CN106122678A - 定向钻穿越管道外涂层结构及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定向钻穿越管道外涂层结构及其加工方法，由防腐层外表面包覆复合保护层构成，复合保护层采用树脂并混合纤维及添加剂的耐压耐摩擦型复合材料，树脂为光固化复合材料树脂，纤维为环氧玻璃钢和、或双层熔结环氧粉末，添加剂为无溶剂环氧耐磨涂层，具有较强的抗机械损伤性能，在定向钻穿越遇到地质情况比较复杂和地下结构比较坚硬的情况时，可最大程度的避免对管道防腐层的破坏；可抵抗化学溶剂腐蚀，杜绝在施工中可能发生的热收缩套脱落现象，大大提高了管道焊口处的保护效果，固化时间短，施工简单，不影响施工期，不受气候因素或现场施工条件的影响，极大的节约了人力物力，可操作性强，易于推广实现，有很广阔的工业应用前景。

Description

定向钻穿越管道外涂层结构及其加工方法

技术领域

本发明涉及管道铺设技术领域，尤其涉及一种定向钻穿越管道外涂层结构及其加工方法。

背景技术

随着科技的发展、社会的进步，在目前的现有技术中，在油田地面管线作业中，定向钻穿越技术广泛应用于油气管道穿越江河、沟渠、高速公路、铁路以及其他不易或不适合浅埋通过的地区。

由于穿越地层复杂和施工措施不规范，管道在回拖时常发生三层挤压聚乙烯防腐层被划出深痕、包覆焊口的热收缩套(带)被刮翻，甚至是管身划伤裸露的现象。与一般段线路管道敷设方式不同，定向钻穿越施工完成后防腐层的漏点严重，破损点几乎难以实施开挖修复，对管道的使用寿命和安全运行形成极大的威胁。

目前国内定向钻穿越管道外涂层结构主要是防腐层加保护层。现有技术应用的外涂层结构其主要存在耐磨耐划伤性能差、施工工艺复杂，难以有效避免管道回拖对防腐层造成的损伤等问题。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷和问题，本发明实施例的目的是提供一种定向钻穿越管道外涂层结构及其加工方法，结构简单，方便使用，能有效防止定向钻穿越管道回拖过程中防腐层的损坏，从而保证管道防腐层的完整性，节省成本的同时达到高效的目的。

为了达到上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种定向钻穿越管道外涂层结构，在管道外设有外涂层结构，外涂层结构由防腐层和复合保护层构成，防腐层外表面包覆复合保护层，防腐层为三层挤压聚乙烯防腐材料，所述复合保护层采用树脂并混合纤维及添加剂的耐压耐摩擦型复合材料，其中所述的树脂为光固化复合材料树脂，纤维为环氧玻璃钢和、或双层熔结环氧粉末，添加剂为无溶剂环氧耐磨涂层，且质量百分比的比例为，其中光固化复合材料树脂85％-90.5％、纤维8％-13％及添加剂1.5％-2％。

同时，本发明提供上述定向钻穿越管道外涂层结构的加工方法，步骤如下：

Q1:准备工作：以三层挤压聚乙烯防腐材料包覆于管道外，作为防腐层；

Q2:防腐层表面处理:对管道外防腐层进行目测检查，对防腐层表面进行清洁，使表面清洁、干燥，无灰尘和污垢附着物；对防腐层采用电火花检漏仪进行检查，检漏电压为15kV，无漏点为合格；

Q3:复合保护层安装：根据Q1步骤明确的防腐层质量，将耐压耐摩擦型复合材料的片状结构进行包覆、缠绕、粘贴到管道表面，包覆时需按照片状结构的宽度、沿管道圆周进行包覆，分段进行直至完成所有管道长度；

Q4：补口补伤：在所述Q2步骤安装完毕后，当管道表面出现破损和缺陷并露出防腐层时进行修复，采用方法为，取用另一小块耐压耐摩擦型复合材料的片状结构进行贴补，并用人造紫外光固化这一小块；

