CN108084707B - 一种石油内衬管用尼龙料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石油内衬管用尼龙料及其制备方法，所述的石油内衬管用尼龙料由长碳链尼龙树脂、尼龙6、增韧剂、复配助剂、耐磨助剂制成。经实验证明，本发明制备的石油内衬管用尼龙料具有良好的耐高温性、耐酸性、耐磨性、回弹性以及优良的成型稳定性，采用该材料制作的石油内衬管尺寸稳定、性能优异，能够满足石油内层管行业标准和加工工艺，可以满足油井深度较深、环境较复杂特别是酸性较强环境用石油内衬管的使用要求。

Description

一种石油内衬管用尼龙料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高回弹耐酸耐高温石油内衬管用尼龙料及其制备方法，属于化学化工技术领域。
背景技术
石油做为能源工业的特殊产品，在我国当今国民经济结构中，起着重要作用。由于环境、土壤、输送介质等因素的影响，易造成管线磨损、腐蚀破漏，甚至管线报废，需要对管道进行修复或局部更换。磨损与腐蚀是造成石油工业中金属管道破坏的主要原因之一，大大降低了管道的使用寿命，增加了石油生产成本。随着油田的滚动开发，石油产出逐渐进入中、高含水期，油气集输管网中腐蚀问题越来越严重，严重影响到了采油的安全生产。石油内衬管是在钢制普通油管内衬一层高分子塑料管，采用专用技术使衬管与油管紧贴在一起，形成“管中管”结构。这种内衬油管不仅可以解决油管偏磨与腐蚀难题，同时由于高分子管摩擦系数较低，还可降低油井光杆负荷、抽油杆柱底部应力，延长抽油杆柱的寿命。目前，普通石油内衬管材质一般采用高密度或超高密度聚乙烯，高温石油内衬管材质采用改性尼龙6。但是随着石油的不断开采，油井的深度变得越来越深，油井的环境也变得越来约复杂，采用普通的高密度或超高密度聚乙烯或是改性尼龙6制作的石油内衬管已经无法满足使用要求。具体表现在，随着油井深度的增加，原油的温度也在增加，目前采用高密度或超高密度聚乙烯制作的内衬管耐热无法达到要求；采用改性尼龙6材质制作的内衬管，虽然耐热可以，但是如果油井环境太复杂特别是原油是酸性环境时且温度较高时，尼龙6材质极易降解，是材质的韧性大幅下降，采用尼龙6制作的内衬管，在这种环境下易开裂，无法满足使用要求。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种石油内衬管用尼龙料。技术方案如下：
一种石油内衬管用尼龙料，由以下重量份的原料制成：
Figure BDA0001514463740000021
优选的，由以下重量份的原料制成：
Figure BDA0001514463740000022
所述的长碳链尼龙树脂为尼龙610、尼龙612或尼龙1012中的一种，其中长碳链尼龙和尼龙6的总量为100份；
所述的增韧剂为POE-G、EPDM-G中的一种，优选EPDM-G；
所述的复配助剂由主抗氧剂1098、辅助抗氧剂168、光稳定剂622、润滑剂EBS按比例1：2：1：2复配混合均匀；
所述的耐磨剂为超高PE、石墨、二硫化钼中的一种，其中超高PE为生产厂已活化处理的高流动型颗粒；石墨、二硫化钼均为细度为3000目左右超细粉末，使用前需要添加其重量1％的硅烷偶联剂KH550，利用高混机在100℃下高混5min进行活化处理。优选超高PE。
其制备方法步骤如下：
(1)尼龙树脂增粘：将长碳链尼龙树脂、尼龙6树脂分别加入到真空转鼓干燥机中，在160-180℃条件下进行固相增粘至熔指0.3-3g/10min，优选1.5g/10min，进行防潮包装待用；
(2)称量、混料：将增粘后的尼龙树脂与其它原料按配方称量后依次加入高混机中先低速混合30s，再高混3-8min后放料待用；
(3)投料、挤出：首先设定好各区段温度，待挤出机各区段温度达到设定温度并可用手转动螺杆时，加入尼龙6原料对挤出机进行清洗，挤出机清理完毕后，将步骤(2)中的混和均匀料加入挤出机的主喂料口中；
(4)出条冷却：将冷却水槽清理完放满水，待挤出机头出料稳定后对料条牵引经冷却水槽对料条进行冷却；
(5)吹干：将冷却后的料条经吹风机进行吹干处理；
(6)切粒：将冷却吹干的料条牵引至切粒机中进行切粒；
(7)干燥包装：将切好粒的颗粒料加入干燥机中对其进行干燥处理，待水分合格后进行包装。
挤出机的工艺参数为：
各段温度设定：喂料段160-200℃，熔化段200-260℃，机头段240-260℃；优选的，喂料段180℃，熔化段230-250℃，机头段250℃。
螺杆转速：15-45Hz，优选的螺杆转速：30Hz。
所述干燥的温度：80-100℃，水分控制在0.1％以内。
