一种制备油管内衬的方法与流程

1.本发明提供了一种制备油管内衬的方法。


背景技术：

2.目前，我国多数油田开采进入衰退期，开采原油的含蜡量、粘度、凝固点越来越高。在原油在采出时，使用非保温油管会使油液随井深变浅温度降低，在靠近井口位置凝固造成油管堵塞，严重影响正常生产。此外，油液中h2s/co2等酸性气体的含量较高，油液直接接触钢质油管会产生严重腐蚀，大大缩短使用寿命。
3.现有的保温油管主要采用设置保温层的方式降低油液的降温速度，防止其发生凝固。即将保温层固定于内防腐层上后，整体衬入外层防腐管中，在此过程中，保温层容易发生变形、破坏，影响保温管的均匀性。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种制备油管内衬的方法，其包括如下步骤：
5.1)将第一粒料通过挤出成型形成管状结构，从而得到第一管层；
6.2)将二氧化硅气凝胶毡包覆在所述第一管层的外壁上，从而得到位于所述第一管层外壁上的第二管层；
7.3)将第二粒料挤出包覆于所述第二管层的外壁上，从而得到位于所述第二管层外壁上的第三管层，以形成所述油管内衬；
8.所述第一粒料的材质为聚酮；所述第二粒料的材质为聚酮或聚酮与无机颗粒形成的混合物，其中，所述无机颗粒为无机纳米颗粒和/或空心玻璃微珠，所述无机纳米颗粒为纳米二氧化硅和/或纳米粘土。
9.在一个具体实施方式中，所述方法还包括步骤3)之后的步骤4)将所述油管内衬穿进油管后，使所述油管内衬与所述油管的内部紧密贴合。
10.在一个具体实施方式中，通过缩径机将所述油管内衬暂时缩小，使用牵引装置将所述油管内衬穿进油管中，静置使所述油管内衬与油管的内壁紧密贴合。
11.在一个具体实施方式中，当所述第二粒料为聚酮与无机颗粒形成的混合物时，以所述第二粒料的总质量计作100％，所述聚酮的含量为90％至99％，所述无机颗粒的含量为1％至10％。
12.在一个具体实施方式中，第一粒料和第二粒料的粒径独立地为2至4mm。
13.在一个具体实施方式中，所述无机纳米颗粒的粒径为200nm至500nm；所述空心玻璃微珠的粒径为25至50μm。
14.在一个具体实施方式中，所述第一管层的厚度为2至4mm。
15.在一个具体实施方式中，所述第二管层的厚度为4至6mm。
16.在一个具体实施方式中，所述第三管层的厚度为2至4mm。
17.在一个具体实施方式中，所述二氧化硅气凝胶毡通过胶合剂包覆在所述第一管层
的外壁上。
18.在一个具体实施方式中，所述聚酮为牌号为晓星m330、晓星m630、晓星m730和晓星m640中的至少一种。
19.在一个具体实施方式中，所述胶合剂选自dp100(3m公司)、2216gray(3m公司)、乐泰638(汉高乐泰公司)和乐泰648(汉高乐泰公司)中的至少一种。
20.在一个具体实施方式中，在所述第二粒料的材质为聚酮时，在所述第二管层和所述第三管层之间还包括薄膜带。
21.在一个具体实施方式中，所述薄膜带的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
22.在一个具体实施方式中，所述薄膜带的厚度为0.05至0.1mm。
23.在一个具体实施方式中，在所述第二粒料的材质为所述聚酮与所述无机颗粒形成的混合物时，在步骤3)之前还包括如下步骤i)：将所述聚酮与所述无机颗粒挤出造粒，从而得到所述第二粒料。
24.在一个具体实施方式中，步骤1)、步骤3)和步骤i)的挤出温度独立地为220℃至260℃；在步骤4)中，通过缩径机将所述油管内衬在25至80℃下暂时缩小，静置的时间为24至48h。本发明的有益效果：
25.本发明将第三管层通过挤出工艺包覆于第二管层的外壁上，同时在第三管层材料中添加无机纳米颗粒以改善挤出熔体粘度，或添加中空玻璃微珠进一步提升保温性能。同时可在第二管层的外壁上缠绕成品聚酯薄膜带。本发明的油管内衬还提升了防腐性能。
