CN103821460B - 一种用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管 - Google Patents
一种用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管，它由六层构成，依次为内防腐减阻层（6）、内智能防腐层（5）、保温层（4）、支撑层（3）、外智能防腐层（2）和外防腐减阻层（1），内智能防腐层（5）包覆在内防腐减阻层（6）的外部，保温层（4）包覆在内智能防腐层（5）的外部，支撑层（3）包覆在保温层（4）的外部，外智能防腐层（2）包覆在支撑层（3）的外部，外防腐减阻层（1）包覆在外智能防腐层（2）的外部。本发明的有益效果是：具有优秀的热稳定性和防腐性，各功能层分别具有抗压、保温、智能防腐、减阻防附着的能力，各功能层热膨胀系数一致，解决了常规保温防腐管材保温防腐材料易脱落的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气开采用油管技术领域，特别是一种用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管。
背景技术
常用的保温管材一般以钢管为支撑材料，在钢管的内外壁添加保温材料，例如中国专利200910093535.7公开的一种三聚复合保温管、中国专利201110213942.4公开的一种搪瓷保温管、中国专利201210300245.7公开的一种复合保温管和中国专利201210526371.4公开的一种保温管。由于钢管与保温材料的热膨胀系数不同，此类专利在温度剧烈变化的情况下，保温材料脱落。常用的防腐管材一般也使用钢管为支撑材料，在钢管的内外壁添加防腐材料，例如中国专利201210446206.8公开的一种复合纳米气凝胶防腐保温油管、中国专利200410040429.X公开的一种用于石油管的防护涂料及其制备方法和施工方法和中国专利200610078245.1公开的一种抗硫化氢腐蚀的油管涂料及制造方法。此类专利存在与保温管材同样的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种具有优秀的热稳定性和防腐性、各功能层热膨胀系数一致、各层之间无缝粘合、用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管，它由六层构成，沿从内到外的方向依次为内防腐减阻层、内智能防腐层、保温层、支撑层、外智能防腐层和外防腐减阻层，即内智能防腐层包覆在内防腐减阻层的外部，保温层包覆在内智能防腐层的外部，支撑层包覆在保温层的外部，外智能防腐层包覆在支撑层的外部，外防腐减阻层包覆在外智能防腐层的外部；
所述的内防腐减阻层和外防腐减阻层所采用的原料均由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂30～50，聚硫醇30～40，石墨粉1～2，滑石粉2～5，石英粉5～8；
所述的内智能防腐层和外智能防腐层所采用的原料均由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂40～55，聚硫醇30～40，氧化铜粉5～10；
所述的保温层所采用的原料由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂30～45，聚硫醇20～25，珍珠岩粉20～30，空心玻璃微珠10～20；
所述的支撑层所采用的原料由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂30～40，聚硫醇20～30，玻璃纤维25～30，碳纤维10～15。
所述的内防腐减阻层的厚度为1.5～2.5毫米，内智能防腐层的厚度为2.5～4.5毫米，保温层的厚度为4～6毫米，支撑层的厚度为7～12毫米，外智能防腐层厚度为2～4毫米，外防腐减阻层厚度为1～2毫米。
所述的石墨粉、滑石粉与石英粉的平均粒度D50为0.1～10微米，氧化铜粉的平均粒度D50为0.1～0.5微米，珍珠岩粉的平均粒度D50为0.5～1.5微米，空心玻璃微珠的平均粒度D50为1.0～2.5微米。
