CN104533345B - 一种耐磨防腐外裹隔热油管 - Google Patents

一种耐磨防腐外裹隔热油管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨防腐外裹隔热油管，由油管、油管内防腐耐磨层、油管外隔热层、隔热层外防腐保护层组成。在所述的油管内固定嵌装一内管；在所述油管的中间段外壁均匀地包裹一层外隔热层，在隔热层外壁外裹一层外防腐保护层；在所述的油管的联接接箍上下操作段及接箍外壁安装固定两个对接的半圆形隔热保护管套。本发明能有效地降低原油从井底流到井口过程中原油自身温度的损失并改善原油在井筒中的流态。解决油管柱杆管偏磨、油管内防腐、结垢、结蜡、油管外防腐，降低抽油机井杆管之间的摩擦阻力，最终达到节能减排、减少杆管损坏、减少井下作业工作量，大大降低石油开采成本。

Description

一种耐磨防腐外裹隔热油管
技术领域
本发明涉及一种适用于油田采油管柱的耐磨防腐外裹隔热油管。
背景技术
目前在油田实际生产过程中普遍采用纯光管(未加任何隔热保温措施)采油管柱进行生产，这种采油方式存在原油自身温度大量损失的问题；在油管防腐处理上，通常采用在油管内表层涂上防腐涂料的解决措施，由于油管内的锈污不易清除干净且涂层较薄，因此存在防腐层易脱落、使用寿命短等问题；对解决抽油机井杆管偏磨，普遍采用玻璃内衬、防偏磨井口等技术，这些技术存在玻璃内衬易破碎、防偏磨井口操作使用工作量大，防偏磨效果较差等问题。即便是采用了防腐、耐磨的技术，传统的油管还存在着井下原油抽取过程中的自身温度损失的问题，使井筒中的原油流动性差，增加抽油机载荷，浪费电能，杆管偏磨未能彻底解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐磨防腐外裹隔热油管，以解决井筒具有良好隔热、耐磨、防腐、防蜡、防结垢性能，能有效地降低原油从井底流到井口过程中原油自身的温度损失并改善原油在井筒中的流态等的技术问题，
本发明采用的技术方案如下：
一种耐磨防腐外裹隔热油管，由钢管柱组成油管；所述油管的两端为加工有外螺纹的螺纹段，靠近两端螺纹段的部分为两操作段，两操作段之间的部分为中间段；
在所述的油管(1)的中间段外壁均匀地包裹一外裹防腐保护层，在油管(1)中间段的油管外壁与油管外裹防腐保护层之间涂装一层外隔热层(10)；
在所述的油管(1)内固定嵌装一内管(13)，内管(13)的长度大于油管(1)，内管的两端面突出在油管(1)端面之外。
所述外裹防腐保护层为隔热层保护钢带(11)，在隔热层保护钢带(11)外侧包裹一层外防腐隔热保护层(12)。
在所述的油管(1)的联接接箍(7)及操作段处，其外围固定有提前预制好 的两个对接的半圆形隔热保护管套(5)，在半圆形隔热保护管套(5)上下设有两个拧紧的滑动丝扣紧固钢套(8-1)、(8-2)；在两个对接的半圆形隔热保护管套(5)的中间部位，设计了对接的两组固定螺丝(6)的连接耳座；在两个对接的半圆形隔热保护管套(5)的接触面中部对应部位设计了装填密封胶圈带(2)的密封槽(2-1)，所述的密封槽(2-1)从上至下并延续到径向围拢接触面。
所述的内管(13)为热塑性高密度聚乙烯复合管或超高分子量聚乙烯耐磨复合材料管，内管(13)厚度为3.8～4mm。通过两端面的封头及内管弹性恢复功能，使内管能牢牢的紧固在油管内。
所述油管(1)的中间段外壁包裹一层外隔热层(10)，外隔热层厚度为6mm，外隔材料为气凝胶纳米超级绝热毡隔热保温材料。
所述油管(1)的中间段的隔热层(10)的外壁外裹一层隔热层保护钢带(11)，该保护钢带厚度为0.2～0.4mm，所选材料为0.2mm厚、4mm宽的普通钢带，钢带(11)采用缠绕的方式缠在外隔热层(10)的外壁，钢带之间搭接20～30％。
所述油管(2)的中间段的隔热层保护钢带(4)外再外裹一层外防腐隔热保护层(5)，外裹防腐隔热保护层厚度为3～3.5mm，该外裹防腐隔热保护层所用材料为高密度聚乙烯复合材料或超高分子量聚乙烯复合材料。
在所述的油管(1)的联接接箍(7)上500mm及下400mm的两个操作段处，设置两个对接的半圆形隔热保护管套(5)，两个对接的半圆形隔热保护管套采用尼龙材料或高密度聚乙烯复合材料，通过模具注塑成型，其厚度为7.5～8mm。
本发明的优点是：在国内外首次提出：“在不加任何外界人为补充能源的条件下，充分利用地层自身热能，通过在采油生产管柱上增加油管隔热功能，来减少原油从井底流动到井口过程中的自身温度损失，实现提高井口原油温度”的全新概念。
可彻底解决油管的内、外腐蚀和杆管偏磨及原油从井底流到井口时的大量温度损失、油管防垢、防结蜡等技术问题，减少杆管损坏，减少杆管之间的摩擦阻力，降低抽油机载荷并达到较显著的节电效果，减少井下作业工作量，减少井下原油自身的温度损失，在实际生产中实现提高原井口原油温度15～30℃，解决下井施工、运输过程中的实际问题，大大降低石油开采成本。最终达到节能减排、减少杆管损坏、减少井下作业工作量，大大降低石油开采成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的沿A-A方向剖视图。