附图说明
26.图1示意性地显示了根据本发明的用于开采稠油的衬有油管内衬的油管成品结构图。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明实施例仅为示例性的说明，该实施方式无论在任何情况下均不构成对本发明的限定。
28.油管内衬的结构如图1所示。
29.实施例1
30.油管内衬的制造方法包括以下步骤：
31.(1)将粒径2至4mm的晓星m330聚酮粒料用挤出机在220℃挤出，定型为管状结构，冷却得到厚度为3mm的第一管层4。
32.(2)将3m dp100型胶合剂涂覆于第一管层4的外壁上，然后将二氧化硅气凝胶毡包裹在第一管层4的外壁上，形成厚度为5mm的第二管层3。
33.(3)使用挤出机将粒径2至4mm的晓星m330聚酮粒料与平均粒径为200nm的二氧化硅颗粒在220℃混合，其中聚酮占总质量的99％，二氧化硅颗粒占总质量的1％，挤出造粒制成粒径2至4mm的混合粒料。
34.(4)将混合粒料在220℃下挤出将其包覆于第二管层3的外壁上，形成厚度3mm的第三管层2，得到独立于油管之外的油管内衬。
35.(5)将所述油管内衬在25℃下通过缩径机暂时缩小，使用牵引装置将油管内衬穿
入油管中，静置24h使得油管内衬的第三管层2与油管1的内壁紧密贴合。
36.(6)使用翻边机将油管内衬管伸出油管1两端的连接端进行翻边处理得到套有油管内衬的油管成品。
37.实施例2
38.油管内衬的制造方法包括以下步骤：
39.(1)将粒径2至4mm的晓星m330聚酮粒料用挤出机在220℃挤出，定型为管状结构，冷却得到厚度为3mm的第一管层4。
40.(2)将3m dp100型胶合剂涂覆于第一管层4的外壁上，然后将二氧化硅气凝胶毡包裹在第一管层4的外壁上，形成厚度为5mm的第二管层3。
41.(3)使用挤出机将粒径2至4mm的晓星m330聚酮粒料与平均粒径为500nm的二氧化硅颗粒在220℃混合，其中聚酮占总质量的97％，二氧化硅颗粒占总质量的3％，挤出造粒制成粒径2至4mm的混合粒料。
42.(4)将混合粒料在220℃下挤出将其包覆于第二管层3的外壁上，形成厚度3mm的第三管层2，得到独立于油管之外的油管内衬。
43.(5)将所述油管内衬在25℃下通过缩径机暂时缩小，使用牵引装置将油管内衬穿入油管中，静置24h使得油管内衬的第三管层2与油管1的内壁紧密贴合。
44.(6)使用翻边机将油管内衬管伸出油管1两端的连接端进行翻边处理得到套有油管内衬的油管成品。
45.实施例3
46.油管内衬的制造方法包括以下步骤：
47.(1)将粒径2至4mm的晓星m630聚酮粒料使用挤出机在240℃挤出，定型为管状结构，冷却得到厚度为2mm的第一管层4。
48.(2)将3m 2216gray胶合剂涂覆于第一管层4的外壁上，然后将二氧化硅气凝胶毡包裹在第一管层4的外壁上，形成厚度为6mm的第二管层3。
49.(3)使用挤出机将粒径2至4mm的晓星m630聚酮粒料与平均粒径200nm的纳米粘土颗粒在250℃混合，其中聚酮占总质量的95％，纳米粘土颗粒占总质量的5％，挤出造粒制成粒径为2至4mm的混合粒料。
50.(4)将混合粒料在250℃挤出包覆于第二管层3的外壁上，形成厚度3mm的第三管层2，得到独立于油管之外的油管内衬。
51.(5)将所述油管内衬在40℃下通过缩径机暂时缩小，使用牵引装置将油管内衬穿入油管中，静置24h使得油管内衬的第三管层2与油管1的内壁紧密贴合。
52.(6)使用翻边机将内衬管伸出油管1两端的连接端进行翻边处理得到套有油管内衬的油管成品。
53.实施例4
54.油管内衬的制造方法包括以下步骤：
55.(1)将粒径2至4mm的晓星m630聚酮粒料使用挤出机在240℃挤出，定型为管状结构，冷却得到厚度为2mm的第一管层4。