本发明具有以下优点：
本发明以耐温防腐材料马来酰亚胺树脂为主体，具有优秀的热稳定性和防腐性。本发明的各功能层分别具有抗压、保温、智能防腐、减阻防附着的能力，各功能层热膨胀系数一致，各层之间可无缝粘合，解决了常规保温防腐管材保温防腐材料易脱落的问题。本发明特别适用于高含硫天然气井高压高温高腐蚀环境。
本发明维护了高含硫气井的正常生产，可以有效防止高含硫天然气腐蚀油管，以及防止高含硫天然气中的硫单质析出附着井壁，堵塞井筒。
经文献调研，在泡沫排水采气工艺技术方面未发现与一种用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管的思路、产品、工艺设计方法和理论基础研究的报道。
内防腐减阻层的作用是增加油管内壁润滑性能，减小摩阻，防止高含硫天然气中析出的硫单质附着油管内壁，以及防止油管中的高含硫天然气腐蚀井筒。
内智能防腐层的作用是当内防腐减阻层发生破损，内智能防腐层的氧化铜粉与高含硫天然气中的硫化氢发生反应，生成硫化铜隔绝高含硫天然气与油管接触，阻止硫化氢进一步腐蚀油管。
保温层的作用是减少油管中高含硫天然气的热量散失，防止高含硫天然气中的硫单质析出。
支撑层的作用是为高含硫天然气井的保温智能防腐油管提供结构支撑。
外智能防腐层的作用是当外防腐减阻层发生破损，外智能防腐层的氧化铜粉与高含硫天然气中的硫化氢发生反应，生成硫化铜隔绝高含硫天然气与油管接触，阻止硫化氢进一步腐蚀油管。
外防腐减阻层的作用是增加油管外壁润滑性能，减小摩阻，防止高含硫天然气中析出的硫单质附着油管外壁，以及防止油套环空中的高含硫天然气腐蚀井筒。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图
图中，1-外防腐减阻层，2-外智能防腐层，3-支撑层，4-保温层，5-内智能防腐层，6-内防腐减阻层。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
实施例1：
如图1所示，一种用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管，它由六层构成，沿从内到外的方向依次为内防腐减阻层6、内智能防腐层5、保温层4、支撑层3、外智能防腐层2和外防腐减阻层1，即内智能防腐层5包覆在内防腐减阻层6的外部，保温层4包覆在内智能防腐层5的外部，支撑层3包覆在保温层4的外部，外智能防腐层2包覆在支撑层3的外部，外防腐减阻层1包覆在外智能防腐层2的外部；
所述的内防腐减阻层6和外防腐减阻层1所采用的原料均由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂30，聚硫醇40，石墨粉1，滑石粉2，石英粉8；所述的石墨粉、滑石粉与石英粉的平均粒度D50为5微米。所述的内防腐减阻层6的厚度为1.5毫米，外防腐减阻层1厚度为1.5毫米。内防腐减阻层6的作用是增加油管内壁润滑性能，减小摩阻，防止高含硫天然气中析出的硫单质附着油管内壁，以及防止油管中的高含硫天然气腐蚀井筒。外防腐减阻层1的作用是增加油管外壁润滑性能，减小摩阻，防止高含硫天然气中析出的硫单质附着油管外壁，以及防止油套环空中的高含硫天然气腐蚀井筒。
所述的内智能防腐层5和外智能防腐层2所采用的原料均由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂55，聚硫醇30，氧化铜粉10；氧化铜粉的平均粒度D50为0.1微米。内智能防腐层5的厚度为3毫米，外智能防腐层2厚度为3毫米。内智能防腐层5的作用是当内防腐减阻层6发生破损，内智能防腐层5的氧化铜粉与高含硫天然气中的硫化氢发生反应，生成硫化铜隔绝高含硫天然气与油管接触，阻止硫化氢进一步腐蚀油管。外智能防腐层2的作用是当外防腐减阻层1发生破损，外智能防腐层2的氧化铜粉与高含硫天然气中的硫化氢发生反应，生成硫化铜隔绝高含硫天然气与油管接触，阻止硫化氢进一步腐蚀油管。
所述的保温层4所采用的原料由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂40，聚硫醇23，珍珠岩粉25，空心玻璃微珠10；珍珠岩粉的平均粒度D50为1微米，空心玻璃微珠的平均粒度D50为2.5微米。保温层4的厚度为5毫米。保温层4的作用是减少油管中高含硫天然气的热量散失，防止高含硫天然气中的硫单质析出。