Q5：复合保护层固化：移开遮光棚，利用太阳光或特种光谱灯对复合保护层进行固化。

作为上述技术方案的优选，所述步骤还包括Q51，位于Q4步骤与Q5步骤之间，或位于Q2步骤与Q3步骤之间，具体如下：

Q51：支撑部分的安装：在遮光棚内，用滚筒、车轮或者木块来作支撑管道，支撑位置的最后包覆、缠绕、粘贴耐压耐摩擦型复合材料的片状结构，首先用耐压耐摩擦型复合材料的片状结构将支撑部分的两边全部包完，每边搭接的宽度小于等于70cm，移开支撑部分后再包覆支撑位置的管道。

作为上述技术方案的优选，在所述Q3和Q5步骤中进行耐压耐摩擦型复合材料的片状结构的包覆、缠绕、粘贴时，须赶走表面的气泡，耐压耐摩擦型复合材料的片状结构沿管道圆周的始端和末端处须粘贴压实，使其不翘起，不扭曲褶皱，且耐压耐摩擦型复合材料的片状结构的管道延长方向的各层间搭接缝处不在同一水平线上且平行。

作为上述技术方案的优选，在所述Q6步骤施工完毕后，采用肖氏硬度计进行硬度测试，表面硬度为Shore D 80±5为合格。

作为上述技术方案的优选，在所述Q6步骤施工完毕后，采用15kV电火花检漏仪进行检漏，检测数据如果同未安装前的检测结果一致则为合格，否则为不合格，需做重新修补不合格处直至检验合格。

本发明实施例提供一种定向钻穿越管道外涂层结构及其加工方法，在原有技术的基础上进行创新，与现有技术相比，结构简单，方便使用，极大的节约了人力物力，可操作性强，易于推广实现，有很广阔的工业应用前景。

本发明的积极效果是：防腐层提供优秀的机械性损伤保护，可有效防止管道在定向钻回拖施工中对管道防腐层的损坏，具有较强的抗机械损伤性能，有效延长了管道防腐层的使用寿命，提高了管道运行的安全性、可靠性；钢管上采用防腐层外表面包覆复合保护层后，在定向钻穿越遇到地质情况比较复杂和地下结构比较坚硬的情况时，可最大程度的避免对管道防腐层的破坏；具有极好地抵抗化学溶剂腐蚀的性能，与管道防腐层粘结性能好，安装后可杜绝目前补口部位在穿越施工中可能发生的热收缩套脱落现象，大大提高了管道焊口处的保护效果；与其他增强涂层方案相比较，固化时间短，基本无需候干；施工简单，前道工序完成后可立即包覆，不影响施工期，受气候因素影响较小，不受现场施工条件的影响。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种定向钻穿越管道外涂层的纵向剖面结构示意图。

图2为本发明实施例1的一种定向钻穿越管道外涂层结构的安装结构示意图。

图3是本发明实施例1的一种定向钻穿越管道外涂层结构的安装完成的结构示意图。

其中，1-管道、2-防腐层，3-复合保护层。

具体实施方式

下面对本发明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作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。

光固化树脂含有活性官能团，能在紫外光照射下由光敏剂(light initiator)引发聚合反应，生成三维交联网格性固体。与增强纤维配合，即可制造光固化复合材料。

如图1所示，定向钻穿越管道防腐层，在管道1外设有外涂层结构，外涂层结构由防腐层2和复合保护层3构成，防腐层2外表面包覆复合保护层3，防腐层为三层挤压聚乙烯防腐材料，所述复合保护层采用树脂并混合纤维及添加剂的耐压耐摩擦型复合材料，其中所述的树脂为光固化复合材料树脂，纤维为环氧玻璃钢和、或双层熔结环氧粉末，添加剂为无溶剂环氧耐磨涂层。

如图2-3所示，在本实施例中，

第一步、以三层挤压聚乙烯防腐材料包覆于管道外，作为防腐层；

第二步、防腐层表面处理：对管道外防腐层进行目测检查，对防腐层表面进行清洁，使表面清洁、干燥，无尘和污垢等附着物；对防腐层采用电火花检漏仪进行检查，检漏电压为15kV，无漏点为合格；

