CN102889437B - 一种柔性复合油管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性复合油管，包括：用于输送介质的高分子内管层；设置于所述高分子内管层外侧的高分子外管层；设置于所述高分子内管层外壁上，用于抵抗内压的抗压层；设置于所述高分子外管层的内壁上，用于抵抗外界拉力的抗拉层。本发明提供的柔性复合油管可以连续加工，其长度不受加工限制，在柔性复合油管的布置过程中，可以根据增加其长度从而减少其根数，进而减少柔性复合油管之间相互连接的操作及需要的时间，甚至可以通过一根柔性复合油管完成对于石油的采注任务，避免多根柔性复合油管之间相互连接的操作，便于其在采注油井内的布置，使得石油的采注工作易于进行。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采设备技术领域，特别涉及一种用于石油开采的柔性复合油管。
背景技术
从1970s开始，柔性复合油管用于研发并应用于巴西，远东和地中海地区石油开采中。由于其低碳环保的设计理念和优良产品性能越来越多地应用在油气田的开发中。柔性复合油管主要应用于油井的采注中，通常的采注油井深入地下数千米，用作采注管的柔性复合油管需要承受较高的压力，并且需要承受很大的拉力，除要克服自身重力外还要承受外界设备对其施加的牵引力，以便于在井下布放。
目前，现有的油田用柔性复合油管通常采用钢制管线来实现，以保证其具有足够的抗压和抗拉能力。但这种钢质的柔性复合油管由于生产条件和钢材本身的原因，钢质的柔性复合油管的长度不能过长，而采注油井深入地下数千米，只能通过多根柔性复合油管相互连接才能到达井底，连接操作麻烦，一次采注需要耗费大量的时间和人力。
因此，如何使柔性复合油管便于在采注油井内布置，已成为本领域人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种柔性复合油管，以使柔性复合油管便于在采注油井内布置。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种柔性复合油管，包括：
用于输送介质的高分子内管层；
设置于所述高分子内管层外侧的高分子外管层；
设置于所述高分子内管层外壁上，用于抵抗内压的抗压层；
设置于所述高分子外管层的内壁上，用于抵抗外界拉力的抗拉层；
用于固定所述抗拉层的固定层，所述固定层的外侧与所述高分子外管层相邻，将所述抗拉层沿所述高分子内管层布置，并在所述抗拉层外加工编织层对其固定，此编织层即为所述固定层；
还包括沿所述高分子外管层布置的控制层；所述控制层内设置有沿所述高分子外管层的延伸方向布置的电源线；
所述控制层与所述高分子外管层为一体式结构，所述控制层设置为由所述高分子外管层的外壁向外加厚的部分；
所述高分子内管层、所述抗压层、所述抗拉层、所述固定层及所述高分子外管层由内至外依次排列。
优选地，所述高分子内管层为由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚偏氟乙烯或改性高分子聚合物材料挤出成型的柔性管。
优选地，所述高分子外管层为由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或聚氨酯材料挤出成型的柔性管。
优选地，所述抗压层为纤维编织层，所述纤维编织层为由涤纶纤维、尼龙纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维和碳纤维中的一种或几种编织而成的编织层。
优选地，所述抗压层具有2-4层单层纤维编织层。
优选地，所述抗拉层为由涤纶纤维、尼龙纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维和碳纤维中的一种或几种沿所述高分子内管层的延伸方向平行布置的纤维层。
优选地，所述控制层内还设置有沿所述高分子外管层的延伸方向布置的钢丝绳或控制管。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的柔性复合油管，包括高分子内管层和高分子外管层，并在高分子内管层外壁上设置抗压层，通过抗压层的作用抵抗内压，避免高分子内管层内部通入介质后因压力过大而导致高分子内管层破裂，并通过在高分子外管层的内壁上设置抗拉层，抵抗外界的拉力，避免柔性复合油管在井下布置时拉断。通过将本发明提供的柔性复合油管设置为由高分子内管层、高分子外管层、抗压层和抗拉层组成的复合管，由于此复合管可以连续加工，即本发明提供的柔性复合油管可以连续加工，其长度不受加工限制，在柔性复合油管的布置过程中，可以通过增加柔性复合油管的长度从而减少其需要布置的根数，进而减少柔性复合油管之间相互连接的操作及需要的时间，甚至可以通过一根柔性复合油管完成对于石油的采注任务，避免多根柔性复合油管之间相互连接的操作，便于其在采注油井内的布置，使得石油的采注工作易于进行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明实施例提供的柔性复合油管的径向剖视图；
