CN107165584A - 内外包覆热熔塑料层的油、水井采注管柱及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种内外包覆热熔塑料层的油、水井采注管柱及其制作方法，每一根采注钢管的内外壁包覆热熔塑料层，之间由管接箍螺接。两根采注钢管的管口间的管口垫圈，其内圈为平板形、外圈为外大内小的梯形。管口垫圈的梯形外圈牢固的嵌入在管接箍的梯形槽中。本发明整体管柱内外壁均由塑料包覆，采注钢管内壁与热熔塑料层之间没有缝隙，无钢材裸露点，阻隔了液体、气体与钢材的接触。由于内外层塑料不能脱落，起到了使全采油井、注水井管柱内壁完全防腐蚀的作用，而且起到了管柱管壁的抗磨作用，使整体注采管柱提高使用寿命提高3‑5倍，延长油水井免修期2‑3倍。本采注管柱节约钢材，降低石油开采成本；减少了油井的故障率，提高了工作效率。

Description

内外包覆热熔塑料层的油、水井采注管柱及其制作方法

技术领域

本发明用于油田、采油井、定向采油井、水平采油井、杆管偏磨采油井、注水井等使用的采油、注水管柱，特别是一种内外包覆热熔塑料层的油、水井采注管柱及其制作方法。

背景技术

目前我国大部分油田已进入中后期，即石油二次和三次开采时期。油井含水量高，石油产能下降。为进一步提高采收率，采取泵注化学增油液剂、化学洗井、三元复合体系驱油等方法提高采收率。但随着提高采收率技术的应用，对油井管柱结垢、腐蚀也越来越严重，极大程度地影响了正常生产。

有人设计的油田采油井、注水井、定向采油井、水平采油井、杆管偏磨采油井使用的复合油管，是以在油管外壁涂覆防腐层、在油管内壁加防腐蚀的复合材料内衬管的方式防腐，油管和油管之间采用接箍联接。但这种复合油管柱存在不少的问题，主要表现为：1、由于在两根油管接箍联接处有8-10mm的缝隙，会造成腐蚀点的集中，加剧腐蚀，使油管达不到完全防腐蚀的目的。2、油管内壁的防腐采用的是将防腐内衬管嵌入在油管内孔中的方式，油管内壁与内衬管之间未完全结合为一体，长期使用中，在油井温度作用下易串动、伸缩、鼓包，造成油管的内衬管与油管之间产生可被腐蚀的空间并造成环形结垢。3、油管的管口切口上没有防腐措施，形成了易腐蚀区域。4、油管外涂层厚度0.6-0.8mm，不耐磨，在长期使用中涂层易剥落脱离。

针对油管的管口缺乏防腐措施，又有人提出一种新的设计方案，是在两相接油管的管口间垫上垫圈，此设计在油管的使用中的确能起到很好的管口防腐作用，但其缺陷是，油管长期使用后，由于管内的油、水对垫圈不断的冲击，垫圈有可能变形，被冲刷脱落到油管中。在这种情况下，不但对管口起不到防腐作用，而且由于两管口之间存在的缝隙，直接影响了管柱的牢固程度。

发明内容

为弥补目前油管柱存在的上述缺陷，本发明设计出一种新型的防腐耐磨全包覆热熔塑料层的采油、注水管柱及其制作方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种内外包覆热熔塑料层的油、水井采注管柱，由一根根采注钢管从上至下连接在一起；每一根采注钢管的内壁包覆内热熔塑料层，外壁包覆外热熔塑料层，三者牢牢的结合为一体；每两根采注钢管之间均由管接箍螺接在一起，从上至下构成了一整根油、水井采注管柱；在每两根采注钢管的管口间垫有管口垫圈，管口垫圈的内圈是平板形、外圈是外大内小的梯形；在所述的管接箍内壁的中间，相应开有一道与所述的管口垫圈的梯形外圈相匹配的梯形槽，使管口垫圈的梯形外圈牢固的嵌入其中。