第三步、复合保护层安装：根据第二步明确的防腐层质量，将耐压耐摩擦型复合材料的片材包覆、缠绕、粘贴到管道表面。

具体安装步骤如下：

打开片材，先将其中的一面保护贴膜全部揭下，然后将揭去膜的一面仔细缠绕在管道表面。将片材分段垂直包覆。顺序为从管道1点和3点钟方向开始，绕到管道底端，撕开内层膜(黄色或蓝色)，重合处向下，用手粘结压实冲合处。安装完成后用透明粘合带拉紧将整个片材套固定，此时如图2所示。

一卷卷好再卷第二卷，按照图2、3所示的方向，按穿越方向即图2、3中的箭头指示方向，从左往右依次安装，这样可以防止环状接缝由于穿越摩擦产生的损伤。比较优选的方式是，水平重合处在1点钟和3点钟方向交替，即保证两个保护套的粘结位置相错15°以上，不可在同一水平线上，以防止4层材料重合在同一位置，包覆完后如图3所示。

片材套两端的重叠部分必须大于8cm(纵向重叠部分和环形重叠部分)。

第四步、补口补伤：产品表面如有破损和缺陷，露出了里面的防腐层则必须进行修复，修补方法：用另一小块耐压耐摩擦型复合材料的片材材料贴补，并用人造紫外光固化这一小块；

第五步、支撑部分的安装：用滚筒/车轮或者木块来作支撑，支撑位置最后再包覆。首先用保护套将支撑部分的两边全部包完，每边搭接的宽度小于70cm，移开支撑后再包覆支撑位置的光固化套，但不是在完全固化前完成；

第六步、固化：完成施工后，移开遮光棚，进行固化，具体固化步骤如下：

将遮光棚移开，让其暴露在阳光下，接受阳光紫外线的照射，开始固化。

在光线不足时，可采用生产厂家提供的特种光谱灯进行照射，加速固化，直到表面硬度达到Shore D 80±5。

因管道的底部无法直接接受阳光照射，需用反光膜平铺在管道的下面，利用其反射光对管道底部进行固化。

所有施工完毕后，采用15kV电火花检漏仪进行检漏，检测数据应同未安装前的检测结果一致，否则为不合格，需做重新修补不合格处直至检验合格。

按本发明实施例方法施工完成后管道的检测的技术参数见下表：

上述数据很直接的表明，用本发明实施例所采用的技术，各参数指标的耐力都有大幅提高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种定向钻穿越管道外涂层结构，在管道外设有外涂层结构，其特征在于，外涂层结构由防腐层和复合保护层构成，防腐层外表面包覆复合保护层，防腐层为三层挤压聚乙烯防腐材料，所述复合保护层采用树脂并混合纤维及添加剂的耐压耐摩擦型复合材料，其中所述的树脂为光固化复合材料树脂，纤维为环氧玻璃钢和、或双层熔结环氧粉末，添加剂为无溶剂环氧耐磨涂层，且质量百分比的比例为，其中光固化复合材料树脂85％-90.5％、纤维8％-13％、添加剂1.5％-2％。

2.根据权利要求1所述的一种定向钻穿越管道外涂层结构的加工方法，其特征在于，步骤如下：

Q1:准备工作：以三层挤压聚乙烯防腐材料包覆于管道外，作为防腐层；

Q2:防腐层表面处理:对管道外防腐层进行目测检查，对防腐层表面进行清洁，使表面清洁、干燥，无灰尘和污垢附着物；对防腐层采用电火花检漏仪进行检查，检漏电压为15kV，无漏点为合格；

Q3:复合保护层安装：根据Q1步骤明确的防腐层质量，将耐压耐摩擦型复合材料的片状结构进行包覆、缠绕、粘贴到管道表面，包覆时需按照片状结构的宽度、沿管道圆周进行包覆，分段进行直至完成所有管道长度；

Q4：补口补伤：在所述Q2步骤安装完毕后，当管道表面出现破损和缺陷并露出防腐层时进行修复，采用方法为，取用另一小块耐压耐摩擦型复合材料的片状结构进行贴补，并用人造紫外光固化这一小块；

