CN105179825A - 浸润处理的非金属纤维复合管、生产设备及方法 - Google Patents

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吕晓琳
张向美
张喜华
刘星
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Abstract

本发明涉及一种浸润处理的非金属纤维复合管、生产设备及方法，非金属纤维复合管，包括由内到外依次设置的介质传输层、增强层和保护层，生产时，光管挤出机生产光管作为介质传输层；在介质传输层上交替涂覆N层液体橡胶和缠绕N层非金属纤维带，形成增强层；保护层挤出机在增强层的最外层非金属纤维带上形成保护层。本发明由于采用液体橡胶浸润非金属纤维丝，保护纤维不受外界液体或杂质侵蚀，保证复合管性能不会突然失效，并且延长寿命。

Description

浸润处理的非金属纤维复合管、生产设备及方法
技术领域
本发明涉及一种油田用柔性复合高压输送管。
背景技术
非金属纤维丝具有机械强度高，绝缘性好、耐热性强、抗蚀性好的优点，广泛应用于复合材料的增强部分，现有未浸润的复合管的介质传输层或保护层存在轻微破损时，有液体如水等进入结构层，则管体失效。
现有采用环氧浸润的复合管，虽然可以阻止液体进入结构层，但环氧固化后的柔性和韧性都很差，可生产长度短。
发明内容
本发明目的是克服现有复合管的技术缺陷，提供一种浸润处理的非金属纤维复合管、生产设备及方法。
本发明的技术解决方案是：
一种浸润处理的非金属纤维复合管，包括由内到外依次设置的介质传输层、增强层和保护层，其特殊之处在于：所述增强层包括由内到外依次间隔设置的N个液体橡胶浸润层和N个非金属纤维层，所述N≥1。
上述N＝2。
上述浸润处理的非金属纤维复合管的生产设备，包括沿复合管前进方向依次设置的光管挤出机、N个纤维缠绕机、保护层挤出机；其特殊之处在于：还包括分别设置在每个纤维缠绕机之前的浸润设备。
上述浸润设备为刷胶设备和/或浸胶设备。
上述的生产设备还包括至少一个高温烘干设备，所述高温烘干设备设置在最后一个纤维缠绕机和保护层挤出机之间或者设置在每个浸润设备之后。
上述高温烘干设备包括空心套管、设置在空心套管中的多个加热单元。
上述空心套管中部的加热单元分布密度大于两侧的分布密度。
上述浸润处理的非金属纤维复合管的生产方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：
1)光管挤出机生产光管作为介质传输层；
2)在介质传输层上交替涂覆N层液体橡胶和缠绕N层非金属纤维带，形成增强层；
3)保护层挤出机在增强层的最外层非金属纤维带上形成保护层。
上述的浸润处理的非金属纤维复合管的生产方法，其特殊之处在于：还包括对N层液体橡胶的高温加热固化步骤，所述高温加热固化步骤设置在每层液体橡胶涂覆完成之后，或者设置在最后一层非金属纤维带缠绕之后。
本发明的技术优点：
1、本发明由于采用液体橡胶浸润非金属纤维丝，保护纤维不受外界液体或杂质侵蚀，保证复合管性能不会突然失效，并且延长寿命。
2、本发明所设计的浸润的非金属纤维丝柔性复合管，相比普通的未浸润复合管，具有以下特点：耐化学腐蚀、耐老化、柔性好、寿命长。
3、本发明所设计的浸润的非金属纤维丝柔性复合管，相比环氧浸润的复合管，具有以下特点：柔性好，韧性好、可生产长度长。
4、本发明仅需在现有生产设备上增加多个浸润设备，就可以实现对非金属纤维进行同步浸润液体橡胶的操作，从而大大增强管道的柔韧性和使用寿命。
5、本发明的高温烘干设备可以对浸润的液体橡胶进行快速加热固化，从而降低液体橡胶对后序工序的影响。
6、本发明生产方法是将非金属纤维丝在缠绕在塑料管上通过液体橡胶浸润沉积，并固化，不会损害非金属纤维丝和塑料管本身的材料性能，同时能够改善非金属纤维丝在其他杂质或水侵蚀时，保护纤维性能的机械性能和导热性不受损害，并减缓纤维丝老化氧化，管道的使用工作压力最大可工作压力可达到32MPa。
附图说明
图1是本发明浸润处理的非金属纤维复合管的横截面示意图；
图2A是本发明生产设备工作原理前半部分示意图；
图2B是本发明生产设备工作原理后半部分示意图；
图3是本发明高温烘干设备的原理示意图；
附图标记：
1-内衬层、2-增强层、3-保护层、4-光管挤出机、5-纤维缠绕机、6-保护层挤出机、7-浸润设备、8-高温烘干设备、81-空心套管、82-加热单元、9-收放卷机、10-牵引机。
具体实施方式
本发明提供一种浸润处理的非金属纤维复合管，包括由内到外依次设置的介质传输层、增强层和保护层，增强层包括由内到外依次间隔设置的N个液体橡胶浸润层和N个非金属纤维层，其中，N≥1，最佳选择N＝2。
本发明用于浸润处理的非金属纤维复合管的生产设备，包括沿复合管前进方向依次设置的光管挤出机、N个纤维缠绕机、保护层挤出机；还包括分别设置在每个纤维缠绕机之前的浸润设备。
浸润设备可以是全是刷胶设备，也可以全是浸胶设备，也可以根据不同浸润要求在同一生产线上分别设置刷胶设备或者浸胶设备。
为了加快液体橡胶的固化时间，降低对下一道工序的影响，生产设备还可包括至少一个高温烘干设备，高温烘干设备设置在最后一个纤维缠绕机和保护层挤出机之间或者设置在每个浸润设备之后。高温烘干设备包括空心套管、设置在空心套管中的多个加热单元。为了降低能耗，空心套管中部的加热单元分布密度大于两侧的分布密度。
本发明浸润处理的非金属纤维复合管的生产方法，包括以下步骤：
1)光管挤出机生产光管作为介质传输层；
2)在介质传输层上交替涂覆N层液体橡胶和缠绕N层非金属纤维带，形成增强层；
3)保护层挤出机在增强层的最外层非金属纤维带上形成保护层。
实际上，为了加快生产线的效率，还可对N层液体橡胶进行高温加热固化，该步骤设置在每层液体橡胶涂覆完成之后，或者设置在最后一层非金属纤维带缠绕之后。
浸胶设备，包括恒温槽、真空泵、液体橡胶盛放容器、透明塑料管，液体橡胶容器处于恒温槽内，与透明管一端置于容器内，且透明管一端与真空泵连通。
浸润后的缠绕层进行包覆，且缠绕层最外一层在包覆前涂有耐磨层。