管口垫圈的内径与所述的内热熔塑料层的内径相同。

在采注钢管的管口顶端切口上包覆有管口热熔塑料层。

所述的管口热熔塑料层为弧形。

在每一管接箍的外表面包覆有管接箍热熔塑料层。

所述的内热熔塑料层的厚度为1.5-4mm，外热熔塑料层的厚度为0.5-1.5mm。

一种内外包覆热熔塑料层的油、水井采注管柱的制作方法，主要包括以下步骤：

对钢管中频加热，然后或同时将塑料热熔；钢管加热的温度高于塑料熔化的温度；

用挤出机将热熔的塑料挤出包敷在被中频加热并匀速前行的钢管外壁上，形成外热熔塑料层；

用缩径机缩径将外径略大于钢管内径的塑料管插入钢管中；

对充气保压的钢管从一端到另一端在匀速移动中进行中频加热，此时塑料管的外层熔化紧紧粘敷到钢管内壁，形成内热熔塑料层；

然后冷却、放气；

对露出钢管两端的塑料管加热至熔化温度，用模压机模压到钢管的端面切口上形成弧形塑料切口；此时采注管加工制作完成；

用注塑机对管接箍外表面进行塑料包敷，然后对管接箍内壁中间的梯形槽注塑，形成内圈是平板形、外圈是外大内小的梯形的管口垫圈；

将采注管由当中的管接箍连接在一起；这样一根根采注管串联连接成一整根采注管柱。

上述所有步骤中的塑料均采用聚丙烯、聚乙烯或工程塑料。

本发明的优异效果是：

本发明由于在油、水井整体的采注钢管内外都包覆上热熔塑料层，无钢材裸露点，使采注钢管内壁与热熔塑料层之间没有缝隙，阻隔了液体、气体与钢材的接触。又由于在管接箍内壁中间位置加设了与内衬管内孔直径相同且不能脱落的垫片，起到了使全采油井、注水井管柱内壁完全防腐蚀的作用，而且起到了采注管柱管壁的抗磨作用，提高了采注钢管的使用寿命，使整体注采管柱提高使用寿命提高3-5倍。延长油、水井免修期2-3倍。本采注管柱节约钢材，降低石油开采成本，减少了油井的故障率，提高了采油井、注水井、定向井、水平井、杆管偏磨井的修井作业的免修期，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明结构示意图(仅用两根采注管相连接表示)。

图中标记：

1、采注钢管，2、内热熔塑料层，3、外热熔塑料层，4、管接箍，5、管口垫圈，6、管口热熔塑料层，7、管接箍热熔塑料层。

具体实施方式

参见图1，本发明一种内外包覆热熔塑料层的油、水井采注管柱，是把一根根采注钢管1从上至下连接在一起。每一根采注钢管1的内壁包覆内热熔塑料层2，外壁包覆外热熔塑料层3。内热熔塑料层2和外热熔塑料层3是采用热熔技术将塑料分别熔合在采注钢管1的内、外壁上，使三者牢牢的结合为一体，完全消除了内外层剥离、脱落的危险，起到了采注钢管1内外壁完全防腐及耐磨的作用。在每一根采注钢管1的端头均为螺扣，每两根采注钢管1之间均由管接箍4螺接在一起。从上至下所有的采注钢管1都由管接箍4螺接，构成了一整根油、水井采注管柱。

为解决采注钢管1与采注钢管1接口间连接不紧密并产生易被腐蚀的问题，本发明采用的方案是：一是在每两根采注钢管1的管口间垫有管口垫圈5，二是在采注钢管1的管口顶端切口上也包覆了弧形的管口热熔塑料层6，其弧形设计增加了切口的密封接触面积。采用这两种方法使管与管间完全密封、固定连接不松动，而且由于采注管柱整体管柱内壁由塑料全包覆，阻断了液体、气体与管内壁的接触，消除了腐蚀现象，完全杜绝了采注钢管1被腐蚀的可能性。