Q5：复合保护层固化：移开遮光棚，利用太阳光或特种光谱灯对复合保护层进行固化。

3.根据权利要求2所述的一种定向钻穿越管道外涂层结构的加工方法，其特征在于，所述步骤还包括Q51，位于Q4步骤与Q5步骤之间，或位于Q2步骤与Q3步骤之间，具体如下：

Q51：支撑部分的安装：在遮光棚内，用滚筒、车轮或者木块来作支撑管道，支撑位置的最后包覆、缠绕、粘贴耐压耐摩擦型复合材料的片状结构，首先用耐压耐摩擦型复合材料的片状结构将支撑部分的两边全部包完，每边搭接的宽度小于等于70cm，移开支撑部分后再包覆支撑位置的管道。

4.根据权利要求2所述的一种定向钻穿越管道外涂层结构的加工方法，其特征在于，在所述Q3和Q5步骤中进行耐压耐摩擦型复合材料的片状结构的包覆、缠绕、粘贴时，须赶走表面的气泡，耐压耐摩擦型复合材料的片状结构沿管道圆周的始端和末端处须粘贴压实，使其不翘起，不扭曲褶皱，且耐压耐摩擦型复合材料的片状结构的管道延长方向的各层间搭接缝处不在同一水平线上且平行。

5.根据权利要求2所述的一种定向钻穿越管道外涂层结构的加工方法，其特征在于，在所述Q6步骤施工完毕后，采用肖氏硬度计进行硬度测试，表面硬度为Shore D 80±5为合格。

6.根据权利要求2所述的一种定向钻穿越管道外涂层结构的加工方法，其特征在于，在所述Q6步骤施工完毕后，采用15kV电火花检漏仪进行检漏，检测数据如果同未安装前的检测结果一致则为合格，否则为不合格，需做重新修补不合格处直至检验合格。

7.根据权利要求2所述的一种定向钻穿越管道外涂层结构的加工方法，其特征在于，步骤如下：

第一步、以三层挤压聚乙烯防腐材料包覆于管道外，作为防腐层；

第二步、防腐层表面处理：对管道外防腐层进行目测检查，对防腐层表面进行清洁，使表面清洁、干燥，无尘和污垢等附着物；对防腐层采用电火花检漏仪进行检查，检漏电压为15kV，无漏点为合格；

第三步、复合保护层安装：根据第二步明确的防腐层质量，将耐压耐摩擦型复合材料的片材包覆、缠绕、粘贴到管道表面，具体安装步骤如下：

打开片材，先将其中的一面保护贴膜全部揭下，然后将揭去膜的一面仔细缠绕在管道表面。将片材分段垂直包覆。顺序为从管道1点和3点钟方向开始，绕到管道底端，撕开内层膜，重合处向下，用手粘结压实冲合处。安装完成后用透明粘合带拉紧将整个片材套固定；

一卷卷好再卷第二卷，按照穿越方向从左往右依次安装，水平重合处在1点钟和3点钟方向交替，即保证两个保护套的粘结位置相错15°以上，不可在同一水平线上，以防止4层材料重合在同一位置，片材套两端的重叠部分必须大于8cm；

第四步、补口补伤：产品表面如有破损和缺陷，露出了里面的防腐层则必须进行修复，修补方法为用另一小块耐压耐摩擦型复合材料的片材材料贴补，并用人造紫外光固化这一小块；

第五步、支撑部分的安装：用滚筒/车轮或者木块来作支撑，支撑位置最后再包覆；首先用保护套将支撑部分的两边全部包完，每边搭接的宽度不小于70cm，移开支撑后再包覆支撑位置的光固化套，但不是在完全固化前完成；

第六步、固化：完成施工后，移开遮光棚，进行固化，具体固化步骤如下：

将遮光棚移开，让其暴露在阳光下，接受阳光紫外线的照射，开始固化；

在光线不足时，采用特种光谱灯进行照射，加速固化，直到表面硬度达到Shore D 80±5；用反光膜平铺在管道底部，利用其反射光对管道底部进行固化；

所有施工完毕后，采用15kV电火花检漏仪进行检漏，检测数据应同未安装前的检测结果一致，否则为不合格，需做重新修补不合格处直至检验合格。