本发明的有益效果是：本发明制备的石油内衬管用尼龙料具有良好的耐高温性、耐酸性、耐磨性、回弹性以及优良的成型稳定性，采用该材料制作的石油内衬管尺寸稳定、性能优异，能够满足石油内层管行业标准和加工工艺，可以满足油井深度较深、环境较复杂特别是酸性较强环境用石油内衬管的使用要求；随着我国石油开采的深度越来越深、开采环境越来越复杂，其应前景也变的越来越广阔，对我们的石油行业发展起到了一定的推动作用，势必会创造良好的经济和社会效益。
具体实施方式
实施例1
首先将尼龙1012、尼龙6树脂分别加入到真空转鼓干燥机中，在160℃进行固相增粘至熔指0.3g/10min，进行防潮包装待用。
然后将90公斤增粘后的尼龙1012树脂、10公斤增粘后的尼龙6树脂、5公斤增韧剂EPDM-G、0.5公斤复配助剂依次加入高混机中先低速混合30S，再高混3min后放料备用。
设定各区段温度为：喂料段160℃，熔化段200-240℃，机头段240℃。
待相关挤出机各区段温度达到设定温度后，并能用手转动螺杆时，用尼龙6原料对设备进行清洗后，将混好的材料加入挤出机混炼挤出，螺杆转速15Hz。
对料条牵引经冷却水槽对料条进行冷却；冷却后的料条经吹风机进行吹干处理；经冷却吹干的料条牵引至切粒机中进行切粒。
将材料进行干燥，干燥温度80℃。水分达到0.1％以内后，进行防潮包装即可。
实施例2
首先将尼龙610、尼龙6树脂分别加入到真空转鼓干燥机中，在180℃进行固相增粘至熔指3g/10min，进行防潮包装待用。
然后将30公斤增粘后的尼龙610树脂尼龙6、70公斤增粘后的尼龙6树脂、30公斤增韧剂EPDM-G、2公斤复配助剂、10公斤的耐磨助剂超高PE，依次加入高混机中先低速混合30s，再高混8min后放料备用。
设定各区段温度为：喂料段200℃，熔化段240-260℃，机头段260℃。
待相关挤出机各区段温度达到设定温度后，并能用手转动螺杆时，用尼龙6原料对设备进行清洗后，将混好的材料加入挤出机混炼挤出，螺杆转速45Hz。
对料条牵引经冷却水槽对料条进行冷却；冷却后的料条经吹风机进行吹干处理；经冷却吹干的料条牵引至切粒机中进行切粒。
将材料进行干燥，干燥温度100℃。水分达到0.1％以内后，进行防潮包装即可。
实施例3
首先将尼龙612、尼龙6树脂分别加入到真空转鼓干燥机中，在180℃进行固相增粘至熔指1.5g/10min，进行防潮包装待用。
然后将70公斤增粘后的尼龙612树脂、30公斤增粘后的尼龙6树脂、20公斤增韧剂EPDM-G、1公斤复配助剂、5公斤的耐磨助剂超高PE，依次加入高混机中先低速混合30s，再高混5min后放料备用。
设定各区段温度为：喂料段180℃，熔化段230-250℃，机头段250℃。
待相关挤出机各区段温度达到设定温度后，并能用手转动螺杆时，用尼龙6原料对设备进行清洗后，将混好的材料加入挤出机混炼挤出，螺杆转速30Hz。
对料条牵引经冷却水槽对料条进行冷却；冷却后的料条经吹风机进行吹干处理；经冷却吹干的料条牵引至切粒机中进行切粒。
将材料进行干燥，干燥温度90℃。水分达到0.1％以内后，进行防潮包装即可。
实施例4
原料配比为：将60公斤增粘后的尼龙612树脂、40公斤的增粘后尼龙6树脂、20公斤增韧剂EPDM-G、1公斤复配助剂、5公斤的耐磨助剂石墨依次加入高混机中先低速混合30S，再高混5min后放料备用。其它同实施例3。
实施例5
首先将尼龙1012、尼龙6树脂分别加入到真空转鼓干燥机中，在180℃进行固相增粘至熔指1.5g/10min，进行防潮包装待用。
原料配比为：将40公斤增粘后的尼龙1012树脂、60公斤的增粘后尼龙6树脂、20公斤增韧剂POE-G、1公斤复配助剂、5公斤的耐磨助剂二硫化钼,依次加入高混机中先低速混合30S，再高混5min后放料备用。其它同实施例3。
实施例6
首先将尼龙610、尼龙6树脂分别加入到真空转鼓干燥机中，在180℃进行固相增粘至熔指1.5g/10min，进行防潮包装待用。
原料配比为：将70公斤增粘后的尼龙610树脂、30公斤的增粘后尼龙6树脂、20公斤增韧剂POE-G、1公斤复配助剂、5公斤的耐磨助剂超高PE,依次加入高混机中先低速混合30S，再高混5min后放料备用。其它同实施例3。
实验例：性能指标检测
对本发明实施例1-6制备改性尼龙料产品采用注塑机注塑相关标准样条按国家标准进行检测，并与市场销售的同类产品性能进行比较。
市场销售的同类产品为：齐鲁石化HDPE5000S、客户正常使用尼龙6
Figure BDA0001514463740000071
通过性能指标检测表明：本发明制备的尼龙产品相对于市场上相关同类产品，综合性能优异,比HDPE产品具有更加优异的耐热性、强度和耐磨性；比尼龙6相关产品具有更好的柔韧性、耐酸性、耐磨性和更小的吸水率，同时具备了合格的耐热性能；其中实施例3、6为最优方案，综合性能最好。

