CN108799648B - 高压耐火抗弯曲管线 - Google Patents

高压耐火抗弯曲管线 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种耐火抗弯曲液控胶管，由耐压材料层和耐火材料层构成，耐压材料层和耐火材料层沿胶管的径向由外到内配置；耐压材料层包括第一耐压层和第二耐压层；第一耐压层至少由两种材料混合而成，第二耐压层至少由两种材料混合而成；耐火材料层包括氟硅橡胶。

Description

高压耐火抗弯曲管线
技术领域
本公开涉及一种胶管，尤其涉及一种高压耐火抗弯曲液控胶管。
背景技术
耐火胶管广泛用于石油、化工、海洋、冶金等行业，例如石油勘探钻井防喷器的液压控制管线和冶金行业、炼钢、高炉、平炉等靠近明火的高温环境中的液压管线等，但其结构设计上仍然存在缺陷，导致在使用中时常会出现管体破裂、拉断、变形、泄露等意外情况，对实际生产造成了巨大的损失。
尤其是使用于石油钻井架上的防喷器与液压控制管线之间的液控管线，不仅要满足耐火、耐高温，而且在出现井喷现象时，必须迅速向防喷器中输送足够的液压油完成油井的封闭，要求管线的径向尺寸足够大，并且在极短的时间内完成防井喷物料的输送，必须有足够的大的耐高压性能。现有技术中钻井平台使用的管线结构大多由内胶管和编制层以及耐火外层构成，虽然具有一定的耐火性能，但还是难以适应极端状况，且抗压力性能也较差。
发明内容
为了解决至少一个上述技术问题，本公开提供一种具备新型结构的高压耐火抗弯曲液控胶管，及其制造方法，通过以下技术方案实现。
一方面，本公开提供一种耐火抗弯曲液控胶管，由耐压材料层和耐火材料层构成，耐压材料层和耐火材料层沿胶管的径向由外到内配置；
耐压材料层包括第一耐压层和第二耐压层；
第一耐压层至少由两种材料混合而成，第二耐压层至少由两种材料混合而成；
耐火材料层包括氟硅橡胶。
根据本公开的至少一个实施方式，耐压材料层至少包括两层第一耐压层，第一耐压层和第二耐压层沿胶管的径向间隔配置。
根据本公开的至少一个实施方式，第一耐压层由氟硅橡胶和二氧化硅粉末混合而成，氟硅橡胶与二氧化硅粉末的重量比为100:20～10。
根据本公开的至少一个实施方式，第二耐压层由氟硅橡胶和氮化硅粉末混合而成，氟硅橡胶与氮化硅粉末的重量比为100:20～10。
根据本公开的至少一个实施方式，第一耐压层的氟硅橡胶的二氧化硅粉末的重量比与第二耐压层的氟硅橡胶的氮化硅粉末的重量比相同。
根据本公开的至少一个实施方式，耐火材料层的组分为：
氟硅橡胶：100重量份；硫化剂：5-10重量份；氧化铝：10-20重量份；三种组分均匀混合。
根据本公开的至少一个实施方式，第一耐压层的与第二耐压层接触的表面均匀配置有多个凸部，每个凸部之间具有相同的间隔；对应的，第二耐压层的与第一耐压层接触的表面均匀配置有多个凹部，每个凹部之间具有相同的间隔；凹部用于容纳凸部，凹部的尺寸与凸部的尺寸相同。
根据本公开的至少一个实施方式，凸部沿胶管径向的尺寸与第一耐压层的沿胶管径向的尺寸比值为5-10:100；凹部沿胶管径向的尺寸与第二耐压层的沿胶管径向的尺寸比值为5-10:100。
根据本公开的至少一个实施方式，耐火材料层沿胶管径向的尺寸与耐压材料层沿胶管径向的尺寸的比值为2:1～1.5；第一耐压层沿胶管径向的尺寸与第二耐压层沿胶管径向的尺寸相同。
另一方面，本公开提供一种耐火抗弯曲液控胶管的制备方法，包括：