为解决管口垫圈5有可能脱落到油管中的问题，本发明的管口垫圈5设计成内圈是平板形、外圈是外大内小的梯形的形式。管口垫圈5的内径与所述的内热熔塑料层2的内径相同。在所述的管接箍4内壁的中间，相应开有一道与所述的管口垫圈5的梯形外圈相匹配的梯形槽，使管口垫圈5的梯形外圈牢固的嵌入其中，管口垫圈5再也没有脱落的可能。

为最大限度的对采注管柱起到防腐、耐磨的作用，在每一管接箍4的外表面同样包覆管接箍热熔塑料层7。管接箍热熔塑料层7同样采用热熔技术将塑料熔合在管接箍4的外表面上。

作为实施例，本发明中所有的塑料可以采用聚丙烯、聚乙烯或工程塑料等。所述的内热熔塑料层2的厚度为1.5-4mm，外热熔塑料层3的厚度为0.5-1.5mm。

通过上述技术方案，采注钢管1的内外表面整体均被塑料层包覆，对本发明采注管柱起到了完全的耐磨、防腐的保护作用。

本发明采注管柱的制作方法是由以下步骤实现的：

1、采用口径一致的多根无缝钢管，经探伤检验，最后以无伤钢管作为采注钢管；

2、对采注钢管外壁作喷砂、除锈、抛丸处理，达到Sa2.5标准；两端套丝扣；

3、对所述经处理的钢管中频加热，然后(或同时)将塑料热熔；钢管加热的温度高于塑料熔化的温度10-15℃；所述的塑料采用聚丙烯、聚乙烯或工程塑料等；

4、挤出机将热熔的塑料挤出包敷在被中频加热并匀速前行的钢管的外壁上，形成外热熔塑料层；其厚度由钢管行走速度和塑料挤出量控制，形成的外热熔塑料层厚度为0.5-1.5mm；钢管一根接一根在行走中被包敷外热熔塑料层；

5、再对包敷外热熔塑料层的钢管内壁作喷砂、除锈、抛丸处理，达到Sa2.5标准；

6、取来已事先制好、堆放待用的塑料管，所述塑料管壁厚1.5-4mm，其外径大于钢管内径0.5-1mm；然后用缩径机缩径插入内壁已作处理的钢管中，使塑料管两端各长出钢管端口30-40mm为止；

7、用电木材料封堵塑料管两端，向内充气，至4-6公斤压力，保压；

8、对充气保压的钢管从一端到另一端在匀速移动中进行中频加热，钢管加热到所述塑料管的熔化温度或高于熔化温度10-15℃；此时塑料管的外层熔化紧紧粘敷到钢管内壁，形成内热熔塑料层；

9、当钢管移出中频加热圈的距离达到20-40cm时，开始对钢管的移出部分进行冷却，最后整根钢管冷却到室温；放气；

10、将塑料管两端裁切至露出钢管端口20mm长；

11、对露出钢管两端的塑料管加热至熔化温度，用模压机模压到钢管的端面切口上形成弧形塑料切口；此时一根采注管加工制作完成；每一根采注管都由上述步骤加工制作；

12、对备用的管接箍用注塑机对其外表面进行塑料包敷，然后对管接箍内壁中间的梯形槽注塑，形成内圈是平板形、外圈是外大内小的梯形的管口垫圈；

13、把一个带有管口垫圈的管接箍拧紧到步骤11的一根采注管的一端，采注管另一端空置；每一根采注管都作如此处置；

14、将一根采注管空置的一端拧入到另一根采注管的管接箍上，使两根采注管由当中的管接箍紧紧连接在一起；这样一根根采注管串联连接成一整根采注管柱。

其中，步骤6中的缩径机在社会上有不同的设计，我们经过实验选取，认为实用新型专利200720005626.7中的缩径机的缩径效果较好。

Claims (10)

1.一种内外包覆热熔塑料层的油、水井采注管柱，由一根根采注钢管(1)从上至下连接在一起；其特征在于：每一根采注钢管(1)的内壁包覆内热熔塑料层(2)，外壁包覆外热熔塑料层(3)，三者牢牢的结合为一体；每两根采注钢管(1)之间均由管接箍(4)螺接在一起，从上至下构成了一整根油、水井采注管柱。

