轻型复合油管的分类和使用范围

一、轻型复合油管的分类

轻型复合油管以非金属复合材料为核心基材，结合金属增强层或功能涂层，具备重量轻、不怕乏等优点，根据材质构成、结构设计及性能侧重的不同，可分为以下几类：

（一）按基材材质分类

玻璃纤维增强复合油管

核心构成：以玻璃纤维（无碱玻璃纤维为主，抗拉强度≥3000MPa）为增强材料，热固性树脂（如环氧树脂、不饱和聚酯树脂）为基体，部分产品会在内壁添加聚四氟乙烯（PTFE）涂层提升损性。

性能特点：密度低（约2.0-2.2g/cm³，仅为钢管的1/4-1/3），重量轻且刚性不错，常温下抗压强度可达80-120MPa，腐蚀性能不错（在pH值2-12的介质中长期使用无明显腐蚀）；但高温性能有限，长期使用温度一般不超过120℃，短时不怕受温度不超过150℃，且抗冲击性能较弱，易受尖锐物体划伤。

典型规格：内径常见范围50-150mm，壁厚5-12mm，单根长度可根据需求定制（6-12m为主），连接方式多采用螺纹连接或法兰连接，适配常规油田井口设备。

碳纤维增强复合油管

核心构成：以碳纤维（PAN基碳纤维为主，拉伸模量≥230GPa）为增强相，不错性能树脂（如双酚A型环氧树脂、聚酰亚胺树脂）为基体，部分产品会掺入少量芳纶纤维优化抗冲击性能，外壁可能涂覆抗紫外线涂层（如丙烯酸酯涂层）延长户外使用寿命。

性能特点：强度与模量高（抗拉强度≥1500MPa，比强度是钢管的5-8倍），重量仅为同规格钢管的1/5-1/4，不怕高低温性能不错（长期使用温度-50℃-180℃，部分改性产品可达200℃），不怕乏性能突出（循环载荷下使用寿命是钢管的3-5倍）；但成本较不错（约为玻璃纤维复合油管的3-5倍），抗横向冲击性能仍需提升，安装时需避免剧烈碰撞。

典型规格：内径30-120mm，壁厚3-8mm，单根长度8-15m，连接方式以特别螺纹（如梯形螺纹+密封胶圈）为主，高压密封性能（密封压力可达30-50MPa）。

芳纶纤维增强复合油管

核心构成：以芳纶纤维（如对位芳纶，断裂强度≥2800MPa）为增强材料，聚氨酯或尼龙树脂为基体，内壁通常复合一层高密度聚乙烯（HDPE）内衬，提升不怕介质溶胀性，外壁添加剂（如氢氧化铝）达到稳定要求。

性能特点：柔韧性优良（弯曲半径可低至管径的5-8倍，钢管一般为15-20倍），抗冲击性能不错（落锤冲击试验中，10kg重锤从1.5m高度落下无破裂），不怕油溶胀性能不错（在原油或成品油中浸泡12个月，体积变化率≤3%）；但刚性较低（抗压强度40-60MPa），经得起高温性能较弱（长期使用温度不超过80℃），不适用于高压、高温工况。

典型规格：内径40-100mm，壁厚4-10mm，单根长度可定制（5-10m），连接方式多采用快接头（如卡扣式接头），便于现场快安装与拆卸。

（二）按结构形式分类

单层复合油管

结构特点：采用“单一增强层+基体树脂”的单层结构，增强材料均匀分布于树脂基体中，无额外功能层，生产工艺简单（以拉挤成型为主，生产速率还不错，可连续生产长度达50m以上）。

性能侧重：成本还行、生产周期短，适用于对性能要求不高的中低压场景；但功能单一，若需提升防止磨损、不易腐蚀等性能，需额外进行后处理（如内壁镀膜、外壁涂覆）。

适用场景：低压输油管道（工作压力≤10MPa）、油田井口短节连接、临时输油管线等，如油田勘探期间的临时原油输送。

多层复合油管

结构特点：由2-3层功能层复合而成，常见结构为“内层防腐层（如PTFE、HDPE）+中间增强层（玻璃纤维/碳纤维）+外层防护层（抗紫外线/涂层）”，部分产品会在增强层与防腐层之间添加黏结层（如环氧树脂胶黏剂），确定层间结合强度（层间剪切强度≥15MPa）。

