低了原油中的石蜡沉淀。
　　(2)内表面光洁度高。玻璃钢管内壁绝对粗糙度只有0.0053 mm，远小于金属管的内壁粗糙度，属于流体力学光滑管。
　　(3)防腐性能好，使用寿命长。玻璃钢管采用玻璃纤维增强环氧树脂成型，环氧树脂固化后，其防腐蚀性能和耐溶剂性能较高。玻璃钢管一般的使用寿命不低于20年，应用过程中不必做任何防腐蚀处理。
　　(4)比强度高、力学性能合理。玻璃钢管轴向拉伸强度接近钢管，比强度高。
　　(5)设计灵活性大，改型周期短。玻璃钢管的管壁为层状结构，可在短期内通过改变树脂系统或采用不同的增强材料来调整玻璃钢管的各项性能，制成适应不同需求的管材。

5　存在的问题

　　(1)抗压强度、韧性和刚度较低。玻璃钢管的环向弹性模量是钢管的1／10，轴向弹性量为钢管的1/20，因此容易受到破坏。
　　(2)受到温度和压力的限制。玻璃钢管的大工作压力和温度较低，当工作压力超过30 MPa，温度超过100℃时，玻璃钢管道很难保持正常的运行。
　　(3)设计标准不统一，无序竞争造成产品质量差别大。我国在玻璃钢管道的设计和选型上主要依据制造商提供的相关资料，缺少的标准。由于制造商在生产设备、技术水平、人员素质等方面参差不齐，导致产品质量差别大，难以实现玻璃钢管道产品的优胜劣汰、公平竞争。
　　(4)检测手段匮缺，难把质量关。我国玻璃钢管道产品检验的方法、标准、设备尚不完善，产品质量难以保证。

6　展　望

　　新形势下，油田生产对管道性能的要求更高，玻璃钢管的大口径、耐高压、长距离、信息化以及适应海洋、沼泽等恶劣环境已成为必然的趋势。因此，国内、外对玻璃钢管道性能的研究也在加紧进行。
　　(1)新工艺。通过优化工艺，高强玻璃纤维、硼纤维、晶须等增强材料以及改良的环氧树脂已研制成功，并用于玻璃钢集输管道、各种油(套)管的批量生产。
　　(2)信息化、智能化建设。管道的信息化涉及基础设施建设、系统开发应用、专业数据建设、数据标准规范建设以及管理体系建设五个方面。在信息化建设过程中尤其要抓好战略、管理、标准、数据、系统这五项关键工作。遥感卫星、数据成像技术、GPS系统、SCADA系统以及管道机器人虽然已成功地应用于管道的运行和管理中，但仍不能满足油田管道的未来建设和发展，信息化、智能化建设任重道远。
　　(3)统一标准，完善体系。目前国内玻璃钢管市场混乱，仅靠行业标准很难保证管材的质量，因此，统一标准，严把质量关势在必行。规范市场竞争、施工验收以及维护工作是油田建立高效的生产制度和良好的生产体系的核心内容。统筹协调，灵活运作，和谐生产，可保证油田可持续发展。