56.(2)将3m 2216gray胶合剂涂覆于第一管层4的外壁上，然后将二氧化硅气凝胶毡包裹在第一管层4的外壁上，形成厚度为6mm的第二管层3。
57.(3)使用挤出机将粒径2至4mm的晓星m630聚酮粒料与平均粒径500nm的纳米粘土颗粒在250℃混合，其中聚酮占总质量的90％，纳米粘土颗粒占总质量的10％，挤出造粒制成粒径为2至4mm的混合粒料。
58.(4)将混合粒料在250℃挤出包覆于第二管层3的外壁上，形成厚度3mm的第三管层2，得到独立于油管之外的油管内衬。
59.(5)将所述油管内衬在40℃下通过缩径机暂时缩小，使用牵引装置将油管内衬穿入油管中，静置24h使得油管内衬的第三管层2与油管1的内壁紧密贴合。
60.(6)使用翻边机将内衬管伸出油管1两端的连接端进行翻边处理得到套有油管内衬的油管成品。
61.实施例5
62.油管内衬的制造方法包括以下步骤：
63.(1)将粒径2至4mm的晓星m730聚酮粒料使用挤出机在240℃挤出，定型为管状结构，冷却得到厚度为4mm的第一管层4。
64.(2)将3m dp100胶合剂涂覆于第一管层4的外壁上，然后将二氧化硅气凝胶毡包裹在第一管层4的外壁上，形成厚度为5mm的第二管层3。
65.(3)在第二管层3的外壁上缠绕厚度为0.05mm的pet聚酯薄膜带。
66.(4)将粒径2至4mm的晓星m730聚酮粒料在240℃挤出包覆于聚酯薄膜带的外壁上，形成厚度2mm的第三管层2，得到独立于油管之外的油管内衬。
67.(5)将所述油管内衬在55℃下通过缩径机暂时缩小，使用牵引装置将油管内衬穿入油管中，静置36h使得油管内衬的第三管层2与油管1的内壁紧密贴合。
68.(6)使用翻边机将内衬管伸出油管1两端的连接端进行翻边处理得到套有油管内衬的油管成品。
69.实施例6
70.油管内衬的制造方法包括以下步骤：
71.(1)将粒径2至4mm的晓星m640聚酮粒料使用挤出机在250℃挤出，定型为管状结构，冷却得到厚度为2mm的第一管层4。
72.(2)将乐泰638胶合剂(汉高乐泰公司)涂覆于第一管层4的外壁上，然后将二氧化硅气凝胶毡包裹在第一管层4的外壁上，形成厚度为6mm的第二管层3。
73.(3)在第二管层3的外壁上缠绕厚度为0.075mmpet聚酯薄膜带。
74.(4)将粒径2至4mm的晓星m640聚酮粒料与平均粒径25μm的空心玻璃微珠在260℃挤出机混合造粒，其中聚酮占总质量的95％，中空玻璃微珠占总质量的5％，制成粒径2至4mm的混合粒料。
75.(5)将混合粒料在260℃挤出包覆于聚酯薄膜带的外壁上，形成厚度3mm的第三管层2，得到独立于油管之外的油管内衬。
76.(6)将所述油管内衬在70℃下通过缩径机暂时缩小，使用牵引装置将油管内衬穿入油管中，静置48h使得油管内衬的第三管层2与油管1的内壁紧密贴合。
77.(7)使用翻边机将内衬管伸出油管1两端的连接端进行翻边处理得到套有油管内衬的油管成品。
78.实施例7
79.油管内衬的制造方法包括以下步骤：
80.(1)将粒径为2至4mm的晓星m640聚酮粒料使用挤出机在260℃挤出，定型为管状结构，冷却得到厚度为3mm的第一管层4。
81.(2)将汉高乐泰648胶合剂涂覆于第一管层4的外壁上，然后将二氧化硅气凝胶毡包裹在第一管层4的外壁上，形成厚度为4mm的第二管层3。
82.(3)在第二管层3的外壁上缠绕厚度0.1mm的pet聚酯薄膜带。
83.(4)将粒径2至4mm的晓星m640聚酮粒料与平均粒径50μm的空心玻璃微珠在260℃挤出机混合造粒，其中聚酮占总质量的90％，中空玻璃微珠占总质量的10％，制成粒径2至4mm的混合粒料。
84.(5)将混合粒料在260℃挤出包覆于聚酯薄膜带的外壁上，形成厚度4mm的第三管层2，得到独立于油管之外的油管内衬。