性能侧重：功能全部，集防腐、不怕衰老、于一体，可根据工况需求调整各层材质与厚度，如高温工况下增厚树脂基体并选用高温树脂，腐蚀工况下增加内层防腐层厚度。

适用场景：长期输油管道（工作压力10-40MPa）、深井采油套管（井深≤3000m）、含腐蚀介质的输油管线（如含硫原油、含盐水原油输送）等，是目前应用普遍的类型。

金属复合增强油管

结构特点：在复合材料层中嵌入金属增强件，常见形式为“复合材料基体+金属网/金属螺旋管”，金属增强件（多为不锈钢网或铝合金管，厚度0.5-2mm）主要起抗冲击、抗横向载荷作用，复合材料层提供轴向强度与蚀性能，两者通过胶黏剂紧密结合。

性能侧重：兼顾复合材料的轻量化与金属材料的抗冲击性，横向抗压强度比复合油管提升40%-60%，不怕乏性能也愈优（循环次数可达10⁶次以上）；但重量比复合油管略高（约增加10%-15%），成本也相应上升。

适用场景：高压输油管道（工作压力40-60MPa）、频繁移动的输油管线（如油田修井作业用油管）、易受外力冲击的场景（如矿区输油管道，可能面临落石撞击）等。

（三）按不怕压等级分类

低压复合油管：工作压力≤10MPa，主要采用玻璃纤维增强或单层结构，适用于低压输油、临时管线等场景，如油田集输站内部的低压原油输送。

中压复合油管：工作压力10-40MPa，以多层结构玻璃纤维复合油管或单层碳纤维复合油管为主，适用于常规采油井套管、中压输油管道，如浅井（井深≤2000m）采油作业。

高压复合油管：工作压力40-80MPa，多为金属复合增强或多层碳纤维复合油管，具备、高密封性能，适用于深井（井深2000-4000m）、高压油气井采油，如页岩油开采中的高压输油管。

二、轻型复合油管的使用范围

轻型复合油管凭借轻量化、不易腐蚀、不怕乏等优点，在石油自然气、矿山、化工等区域应用普遍，不同类型的油管因性能差异，适用场景各有侧重，具体如下：

（一）石油燃气开采区域

常规油田采油作业

适用类型：中压多层玻璃纤维复合油管（工作压力15-30MPa，使用温度≤100℃）、中压碳纤维复合油管（工作压力20-40MPa，使用温度≤150℃）。

应用场景：浅井（井深≤2500m）采油套管、井口输油短节、油田集输管线。此类场景中，复合油管的轻量化优点明显，单根油管重量仅为钢管的1/3-1/4，可减少井口设备承重（降低设备投资20%-30%），且不怕原油中含硫、含盐水介质的腐蚀，使用寿命比钢管延长2-3倍（钢管一般3-5年需替换，复合油管可达8-12年）。例如，在华北某油田的浅井采油作业中，采用玻璃纤维复合油管后，井口吊装设备功率从50kW降至30kW，年能耗降低40%，且5年内无腐蚀破损情况。

页岩油/页岩气开采

适用类型：高压金属复合增强油管（工作压力50-80MPa，使用温度≤180℃）、高压多层碳纤维复合油管（工作压力40-60MPa，使用温度≤200℃）。

应用场景：水平井压裂管线、深井（井深3000-4000m）采油套管。页岩油开采需频繁进行高压压裂作业（压力可达70MPa），且井下温度较不错（150-180℃），复合油管的、经得起高温与不怕乏性能可达到需求，同时轻量化特性便于水平井管柱的下入与回收（水平段管柱长度可达1000m以上，复合油管可减少牵引设备负荷30%以上）。例如，四川某页岩气田采用碳纤维复合油管作为压裂管线，压裂作业中管柱无变形、渗漏，且单次作业管柱铺设时间从钢管的8小时缩短至4小时，作业速率明显提升。