图3是图1的局部I结构示意图。
图4是图3的沿B-B方向剖视图。
图5是图3的沿C-C方向剖视图。
具体实施方式
如图1、图2所示：一种耐磨防腐外裹隔热油管，包括钢油管(钢管柱)、油管内防腐耐磨层、油管外隔热层、隔热层外防腐保护层组成的油管。所述油管的两端为加工有外螺纹的螺纹段，靠近两端螺纹段的部分为两操作段，两操作段之间的部分为中间段。
在所述油管(1)内固定嵌装一内管(13)，内管(13)的长度大于油管，内管的两端突出在油管端面之外。在所述的油管(1)的中间段外壁均匀地包裹一外隔热层(10)，并在隔热层(10)的外壁外裹一层隔热层保护钢带(11)，最后在隔热层保护钢带(11)外侧包裹一层外防腐隔热保护层(12)。
参见图3、4、5，在所述的油管(1)的联接接箍(7)上500mm及下400mm的两个操作段处，其外围固定有提前预制好的两个对接的半圆形隔热保护管套(5)，在半圆形隔热保护管套(5)上下设有两个拧紧的滑动丝扣紧固钢套(8-1)、(8-2)；在两个对接的半圆形隔热保护管套(5)的中间部位，设计了对接的两组固定螺丝(6)的连接耳座；在两个对接的半圆形隔热保护管套(5)的接触面中部对应部位设计了装填密封胶圈带(2)的密封槽(2-1)，所述的密封槽(2-1)从上至下并延续到径向围拢接触面。
所述的内管(13)为具有耐磨、防腐、防蜡、防结垢性能的热塑性高密度聚乙烯复合管或超高分子量聚乙烯耐磨复合材料管，内管(13)厚度为3.8～4mm。内管所用材料具有极好的耐磨、耐腐蚀功能，有效地解决了油管内腐蚀及杆管偏磨的技术问题。
所述的油管(1)两端面被包在所述内管(13)的两端的外壁内。
所述的油管(1)的中间段外壁均匀地包裹一层外隔热层(10)，外隔热层厚度为6mm。外隔热层所用材料为气凝胶纳米超级绝热毡隔热保温材料，该材料具 有极好的隔热及防水功能。
在所述油管(1)的中间段的隔热层(10)的外壁外裹一层隔热层保护钢带(11)，该保护钢带厚度为0.2～0.4mm，所选材料为0.2mm厚、4mm宽的普通钢带。钢带采用缠绕的方式缠在外隔热层(10)的外壁，钢带之间搭接20～30％。
在所述油管(1)的中间段的隔热层保护钢带(11)外再外裹一层外防腐隔热保护层(12)，外裹防腐隔热保护层厚度为3～3.5mm，该外裹防腐隔热保护层所用材料为高密度聚乙烯复合材料或超高分子量聚乙烯复合材料。外裹防腐隔热保护层具有外防腐及隔热、保护功能。
在所述的油管(1)的联接接箍(7)上500mm及下400mm的两个操作段处的处理安装方式为：油管与油管接箍在施工现场联接好后，将提前预制好的两个半圆形隔热保护管套(5)对接扣好后，将隔热保护管套(5)上下两个滑动丝扣紧固钢套(8-1)、(8-2)拧紧，再将两个对接的半圆隔热层管套中间部位的两组固定螺丝(6)拧紧后，最后将密封胶圈(9)安装好，整个安装过程完成。通过它们的联合使用，保证了整个油管柱的隔热、内外防腐、耐磨、耐撞击功能的实现。同时使施工操作时不破坏油管隔热及其他功能，利用常规工具就能方便快捷的完成下井作业施工。
所述超高分子量聚乙烯耐磨复合材料就是采用润滑耐磨剂、纳米导热剂共混改性以及化学交联改性制备的高强度、高承载、抗蠕变、耐热性能好以及优异耐磨性能改性超高分子量聚乙烯耐磨材料。上述材料参见中国南车株洲时代新材料科技股份有限公司的超高分子量聚乙烯耐磨复合材料产品。
气凝胶纳米超级绝热毡隔热保温材料的特点是耐高温、防水性能好。隔热保温抑制效率高、可抑制高温物体的热量损失，有效抑制热辐射和热量传导的损失。该材料使用浙江绍兴市纳诺高科技有限公司生产的产品。
热塑性高密度聚乙烯复合管、高密度聚乙烯复合材料或高分子量聚乙烯复合材料具有耐磨、防腐、防蜡、防结垢性能。上述材料选用北京中加天和科技发展有限公司的销售产品。
以上材料的选择，仅是实施方式中的列举，其他类似产品也是本专利的选项。
所述的油管(钢管柱)为已有技术并加工好的单层金属油管(钢管柱)。所述的外隔热层是具有极强隔热保温性能、导热系数极低的气凝胶纳米超级绝热毡 隔热保温材料，为已有技术产品。所述的内管和外裹防腐隔热保护层为具有耐磨、防腐、防蜡、防结垢性能的高密度聚乙烯复合材料或超高分子量聚乙烯复合材料，为已有技术产品。内嵌时用专用设备将内管嵌入油管中，外裹时用专用设备将材料外裹在防腐隔热保护层外壁。所述的油管两端面被包在所述的内管的两端外壁内，安装时可以采用热套对接方式安装。
本发明通过在油管内固定嵌装一内管，在油管外壁均匀地包裹一层外隔热层，再将外隔热层外侧包裹一层防腐隔热保护层(外裹防腐隔热保护层的作用为保护油管外壁不受介质方式腐蚀的同时保护外隔热层不受水侵蚀及其他原因损坏，保证隔热油管的隔热效果)，组成整体的耐磨防腐外裹隔热油管。有良好的隔热、耐磨、防腐、防垢、防结蜡性能，能有效地提高原井口原油温度，改善原油在井筒中的流态，解决杆管偏磨，解决油管内腐蚀、结垢、结蜡，降低杆管之间的摩擦力，降低抽油机载荷，最终达到节能减排、减少杆管损坏、减少井下作业工作量，大大降低石油开采成本。