图2为本发明实施例提供的柔性复合油管的轴向剖视图。
其中，高分子内管层-1，高分子外管层-2，电源线-21，抗压层-3，抗拉层-4，固定层-5。
具体实施方式
本发明公开了一种柔性复合油管，以使柔性复合油管便于在采注油井内布置。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参考图1和图2，图1为本发明实施例提供的柔性复合油管的径向剖视图；图2为本发明实施例提供的柔性复合油管的轴向剖视图。
本发明实施例提供了一种柔性复合油管，包括：用于输送介质的高分子内管层1；设置于高分子内管层1外侧的高分子外管层2；设置于高分子内管层1外壁上，用于抵抗内压的抗压层3；设置于抗压层3外侧，用于抵抗外界拉力的抗拉层4。
本发明实施例提供的柔性复合油管，通过将柔性复合油管设置为高分子内管层1和高分子外管层2的双层结构，在高分子内管层1外壁上设置抗压层3，通过抗压层3的作用抵抗内压，避免高分子内管层1内部通入介质后因压力过大而导致高分子内管层1破裂，并通过在高分子外管层2的内壁上设置抗拉层4，抵抗外界的拉力，避免柔性复合油管在井下布置时拉断。通过将本发明提供的柔性复合油管设置为由高分子内管层1、高分子外管层2、抗压层3和抗拉层4组成的复合管，由于此复合管可以连续加工，即本发明提供的柔性复合油管可以连续加工，其长度不受加工限制，在柔性复合油管的布置过程中，可以通过增加柔性复合油管的长度从而减少其需要布置的根数，进而减少柔性复合油管之间相互连接的操作及需要的时间，甚至可以通过一根柔性复合油管完成对于石油的采注任务，避免多根柔性复合油管之间相互连接的操作，便于其在采注油井内的布置，使得石油的采注工作易于进行。
优选地，高分子内管层1为由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚偏氟乙烯或改性高分子聚合物材料挤出成型的柔性管。高分子外管层2为由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或聚氨酯材料挤出成型的柔性管。
需要说明的是，挤出成型在塑料加工中又称为挤塑，在非橡胶挤出机加工中利用液压机压力于模具本身的挤出称压出。是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。而高分子内管层1即由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚偏氟乙烯或改性高分子聚合物材料通过挤出机的作用挤出成型，高分子外管层2由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚氨酯材料通过挤出机的作用挤出成型。
优选地，抗压层3为纤维编织层。
为了提高抗压层3抵抗内压的能力，抗压层3优选纤维编织层。由于纤维材料具有弹性模量大、塑性形变小和强度高等特点，通过将纤维材料构成的束状或带状结构进行编织。由于高分子内管层1的外壁上设置有纤维编织层，在向高分子内管层1内通入介质后，即使高分子内管层1产生向外扩张的压力，从而使高分子内管层1的外壁与纤维编织层紧密贴合，通过纤维编织层的束缚力，抵抗高分子内管层1向外扩张的压力。纤维编织层通过编织缠绕于高分子内管层1外侧。
也可以将抗压层3设置为沿高分子内管层1径向缠绕的纤维层结构，以达到上述技术效果。
本发明实施例中的纤维编织层为由涤纶纤维、尼龙纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维和碳纤维中的一种或几种编织而成的编织层，以便进一步提高纤维编织层的强度。
优选地，抗压层3具有2-4层单层纤维编织层。即将纤维线重复编织2-4次，以进一步加强纤维编织层的抗压强度。也可根据具体工况以及高分子内管层1的直径大小调整纤维编织层的层数，在此不再一一介绍。
为了提高抗拉层4用于抵抗本发明实施例提供的柔性复合油管受外界的拉伸力，抗拉层4为沿高分子内管层1延伸方向平行布置的纤维层，其中，纤维层为涤纶纤维、尼龙纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维和碳纤维中的一种或几种组成。由于纤维材料具有弹性模量大、塑性形变小和强度高等特点，沿高分子内管层1延伸方向平行布置的纤维层增强了整体的抗拉性能，从而提高了本发明实施例提供的柔性复合油管的整体抗拉性能，避免其拉伸变形。其中，上述纤维材料为束状或带状。
也可以将抗拉层4设置为由钢丝沿高分子内管层1延伸方向平行布置的钢丝层，以达到上述技术效果。