2.根据权利要求1所述的采注管柱，其特征在于：在每两根采注钢管(1)的管口间垫有管口垫圈(5)，管口垫圈(5)的内圈是平板形、外圈是外大内小的梯形；在所述的管接箍(4)内壁的中间，相应开有一道与所述的管口垫圈(5)的梯形外圈相匹配的梯形槽，使管口垫圈(5)的梯形外圈牢固的嵌入其中。

3.根据权利要求2所述的采注管柱，其特征在于：管口垫圈(5)的内径与所述的内热熔塑料层(2)的内径相同。

4.根据权利要求1所述的采注管柱，其特征在于：在采注钢管(1)的管口顶端切口上包覆有管口热熔塑料层(6)。

5.根据权利要求4所述的采注管柱，其特征在于：所述的管口热熔塑料层(6)为弧形。

6.根据权利要求1所述的采注管柱，其特征在于：在每一管接箍(4)的外表面包覆有管接箍热熔塑料层(7)。

7.根据权利要求1所述的采注管柱，其特征在于：所述的内热熔塑料层(2)的厚度为1.5-4mm，外热熔塑料层(3)的厚度为0.5-1.5mm。

8.根据权利要求1、4或6所述的采注管柱，其特征在于：所述的塑料层的塑料是聚丙烯、聚乙烯或工程塑料。

9.一种内外包覆热熔塑料层的油、水井采注管柱的制作方法，其特征在于，由下述步骤实现：

1)、采用口径一致的多根无缝钢管，经探伤检验，最后以无伤钢管作为采注钢管；

2)、对采注钢管外壁作喷砂、除锈、抛丸处理，达到Sa2.5标准；两端套丝扣；

3)、对所述经处理的钢管中频加热，然后或同时将塑料热熔；钢管加热的温度高于塑料熔化的温度10-15℃；将加热的钢管用传输机传送到挤出机复合机头内孔中；

4)、挤出机将热熔的塑料挤出包敷在被中频加热并匀速前行的钢管的外壁上，形成外热熔塑料层；其厚度由钢管行走速度和塑料挤出量控制，形成的外热熔塑料层厚度为0.5-1.5mm；钢管一根接一根在行走中被包敷外热熔塑料层；

5)、再对包敷外热熔塑料层的钢管内壁作喷砂、除锈、抛丸处理，达到Sa2.5标准；

6)、取来已事先制好、堆放待用的塑料管，所述塑料管壁厚1.5-4mm，其外径大于钢管内径0.5-1mm；然后用缩径机缩径插入内壁已作处理的钢管中，使塑料管两端各长出钢管端口30-40mm为止；

7)、用电木材料封堵塑料管两端，向内充气，至4-6公斤压力，保压；

8)、对充气保压的钢管从一端到另一端在匀速移动中进行中频加热，钢管加热到所述塑料管的熔化温度或高于熔化温度10-15℃；此时塑料管的外层熔化紧紧粘敷到钢管内壁，形成内热熔塑料层；

9)、当钢管移出中频加热圈的距离达到20-40cm时，开始对钢管的移出部分进行冷却，最后整根钢管冷却到室温；放气；

10)、将塑料管两端裁切至露出钢管端口20mm长；

11)、对露出钢管两端的塑料管加热至熔化温度，用模压机模压到钢管的端面切口上形成弧形塑料切口；此时一根采注管加工制作完成；每一根采注管都由上述步骤加工制作；

12)、对备用的管接箍用注塑机对其外表面进行塑料包敷，然后对管接箍内壁中间的梯形槽注塑，形成内圈是平板形、外圈是外大内小的梯形的管口垫圈；

13)、把一个带有管口垫圈的管接箍拧紧到步骤11的采注管的一端，采注管另一端空置；每一根采注管都作如此处置；

14)、将一根采注管空置的一端拧入到另一根采注管的管接箍上，使两根采注管由当中的管接箍连接在一起；这样一根根采注管串联连接成一整根采注管柱。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于：所有步骤中的塑料均采用聚丙烯、聚乙烯或工程塑料。