步骤1)制备第一耐压层最内层，将液态氟硅橡胶和二氧化硅粉末进行混炼，在第一耐压层最内层模具上制成第一耐压层最内层管形，并在第一耐压层最内层管形的外表面形成多个凸部，多个凸部遍布第一耐压层管形的外表面；凸部与第一耐压层最内层管形为一体结构；
步骤2)制备第二耐压层，将液态氟硅橡胶和氮化硅粉末进行混炼，在第二耐压层模具上制成第二耐压层管形，并在第二耐压层管形的内表面和外表面形成多个凹部，多个凹部遍布第二耐压层管形的内表面和外表面；
步骤3)制备第一耐压层中间层，将液态氟硅橡胶和二氧化硅粉末进行混炼，在第一耐压层中间层模具上制成第一耐压层中间层管形，并在第一耐压层中间层管形的内表面和外表面形成多个凸部，多个凸部遍布第一耐压层中间层管形的内表面和外表面；凸部与第一耐压层中间层管形为一体结构；
步骤4)制备第一耐压层最外层，将液态氟硅橡胶和二氧化硅粉末进行混炼，在第一耐压层最外层模具上制成第一耐压层最外层管形，并在第一耐压层最外层管形的内表面形成多个凸部，多个凸部遍布第一耐压层管形的内表面；凸部与第一耐压层最外层管形为一体结构；
步骤5)将至少一个第一耐压层中间层和至少一个第二耐压层配置在第一耐压层最内层和第一耐压层最外层之间，压紧装配；
步骤6)制备耐火材料层，将100重量份的氟硅橡胶、5-10重量份的硫化剂、10-20重量份的氧化铝均匀混炼，制成与耐压材料层尺寸匹配的耐火材料层，将耐火材料层套装在耐压材料层外侧，压紧装配。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是本公开具体实施方式的高压耐火抗弯曲液控胶管的结构示意图。
图2是本公开具体实施方式的高压耐火抗弯曲液控胶管的耐压材料层的结构示意图之一。
图3是本公开具体实施方式的高压耐火抗弯曲液控胶管的耐压材料层的结构示意图之二。
图4是本公开具体实施方式的高压耐火抗弯曲液控胶管的耐压材料层的结构示意图之三。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
如图1-2所示，耐火抗弯曲液控胶管，由耐压材料层和耐火材料层构成，耐压材料层和耐火材料层沿胶管的径向由外到内配置；耐压材料层包括第一耐压层和第二耐压层；第一耐压层至少由两种材料混合而成，第二耐压层至少由两种材料混合而成；耐火材料层包括氟硅橡胶。耐压材料层至少包括两层第一耐压层，第一耐压层和第二耐压层沿胶管的径向间隔配置。图2示出了2层第二耐压层和3层第一耐压层。
第一耐压层由氟硅橡胶和二氧化硅粉末混合而成，氟硅橡胶与二氧化硅粉末的重量比为100:20～10，例如100:20，100:15,100:10等。
第二耐压层由氟硅橡胶和氮化硅粉末混合而成，氟硅橡胶与氮化硅粉末的重量比为100:20～10，例如100:20，100:15,100:10等。通过二氧化硅粉末和氮化硅粉末分别对第一耐压层和第二耐压层进行掺杂，大大增强了二者的强度，同时又保留了氟硅橡胶的一定柔性，同时又在第一耐压层和第二耐压层之间形成强度差(由于在氟硅橡胶中掺杂了不同的物质)，使得耐压材料层具有较好的抗弯曲性能。
第一耐压层的氟硅橡胶的二氧化硅粉末的重量比与第二耐压层的氟硅橡胶的氮化硅粉末的重量比相同。优选的，第一耐压层和第二耐压层具有相同的径向尺寸。
耐火材料层的组分为：
氟硅橡胶：100重量份；硫化剂：5-10重量份；氧化铝：10-20重量份；三种组分均匀混合。经过试验，该组分构成简单，尤其通过在氟硅橡胶中掺杂氧化铝，使得耐火材料层具有极好的耐火性能。