Claims (9)

1.一种浸润处理的非金属纤维复合管，包括由内到外依次设置的介质传输层、增强层和保护层，其特征在于：所述增强层包括由内到外依次间隔设置的N个液体橡胶浸润层和N个非金属纤维层，所述N≥1。
2.根据权利要求1所述浸润处理的非金属纤维复合管的生产设备，其特征在于：N＝2。
3.根据权利要求1所述浸润处理的非金属纤维复合管的生产设备，包括沿复合管前进方向依次设置的光管挤出机、N个纤维缠绕机、保护层挤出机；其特征在于：还包括分别设置在每个纤维缠绕机之前的浸润设备。
4.根据权利要求3所述的生产设备，其特征在于：所述浸润设备为刷胶设备和/或浸胶设备。
5.根据权利要求3或4所述的生产设备，其特征在于：还包括至少一个高温烘干设备，所述高温烘干设备设置在最后一个纤维缠绕机和保护层挤出机之间或者设置在每个浸润设备之后。
6.根据权利要求5所述的生产设备，其特征在于：所述高温烘干设备包括空心套管、设置在空心套管中的多个加热单元。
7.根据权利要求6所述的生产设备，其特征在于：所述空心套管中部的加热单元分布密度大于两侧的分布密度。
8.根据权利要求1所述浸润处理的非金属纤维复合管的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)光管挤出机生产光管作为介质传输层；
2)在介质传输层上交替涂覆N层液体橡胶和缠绕N层非金属纤维带，形成增强层；
3)保护层挤出机在增强层的最外层非金属纤维带上形成保护层。
9.根据权利要求8所述的浸润处理的非金属纤维复合管的生产方法，其特征在于：还包括对N层液体橡胶的高温加热固化步骤，所述高温加热固化步骤设置在每层液体橡胶涂覆完成之后，或者设置在最后一层非金属纤维带缠绕之后。
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