CN100389283C - 一种油田用聚脂耐酸超高压复合管及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于管道技术领域，公开了一种油田用聚脂耐酸超高压复合管及其制备工艺。其主要技术方案为：以PE塑料、润滑剂、增塑剂和热稳定剂为主要原料，经挤出机加热挤出、冷却定型等工艺制备成2-6mm厚的内层管；再经缠绕机缠绕构成增强层；在该增强层以线形低密度聚乙烯、抗老化剂、耐低温剂、增塑剂和阻燃剂为原料置入包覆机中，在内层管缠绕增强层的外侧包覆一层外层管。即制成了具有吸水率低、使用环境温度宽、拉伸强度高和使用寿命长等特点的油田用聚脂耐酸超高压复合管。

Description

一种油田用聚脂耐酸超高压复合管及其制备工艺
技术领域
本发明属于管道技术领域，具体的讲公开了一种吸水率低、具有较好的抗拉、抗弯曲性能的油田用聚脂耐酸超高压复合管及其制备工艺。
背景技术
目前，油田上所用于高压输送高浓度硫酸、盐酸的管道由橡胶材料制成，在使用过程中，由于该材料所制备成的管道的吸水率较高(在0.5％左右)，耐腐蚀性能差，因此使得所输送的高浓度硫酸、盐酸，由于管壁的吸水，使得浓度存在不稳定的缺陷。另外，油田的环境条件和地质条件比较复杂，要求所使用的管道具有较宽的耐侯性(橡胶材料管道一般只能使用于零下20℃——50℃的环境中)，而且还应当具有较好的抗拉、抗弯曲性能，由橡胶材料制备成的输送管尚不能达到要求，且使用寿命一般只有6-8个月。
发明内容
本发明的第一个目的就是提供一种吸水率低、具有较好的抗拉、抗弯曲性能的油田用聚脂耐酸超高压复合管。
本发明的第二个目的就是提供制备上述油田用聚脂耐酸超高压复合管的制备工艺。
实现本发明第一个目的的技术方案为：
一种油田用聚脂耐酸超高压复合管，包括
基本由200重量份的PE塑料、0.03-0.06重量份的润滑剂、0.10-0.15重量份的增塑剂、0.06-0.10重量份的热稳定剂构成的2-6mm厚的内层管；
由2-5层金属丝缠绕成的增强层；
基本由200重量份的线形低密度聚乙烯、0.05-0.10重量份的抗老化剂、0.01-0.04的重量份的耐低温剂和0.15-0.20的重量份的增塑剂构成的1-3mm厚的外层管。
另外：所述的金属丝缠绕成的增强层外有一金属编织层；所述的金属丝缠绕成的增强层间涂有粘合剂。
实现本发明第二目的，即制备油田用聚脂耐酸超高压复合管的工艺包括下列步骤：
1、内层管的制备
第一步：按权利要求1取内层管的组分和比例称取原材料；
第二步：将上述原材料制成颗粒状并置入挤出机的料斗中；
第三步：加热挤出机，将其挤入至两端的温度分别为180-195℃和235-240℃的混合加热区中；
第四步：注模并置入真空腔中，冷却定型；
第五步：出模；
2、增强层的制备
将成型的内层管的外壁上利用金属丝缠绕机缠绕增强层，并每缠绕一层在其表面涂一层粘合剂；
3、外层管的制备
利用包覆机，在内层管所缠绕增强层的外侧包覆一层由权利要求1所述的外层管的组分和比例构成的外层管。
另外：所述的混合加热区温度参数呈直线上升状；所述的混合加热区分为三个，其中中间混合加热区的温度为215-230℃。
利用本发明所提供的工艺制备成的油田用聚脂耐酸超高压复合管的性能参数为：
1、其中内层管的吸水率小于0.005％；
2、耐低温性能好，可长期使用于零下50℃的环境中；
3、断裂伸长率为50-100％；
4、拉伸强度在8.3-24.1Mpa间；
5、冲击强度(缺口)大于853.4J/m；
6、使用寿命可达到10年以上。
附图说明
如图所示为本发明提供的油田用聚脂耐酸超高压复合管的截面图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所提供的一种油田用聚脂耐酸超高压复合管的结构及制备工艺做进一步的详细说明：