所述的支撑层3所采用的原料由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂30，聚硫醇30，玻璃纤维30，碳纤维10，支撑层3的厚度为10毫米。支撑层3的作用是为高含硫天然气井的保温智能防腐油管提供结构支撑。
实施例2：
如图1所示，一种用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管，它由六层构成，沿从内到外的方向依次为内防腐减阻层6、内智能防腐层5、保温层4、支撑层3、外智能防腐层2和外防腐减阻层1，即内智能防腐层5包覆在内防腐减阻层6的外部，保温层4包覆在内智能防腐层5的外部，支撑层3包覆在保温层4的外部，外智能防腐层2包覆在支撑层3的外部，外防腐减阻层1包覆在外智能防腐层2的外部；
所述的内防腐减阻层6和外防腐减阻层1所采用的原料均由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂50，聚硫醇30，石墨粉1，滑石粉5，石英粉5；所述的石墨粉、滑石粉与石英粉的平均粒度D50为10微米。所述的内防腐减阻层6的厚度为2.5毫米，外防腐减阻层1厚度为2毫米。内防腐减阻层6的作用是增加油管内壁润滑性能，减小摩阻，防止高含硫天然气中析出的硫单质附着油管内壁，以及防止油管中的高含硫天然气腐蚀井筒。外防腐减阻层1的作用是增加油管外壁润滑性能，减小摩阻，防止高含硫天然气中析出的硫单质附着油管外壁，以及防止油套环空中的高含硫天然气腐蚀井筒。
所述的内智能防腐层5和外智能防腐层2所采用的原料均由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂40，聚硫醇40，氧化铜粉5；氧化铜粉的平均粒度D50为0.5微米。内智能防腐层5的厚度为4.5毫米，外智能防腐层2厚度为2毫米。内智能防腐层5的作用是当内防腐减阻层6发生破损，内智能防腐层5的氧化铜粉与高含硫天然气中的硫化氢发生反应，生成硫化铜隔绝高含硫天然气与油管接触，阻止硫化氢进一步腐蚀油管。外智能防腐层2的作用是当外防腐减阻层1发生破损，外智能防腐层2的氧化铜粉与高含硫天然气中的硫化氢发生反应，生成硫化铜隔绝高含硫天然气与油管接触，阻止硫化氢进一步腐蚀油管。
所述的保温层4所采用的原料由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂30，聚硫醇25，珍珠岩粉20，空心玻璃微珠20；珍珠岩粉的平均粒度D50为1.5微米，空心玻璃微珠的平均粒度D50为1.0微米。保温层4的厚度为6毫米。保温层4的作用是减少油管中高含硫天然气的热量散失，防止高含硫天然气中的硫单质析出。
所述的支撑层3所采用的原料由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂40，聚硫醇30，玻璃纤维25，碳纤维15，支撑层3的厚度为7毫米。支撑层3的作用是为高含硫天然气井的保温智能防腐油管提供结构支撑。
实施例3：
如图1所示，一种用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管，它由六层构成，沿从内到外的方向依次为内防腐减阻层6、内智能防腐层5、保温层4、支撑层3、外智能防腐层2和外防腐减阻层1，即内智能防腐层5包覆在内防腐减阻层6的外部，保温层4包覆在内智能防腐层5的外部，支撑层3包覆在保温层4的外部，外智能防腐层2包覆在支撑层3的外部，外防腐减阻层1包覆在外智能防腐层2的外部；
所述的内防腐减阻层6和外防腐减阻层1所采用的原料均由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂40，聚硫醇35，石墨粉1.5，滑石粉3，石英粉6；所述的石墨粉、滑石粉与石英粉的平均粒度D50为0.1微米。所述的内防腐减阻层6的厚度为2毫米，外防腐减阻层1厚度为1毫米。内防腐减阻层6的作用是增加油管内壁润滑性能，减小摩阻，防止高含硫天然气中析出的硫单质附着油管内壁，以及防止油管中的高含硫天然气腐蚀井筒。外防腐减阻层1的作用是增加油管外壁润滑性能，减小摩阻，防止高含硫天然气中析出的硫单质附着油管外壁，以及防止油套环空中的高含硫天然气腐蚀井筒。