Claims (6)

1.一种耐磨防腐外裹隔热油管，由钢管柱组成油管；所述油管的两端为加工有外螺纹的螺纹段，靠近两端螺纹段的部分为两操作段，两操作段之间的部分为中间段；其特征在于：在所述的油管(1)的中间段外壁均匀地包裹一外裹防腐保护层，在油管(1)中间段的油管外壁与油管外裹防腐保护层之间涂装一层外隔热层(10)；在所述的油管(1)内固定嵌装一内管(13)，内管(13)的长度大于油管(1)，内管的两端面突出在油管(1)端面之外；所述外裹防腐保护层为隔热层保护钢带(11)，在隔热层保护钢带(11)外侧包裹一层外防腐隔热保护层(12)；在所述的油管(1)的联接接箍(7)及操作段处，其外围固定有提前预制好的两个对接的半圆形隔热保护管套(5)，在半圆形隔热保护管套(5)上下设有两个拧紧的滑动丝扣紧固钢套(8-1、8-2)；在两个对接的半圆形隔热保护管套(5)的中间部位，设计了对接的两组固定螺丝(6)的连接耳座；在两个对接的半圆形隔热保护管套(5)的接触面中部对应部位设计了装填密封胶圈带(2)的密封槽(2-1)，所述的密封槽(2-1)从上至下并延续到径向围拢接触面。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐外裹隔热油管，其特征在于：所述的内管(13)为热塑性高密度聚乙烯复合管或超高分子量聚乙烯耐磨复合材料管，内管(13)厚度为3.8～4mm；通过两端面的封头及内管弹性恢复功能，使内管能牢牢的紧固在油管内。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐外裹隔热油管，其特征在于：所述油管(1)的中间段外壁包裹一层外隔热层(10)，外隔热层厚度为6mm，外隔材料为气凝胶纳米超级绝热毡隔热保温材料。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐外裹隔热油管，其特征在于：所述油管(1)的中间段的隔热层(10)的外壁外裹一层隔热层保护钢带(11)，该保护钢带厚度为0.2～0.4mm，所选材料为0.2mm厚、4mm宽的普通钢带，钢带(11)采用缠绕的方式缠在外隔热层(10)的外壁，钢带之间搭接20～30％。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐外裹隔热油管，其特征在于：所述油管(1)的中间段的隔热层保护钢带(11)外再外裹一层外防腐隔热保护层(12)，外裹防腐隔热保护层厚度为3～3.5mm，该外裹防腐隔热保护层所用材料为高密度聚乙烯复合材料或超高分子量聚乙烯复合材料。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨防腐外裹隔热油管，其特征在于：在所述的油管(1)的联接接箍(7)上500mm及下400mm的两个操作段处，设置两个对接的半圆形隔热保护管套(5)，两个对接的半圆形隔热保护管套采用尼龙材料或高密度聚乙烯复合材料，通过模具注塑成型，其厚度为7.5～8mm。
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