边际油田制造

适用类型：低压单层玻璃纤维复合油管（工作压力≤10MPa，使用温度≤80℃）、中压芳纶纤维复合油管（工作压力10-20MPa，使用温度≤80℃）。

应用场景：离岸边际油田（储量小、制造成本高）的输油管线、临时采油设施。边际油田制造需控制投资成本，且离岸环境腐蚀性强（海水、高盐雾），复合油管的低成本、蚀与易安装特性可降低制造门槛——其安装无需大型起重设备（人工即可搬运短节油管），且在海水腐蚀环境中使用寿命可达10年以上，远高于钢管的3-5年。例如，南海某边际油田采用玻璃纤维复合油管搭建临时输油管线，单公里投资成本比钢管降低25%，且3年内无维护需求。

（二）矿山与化工区域

矿山原油/成品油输送

适用类型：中压多层玻璃纤维复合油管（工作压力15-25MPa，使用温度≤100℃）、芳纶纤维增强复合油管（工作压力10-15MPa，使用温度≤80℃）。

应用场景：矿山内部原油转的运管线、成品油加注管线。矿山环境复杂，管线易受矿石撞击、粉尘磨损，复合油管的抗冲击与防止磨损性能可应对此类问题——芳纶纤维复合油管的柔韧性可避免矿石撞击导致的破裂，玻璃纤维复合油管内壁的PTFE涂层可减少粉尘附着导致的堵塞。例如，内蒙古某煤矿的原油转的运管线采用芳纶纤维复合油管，使用2年内无撞击破损，管线内壁无明显粉尘堆积，输送速率稳定。

化工腐蚀性介质输送

适用类型：多层不易腐蚀复合油管（内层PTFE/HDPE，外层玻璃纤维增强，工作压力10-30MPa，使用温度≤120℃）。

应用场景：化工园区含酸、含碱原油或成品油输送（如含硫原油、含甲酸成品油）。化工介质腐蚀性强，守旧钢管易出现点蚀、穿孔，而复合油管的内层防腐层可隔绝腐蚀性介质，外层增强层提供结构强度，在pH值1-13的介质中可长期稳定使用。例如，江苏某化工园区采用多层复合油管输送含硫原油，使用4年内管线无腐蚀泄漏，远优于钢管1-2年的替换周期，且无需定期防腐维护（钢管每年需进行1-2次防腐涂层修补）。

（三）特别环境与应急场景

低温环境应用

适用类型：低温改性复合油管（添加抗冻剂的环氧树脂基体，玻璃纤维增强，工作压力10-30MPa，使用温度-50℃-100℃）。

应用场景：寒带地区（如东北、西伯利亚）油田采油与输油。低温环境下，钢管易因低温脆性导致断裂，而复合油管的低温韧性不错（-50℃下冲击韧性≥20kJ/m²），且无低温收缩导致的密封失效问题。例如，黑龙江某油田冬季（低温-40℃）采用低温改性复合油管，管柱无断裂、渗漏，而此前使用的钢管每年冬季需愈换2-3次受损管段。

应急抢修与临时输送

适用类型：轻型芳纶纤维复合油管（重量≤5kg/m，工作压力≤15MPa，使用温度≤80℃）、快连接玻璃纤维复合油管（配备卡扣式接头）。

应用场景：输油管线泄漏应急抢修、临时供油管线（如野外工程、灾害救援）。复合油管重量轻、易搬运，单人即可携带10-15m长的短节油管，且快接头可实现3-5分钟/个的连接速度，远快于钢管的法兰连接（30-60分钟/个）。例如，某油田输油管线因腐蚀泄漏，采用芳纶纤维复合油管搭建临时管线，从运输到安装完成仅用2小时，确定了原油的连续输送，而守旧钢管抢修需 6-8 小时。