所述的内智能防腐层5和外智能防腐层2所采用的原料均由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂50，聚硫醇35，氧化铜粉8；氧化铜粉的平均粒度D50为0.3微米。内智能防腐层5的厚度为2.5毫米，外智能防腐层2厚度为4毫米。内智能防腐层5的作用是当内防腐减阻层6发生破损，内智能防腐层5的氧化铜粉与高含硫天然气中的硫化氢发生反应，生成硫化铜隔绝高含硫天然气与油管接触，阻止硫化氢进一步腐蚀油管。外智能防腐层2的作用是当外防腐减阻层1发生破损，外智能防腐层2的氧化铜粉与高含硫天然气中的硫化氢发生反应，生成硫化铜隔绝高含硫天然气与油管接触，阻止硫化氢进一步腐蚀油管。
所述的保温层4所采用的原料由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂45，聚硫醇20，珍珠岩粉30，空心玻璃微珠15；珍珠岩粉的平均粒度D50为0.5微米，空心玻璃微珠的平均粒度D50为1.5微米。保温层4的厚度为4毫米。保温层4的作用是减少油管中高含硫天然气的热量散失，防止高含硫天然气中的硫单质析出。
所述的支撑层3所采用的原料由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂35，聚硫醇25，玻璃纤维28，碳纤维13，支撑层3的厚度为12毫米。支撑层3的作用是为高含硫天然气井的保温智能防腐油管提供结构支撑。
Claims (3)
1.一种用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管，其特征在于：由六层构成，沿从内到外的方向依次为内防腐减阻层（6）、内智能防腐层（5）、保温层（4）、支撑层（3）、外智能防腐层（2）和外防腐减阻层（1），即内智能防腐层（5）包覆在内防腐减阻层（6）的外部，保温层（4）包覆在内智能防腐层（5）的外部，支撑层（3）包覆在保温层（4）的外部，外智能防腐层（2）包覆在支撑层（3）的外部，外防腐减阻层（1）包覆在外智能防腐层（2）的外部；
所述的内防腐减阻层（6）和外防腐减阻层（1）所采用的原料均由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂30～50，聚硫醇30～40，石墨粉1～2，滑石粉2～5，石英粉5～8；
所述的内智能防腐层（5）和外智能防腐层（2）所采用的原料均由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂40～55，聚硫醇30～40，氧化铜粉5～10；
所述的保温层（4）所采用的原料由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂30～45，聚硫醇20～25，珍珠岩粉20～30，空心玻璃微珠10～20；
所述的支撑层（3）所采用的原料由以下组分构成，且各组分的重量比为：马来酰亚胺树脂30～40，聚硫醇20～30，玻璃纤维25～30，碳纤维10～15。
2.根据权利要求1所述的一种用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管，其特征在于：所述的内防腐减阻层（6）的厚度为1.5～2.5毫米，内智能防腐层（5）的厚度为2.5～4.5毫米，保温层（4）的厚度为4～6毫米，支撑层（3）的厚度为7～12毫米，外智能防腐层（2）厚度为2～4毫米，外防腐减阻层（1）厚度为1～2毫米。
3.根据权利要求1所述的一种用于高含硫天然气井的保温智能防腐油管，其特征在于：所述的石墨粉、滑石粉与石英粉的平均粒度D50为0.1～10微米，氧化铜粉的平均粒度D50为0.1～0.5微米，珍珠岩粉的平均粒度D50为0.5～1.5微米，空心玻璃微珠的平均粒度D50为1.0～2.5微米。
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