本实施例中还包括用于固定抗拉层4的固定层5，固定层5与高分子外管层2相邻。
固定层5可以为涤纶纤维、尼龙纤维或聚酯纤维中的一种或几种编织而成的编织层，此时的纤维材料为带状或束状。在本发明提供给的柔性复合管成型过程中，将抗拉层4沿高分子内管层1布置，并在抗拉层4外加工编织层对其固定，此编织层即为固定层5。
也可以不设置固定层5，通过共挤的方式使高分子外管层2加工过程中抗拉层4与其结合在一起，需要说明的是，由于聚乙烯纤维线的熔融温度较低，无法通过共挤的方式与高分子外管层2连接，当选用抗拉层4与高分子外管层2共挤的方式加工时，抗拉层4不能为聚乙烯纤维编织的编织层。
进一步的，本发明实施例提供的柔性复合油管还可包括沿高分子外管层2布置的控制层；控制层内设置有沿高分子外管层2的延伸方向布置的电源线21。通过增加控制层，并在加工过程中将电源线21沿本发明实施例提供的柔性复合油管的延伸方向布置，便于为井下注水装置及操作用具提供电能。
为了进一步增加本发明实施例提供的柔性复合油管的功能，控制层内还设置有沿高分子外管层2的延伸方向布置的钢丝绳或控制管。控制管可以放置控制线或光纤(信号传输)，也可以用于气动或液压控制。
如图1所述，本发明实施例中，控制层与高分子外管层2为一体式结构。优选地，高分子外管层2由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或聚氨酯材料挤压而成，而控制层即在高分子外管层2挤出成型过程中其外壁向外加厚的部分，以便于设置，本实施例优选将控制层设置为由高分子外管层2的外壁向外加厚的部分，避免控制层向内挤压高分子内管层1。为了进一步便于设置，优选将控制层设置为两个加厚层且对称设置，其中一个加厚层内设置有电源线21，另一个加厚层内设置有钢丝绳或控制管，也可以在两个加厚层内均设置电源线21、钢丝绳和控制管，而两个加厚层也可称一定角度布置。还可以设置一个加厚层或多于两个加厚层，具体数量依实际需要而定，在此不做具体限制。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种柔性复合油管，其特征在于，包括：
用于输送介质的高分子内管层(1)；
设置于所述高分子内管层(1)外侧的高分子外管层(2)；
设置于所述高分子内管层(1)外壁上，用于抵抗内压的抗压层(3)；
设置于所述高分子外管层(2)的内壁上，用于抵抗外界拉力的抗拉层(4)；
用于固定所述抗拉层(4)的固定层(5)，所述固定层(5)的外侧与所述高分子外管层(2)相邻，将所述抗拉层(4)沿所述高分子内管层(1)布置，并在所述抗拉层(4)外加工编织层对其固定，此编织层即为所述固定层(5)；
还包括沿所述高分子外管层(2)布置的控制层；所述控制层内设置有沿所述高分子外管层(2)的延伸方向布置的电源线(21)；
所述控制层与所述高分子外管层(2)为一体式结构，所述控制层设置为由所述高分子外管层(2)的外壁向外加厚的部分；
所述高分子内管层(1)、所述抗压层(3)、所述抗拉层(4)、所述固定层(5)及所述高分子外管层(2)由内至外依次排列。
2.如权利要求1所述的柔性复合油管，其特征在于，所述高分子内管层(1)为由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚偏氟乙烯或改性高分子聚合物材料挤出成型的柔性管。
3.如权利要求1所述的柔性复合油管，其特征在于，所述高分子外管层(2)为由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或聚氨酯材料挤出成型的柔性管。
4.如权利要求1所述的柔性复合油管，其特征在于，所述抗压层(3)为纤维编织层，所述纤维编织层为由涤纶纤维、尼龙纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维和碳纤维中的一种或几种编织而成的编织层。
5.如权利要求4所述的柔性复合油管，其特征在于，所述抗压层(3)具有2-4层单层纤维编织层。
6.如权利要求1所述的柔性复合油管，其特征在于，所述抗拉层(4)为由涤纶纤维、尼龙纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维和碳纤维中的一种或几种沿所述高分子内管层(1)的延伸方向平行布置的纤维层。
7.如权利要求1所述的柔性复合油管，其特征在于，所述控制层内还设置有沿所述高分子外管层(2)的延伸方向布置的钢丝绳或控制管。
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- 2012-10-08 CN CN201210377789.3A patent/CN102889437B/zh active Active
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