Claims (5)

1.一种石油内衬管用尼龙料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
长碳链尼龙树脂 30~90 份
尼龙 6 10~70 份
增韧剂 5~30 份
复配助剂 0.5~2.0 份
耐磨助剂5-10 份
其中所述长碳链尼龙和尼龙 6 的总量为 100 份；
所述的长碳链尼龙树脂为尼龙 610、尼龙 612 或尼龙 1012 中的一种；
所述的增韧剂为 POE-G 或 EPDM-G；
所述的复配助剂由主抗氧剂 1098、辅助抗氧剂 168、光稳定剂 622、润滑剂 EBS 按比例1:2:1:2 复配混匀而成；
所述的耐磨剂为超高 PE、石墨或二硫化钼中的一种；其中超高 PE 为经活化处理的高流动型颗粒；石墨、二硫化钼均为细度为 3000 目左右超细粉末，使用前需要添加其重量1%的硅烷偶联剂 KH550，利用高混机在 100℃下高混5min进行活化处理；
制备方法步骤如下：
（1）尼龙树脂增粘：将长碳链尼龙树脂、尼龙 6 树脂分别加入到真空转鼓干燥机中，在160-180℃条件下进行固相增粘至熔指 0.3-3g/10min，进行防潮包装待用；
（2）称量、混料：将增粘后的尼龙树脂与其它原料按配方称量后依次加入高混机中先低速混合 30s，再高混 3-8min 后放料待用；
（3）投料、挤出：设定各区段温度，待挤出机各区段温度达到设定温度并可用手转动螺杆时，加入尼龙 6 对挤出机进行清洗，挤出机清理完毕后，将步骤（2）中的混和均匀料加入挤出机的主喂料口中；
（4）出条冷却：将冷却水槽清理完放满水，待挤出机头出料稳定后牵引料条经冷却水槽对料条进行冷却；
（5）吹干：将冷却后的料条经吹风机进行吹干处理；
（6）切粒：将冷却吹干的料条牵引至切粒机中进行切粒；
（7）干燥包装：将切好粒的颗粒料加入干燥机中对其进行干燥处理，待水分合格后进行包装。
2.根据权利要求 1 所述的石油内衬管用尼龙料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
长碳链尼龙树脂 70 份
尼龙 6 30 份
增韧剂 20 份
复配助剂 1 份
耐磨助剂 5 份。
3.根据权利要求1 所述的石油内衬管用尼龙料，其特征在于，步骤（3）所述的设定各区段温度为：喂料段 160-200℃，熔化段 200-260℃，机头段 240-260℃；所述挤出机的螺杆转速为 15-45Hz。
4.根据权利要求1 所述的石油内衬管用尼龙料，其特征在于，步骤（1）中所述的熔指为1.5g/10min；步骤（3）所述的设定各区段温度为：喂料段 180℃，熔化段 230-250℃，机头段250℃；所述挤出机的螺杆转速为30Hz。
5.根据权利要求1所述的石油内衬管用尼龙料，其特征在于，步骤（7）中所述干燥的温度为 80-100℃，所述的水分控制在 0.1%以内。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Liu Jianwei

Inventor after: Wang Chaojin

Inventor after: Bi Yan

Inventor after: Li Jiqiang

Inventor after: Chen Meng

Inventor after: Guo Yanchun

Inventor before: Liu Jianwei

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Inventor before: Bi Yan

Inventor before: Li Jiqiang

Inventor before: Chen Meng

Inventor before: Guo Yanchun

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