如图所示为本发明提供的油田用聚脂耐酸超高压复合管的截面结构示意图，即其结构包括具有耐酸性能、吸水率小的2-6mm厚的内层管1以及缠绕于该管层上的增强层2，为防止金属缠绕层间的相对滑动，在缠绕层间涂有粘合剂3。在金属缠绕层形成的增强层外侧壁上包裹具有抗冲击强度高的1-3mm厚的外管层4。
其中，根据所输送的硫酸或盐酸的压力的大小，确定构成增强层2的金属缠绕层的层数，一般为4-8层。
为了进一步提高增强层的性能，在金属缠绕层外再增加一层由金属丝构成的编织层5。
油田用聚脂耐酸超高压复合管的制备过程如下：
实施例1
1、内层管的制备
第一步：称取主料200Kg的PE塑料、0.03Kg的硬脂酸钡作润滑剂、0.05Kg的邻苯二酸和0.05Kg氯化石蜡作增塑剂、0.06Kg二盐基硫酸铅作热稳定剂和0.12Kg的钛白粉原材料；
第二步：将上述原材料制成颗粒状并置入挤出机的料斗中；
第三步：加热挤出机，将其挤入至温度依次为180℃、215℃和240℃的混合加热区中；
第四步：注模，密封出模管的内腔口，并置入真空模腔中使出模管呈圆形，用常温水冷却定型；
第五步：出真空模腔。
2、增强层的制备
将成型的内层管外壁上利用金属丝缠绕机缠绕4层金属丝线，构成增强层，每缠绕一层金属丝线，在其外侧涂一层粘合剂；
利用编织机在金属丝缠绕成的增强层外编织一金属编织层，以提高增强层的性能。
3、外层管的制备
称取主料200Kg的线形低密度聚乙烯、0.05Kg的碳酸三甲苯酯作抗老化剂、0.01Kg的乙二醇碳酸酯作耐低温剂、0.06Kg的环氧大豆油及0.09Kg的聚乙二酸丙二醇酯作增塑剂和0.03Kg的磷酸三酯作阻燃剂置入包覆机，在内层管缠绕增强层的外侧包覆一层外层管。
油田用聚脂耐酸超高压复合管制备完毕。
在实施例2-6中的制备内层管所需的原材料和将其挤入至混合加热区中的温度为：
实施例2：主料200Kg的PE塑料、0.05Kg的硬脂酸铅作润滑剂、0.02Kg的邻苯二酸、0.07Kg的氯化石蜡和0.06Kg的烷基硫磺苯酯作增塑剂、0.07Kg二盐基邻苯二甲酸铅作热稳定剂和0.15Kg的滑石粉。
加热挤出机，将其挤入至温度依次为195℃、230℃和240℃的混合加热区中；
实施例3：主料200Kg的PE塑料、0.04Kg的硬脂酸铅作润滑剂、0.04Kg的石油硫磺苯酯、0.03Kg的氯化石蜡和0.05Kg的烷基硫磺苯酯作增塑剂、0.10Kg的液体钡复合热稳定剂和0.14Kg的钛白粉。
加热挤出机，将其挤入至温度依次为190℃、220℃和240℃的混合加热区中；
实施例4：主料200Kg的PE塑料、0.06Kg的硬脂酸钙作润滑剂、0.04Kg的邻苯二酸、0.04Kg的氯化石蜡和0.06Kg的烷基硫磺苯酯作增塑剂、0.07Kg的液体钙锌复合热稳定剂和0.12Kg的滑石粉。
加热挤出机，将其挤入至温度依次为185℃、215℃和235℃的混合加热区中；
实施例5：主料200Kg的PE塑料、0.03Kg的硬脂酸钙作润滑剂、0.10Kg的氯化石蜡作增塑剂；
加热挤出机，将其挤入至温度依次为190℃、220℃和230℃的混合加热区中；
实施例6：主料200Kg的PE塑料、0.04Kg的硬脂酸镁作润滑剂、0.10Kg的邻苯二酸、0.05Kg的氯化石蜡和0.05Kg的烷基硫磺苯酯作增塑剂和0.14Kg的钛白粉。
加热挤出机，将其挤入至温度依次为180℃、210℃和235℃的混合加热区中；
上述实施例2-6制备内层管的其它工序与实施例1相同。
在实施例2-6中的制备外层管的原材料为：
实施例2：主料200Kg的线形低密度聚乙烯、0.1Kg的亚磷二苯酯作抗老化剂、0.03Kg的邻苯二甲酸二辛酯作耐低温剂、0.15Kg的环氧脂肪酸丁酯及0.05Kg的邻苯二甲酸二异葵酯作增塑剂、0.04Kg的氧化石蜡作阻燃剂及0.05Kg的邻羟基二苯甲酮作抗紫外线剂。
实施例3：主料200Kg的线形低密度聚乙烯、0.08 Kg的二羟基四甲氧基二苯甲酮作抗老化剂、0.04Kg的乙二醇碳酸酯作耐低温剂、0.15Kg的环氧大豆油及0.10Kg的邻苯二甲酸二异葵酯作增塑剂及0.05Kg的氢氧化铝作阻燃剂。