85.(6)将所述油管内衬在80℃下通过缩径机将管暂时缩小，使用牵引装置将油管内衬穿入油管中，静置48h使得油管内衬的第三管层2与油管1的内壁紧密贴合。
86.(7)使用翻边机将内衬管伸出油管1两端的连接端进行翻边处理得到套有油管内衬的油管成品。
87.对比例1
88.油管内衬的制造方法包括以下步骤：
89.(1)将粒径2至4mm的晓星m730聚酮粒料使用挤出机在240℃挤出，定型为管状结构，冷却得到厚度为3mm的第一管层4。
90.(2)将3m dp100胶合剂涂覆于第一管层4的外壁上，然后将二氧化硅气凝胶毡包裹在第一管层4的外壁上，形成厚度为5mm的第二管层3。
91.(3)在第二管层3的外壁上缠绕厚度为0.05mm的聚酯薄膜带，得到独立于油管之外的油管内衬。
92.(4)将所述油管内衬在25℃下通过缩径机暂时缩小，使用牵引装置将油管内衬穿入油管中，静置24h使得油管内衬的第三管层2与油管1的内壁紧密贴合。
93.(5)使用翻边机将内衬管伸出油管1两端的连接端进行翻边处理得到套有油管内衬的油管成品。
94.对比例2
95.油管内衬的制造方法包括以下步骤：
96.(1)将粒径为2至4mm的晓星m640聚酮粒料使用挤出机在260℃挤出，定型为管状结构，冷却得到厚度为3mm的第一管层4。
97.(2)将乐泰648胶合剂(汉高乐泰公司)涂覆于第一管层4的外壁上，然后将二氧化硅气凝胶毡包裹在第一管层4的外壁上，形成厚度为5mm的第二管层3。
98.(3)将粒径为2至4mm的晓星m640聚酮粒料使用挤出机在260℃挤出包覆于第二管层3的外壁上，形成厚度3mm的第三管层2，得到独立于油管之外的油管内衬。
99.(4)将所述油管内衬在80℃下通过缩径机暂时缩小，使用牵引装置将油管内衬穿入油管中，静置48h使得油管内衬的第三管层2与油管1的内壁紧密贴合。
100.(5)使用翻边机将内衬管伸出油管1两端的连接端进行翻边处理得到套有油管内衬的油管成品。
101.性能测试
102.套有油管内衬的油管的保温效果测试过程如下：将套有油管内衬的油管一端封闭后，向其中充注70℃的热水，随后封闭另一端，然后使用非接触式红外测温仪器，检测管段外壁温度，结果如表1所示。
103.表1各实施例中油管外壁的温度
104.实施例5分钟后温度(℃)15分钟后温度(℃)实施例127.228.5实施例227.028.1实施例324.226.5实施例424.526.8实施例524.325.9实施例623.124.2实施例722.223.8对比例130.233.1对比例226.530.6
105.从7个实施例和两个对比例中制备的油管内衬的第一管层4(没有在其外壁上包覆第二管层、第三管层和薄膜带)截取标准拉伸样条，将该拉伸样条放置于150℃模拟工况中，在150℃温度下持续7天后取出，根据国标gb/t1040测试拉伸强度和断裂伸长率，根据下式计算拉伸强度变化率和断裂伸长率变化率。
106.断裂伸长率变化率＝(腐蚀后断裂伸长率-腐蚀前断裂伸长率)/原始伸长率
×
100％
107.拉伸强度变化率＝(腐蚀后拉伸强度-腐蚀前拉伸强度)/原始拉伸强度
×
100％
108.结果如表2。
109.通过表2的性能测试结果可以看出，本发明的油管内衬其高温环境下的耐腐蚀性能、机械性能等较聚乙烯内衬油管都有很大改进，能够满足油气田高温、高含h2o、o2、h2s、co2、cl
—
流体输送的要求。
110.表2模拟工况腐蚀前后力学性能对比
[0111][0112]
注：表中变化率数据“ ”代表数值增加，
“-”
代表数值减小。
[0113]
虽然本发明已经参照具体实施方式进行了描述，但是本领域的技术人员应该理解在没有脱离本发明的真正的精神和范围的情况下，可以进行的各种改变。此外，可以对本发明的主体、精神和范围进行多种改变以适应特定的情形、材料、材料组合物和方法。所有的这些改变均包括在本发明的权利要求的范围内。