实施例4：主料200Kg的线形低密度聚乙烯、0.06Kg的碳酸三甲苯酯作抗老化剂、0.02Kg的邻苯二甲酸二辛酯作耐低温剂、0.1Kg的环氧脂肪酸丁酯及0.08Kg的聚乙二酸丙二醇酯作增塑剂、0.03Kg的三氧化二锑作阻燃剂及0.07Kg的邻羟基二苯甲酮作抗紫外线剂。
实施例5：主料200Kg的线形低密度聚乙烯、0.05Kg的亚磷二苯酯作抗老化剂、0.03Kg的邻苯二甲酸二辛酯作耐低温剂、0.05Kg的环氧大豆油及0.15Kg的邻苯二甲酸二异葵酯作增塑剂及0.04Kg的磷酸三酯作阻燃剂。
实施例6：主料200Kg的线形低密度聚乙烯、0.06Kg的碳酸三甲苯酯作抗老化剂、0.03Kg的乙二醇碳酸酯作耐低温剂、0.2Kg的环氧大豆油及0.05Kg的聚乙二酸丙二醇酯作增塑剂、0.05Kg的三氧化二锑作阻燃剂及0.08Kg的邻羟基二苯甲酮作抗紫外线剂。
在增强层的制备中，实施例2中利用金属丝缠绕机缠绕5层构成增强层；实施例3中利用金属丝缠绕机缠绕2层构成增强层，并利用编织机在金属丝缠绕成的增强层外编织一金属编织层；实施例4中利用金属丝缠绕机缠绕3层构成增强层，同时在金属丝缠绕成的增强层外编织一金属编织层；实施例5中利用金属丝缠绕机缠绕4层构成增强层，同时在金属丝缠绕成的增强层外编织一金属编织层；实施例6中利用金属丝缠绕机缠绕3层构成增强层。
上述实施例2-6制备内层管和外层管的其它工序与实施例1相同。

Claims (6)

1.一种油田用聚脂耐酸超高压复合管，其特征在于：包括
含有200重量份的PE塑料、0.03-0.06重量份的硬脂酸钡、硬脂酸铅、硬脂酸钙或硬脂酸镁作润滑剂、0.10-0.15重量份的邻苯二酸、氯化石蜡、烷基硫磺苯酯和/或石油硫磺苯酯作增塑剂、0.06-0.10重量份的二盐基硫酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、液体钡或液体钙锌作热稳定剂的成分构成的2-6mm厚的内层管；
由2-5层金属丝缠绕成的增强层；
由200重量份的线形低密度聚乙烯、0.05-0.10重量份的碳酸三甲苯酯、亚磷二苯酯或二羟基四甲氧基二苯甲酮作抗老化剂、0.01-0.04的重量份的乙二醇碳酸酯、邻苯二甲酸二辛酯或乙二醇碳酸酯作耐低温剂和0.15-0.20的重量份的环氧大豆油和聚乙二酸丙二醇酯、环氧脂肪酸丁酯和邻苯二甲酸二异葵酯、环氧大豆油和邻苯二甲酸二异葵酯、环氧脂肪酸丁酯和聚乙二酸丙二醇酯作增塑剂构成的1-3mm厚的外层管。
2.根据权利要求1所述的一种油田用聚脂耐酸超高压复合管，其特征在于：所述的金属丝缠绕成的增强层外有一金属编织层。
3.根据权利要求1或2所述的一种油田用聚脂耐酸超高压复合管，其特征在于：所述的金属丝缠绕成的增强层间涂有粘合剂。
4.制备权利要求1所述的一种油田用聚脂耐酸超高压复合管的工艺方法，包括下列步骤：
(1)、内层管的制备
第一步：按权利要求1取内层管的组分和比例称取原材料；
第二步：将上述原材料制成颗粒状并置入挤出机的料斗中；
第三步：加热挤出机，将其挤入至两端的温度分别为180-195℃和235-240℃的混合加热区中；
第四步：注模并置入真空腔中，冷却定型；
第五步：出模；
(2)、增强层的制备
将成型的内层管的外壁上利用金属丝缠绕机缠绕增强层，并每缠绕一层在其表面涂一层粘合剂；
(3)、外层管的制备
利用包覆机，在内层管所缠绕增强层的外侧包覆一层由权利要求1所述的外层管的组分和比例构成的外层管。
5.根据权利要求4所述的制备一种油田用聚脂耐酸超高压复合管的工艺方法，其特征在于：所述的混合加热区温度参数呈直线上升状。
6.根据权利要求4或5所述的制备一种油田用聚脂耐酸超高压复合管的工艺方法，其特征在于：所述的混合加热区分为三个，其中中间混合加热区的温度为215-230℃。
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