如图3-4所示，第一耐压层的与第二耐压层接触的表面均匀配置有多个凸部，每个凸部之间具有相同的间隔；对应的，第二耐压层的与第一耐压层接触的表面均匀配置有多个凹部，每个凹部之间具有相同的间隔；凹部用于容纳凸部，凹部的尺寸与凸部的尺寸相同。通过设置凸部和凹部，增强了耐火抗弯曲液控胶管抗弯曲性能。图3和图4仅是示例性的示出了凹部和凸部的形状，凹部和凸部可以是例如矩形等其他合适的形状。图3仅在第一耐压层的外表面示出了凸部，如果作为中间层，其内表面也应当配置凸部。图4仅在第二耐压层的内表面示出了凹部，由于第二耐压层将被配置在两个第一耐压层之间，因此第二耐压层的外表面也应当配置凹部。
凸部沿胶管径向的尺寸与第一耐压层的沿胶管径向的尺寸比值为5-10:100；凹部沿胶管径向的尺寸与第二耐压层的沿胶管径向的尺寸比值为5-10:100。
耐火材料层沿胶管径向的尺寸与耐压材料层沿胶管径向的尺寸的比值为2:1～1.5；第一耐压层沿胶管径向的尺寸与第二耐压层沿胶管径向的尺寸相同。
耐火抗弯曲液控胶管的制备方法，包括：
步骤1)制备第一耐压层最内层，将液态氟硅橡胶和二氧化硅粉末进行混炼，在第一耐压层最内层模具上制成第一耐压层最内层管形，并在第一耐压层最内层管形的外表面形成多个凸部，多个凸部遍布第一耐压层管形的外表面；凸部与第一耐压层最内层管形为一体结构；
步骤2)制备第二耐压层，将液态氟硅橡胶和氮化硅粉末进行混炼，在第二耐压层模具上制成第二耐压层管形，并在第二耐压层管形的内表面和外表面形成多个凹部，多个凹部遍布第二耐压层管形的内表面和外表面；
步骤3)制备第一耐压层中间层，将液态氟硅橡胶和二氧化硅粉末进行混炼，在第一耐压层中间层模具上制成第一耐压层中间层管形，并在第一耐压层中间层管形的内表面和外表面形成多个凸部，多个凸部遍布第一耐压层中间层管形的内表面和外表面；凸部与第一耐压层中间层管形为一体结构；
步骤4)制备第一耐压层最外层，将液态氟硅橡胶和二氧化硅粉末进行混炼，在第一耐压层最外层模具上制成第一耐压层最外层管形，并在第一耐压层最外层管形的内表面形成多个凸部，多个凸部遍布第一耐压层管形的内表面；凸部与第一耐压层最外层管形为一体结构；
步骤5)将一个第一耐压层中间层和两个第二耐压层配置在第一耐压层最内层和第一耐压层最外层之间，压紧装配；
步骤6)制备耐火材料层，将100重量份的氟硅橡胶、5-10重量份的硫化剂、10-20重量份的氧化铝均匀混炼，制成与耐压材料层尺寸匹配的耐火材料层，将耐火材料层套装在耐压材料层外侧，压紧装配。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (5)

1.一种制备耐火抗弯曲液控胶管的方法，其特征在于，
所述胶管由耐压材料层和耐火材料层构成，所述耐压材料层包括第一耐压层和第二耐压层，所述第一耐压层包括最内层、中间层和最外层；
所述方法包括：
步骤1)制备第一耐压层最内层，将液态氟硅橡胶和二氧化硅粉末进行混炼，在第一耐压层最内层模具上制成第一耐压层最内层管形，并在第一耐压层最内层管形的外表面形成多个凸部，多个凸部遍布第一耐压层管形的外表面；所述凸部与第一耐压层最内层管形为一体结构；
步骤2)制备第二耐压层，将液态氟硅橡胶和氮化硅粉末进行混炼，在第二耐压层模具上制成第二耐压层管形，并在第二耐压层管形的内表面和外表面形成多个凹部，多个凹部遍布第二耐压层管形的内表面和外表面；
步骤3)制备第一耐压层中间层，将液态氟硅橡胶和二氧化硅粉末进行混炼，在第一耐压层中间层模具上制成第一耐压层中间层管形，并在第一耐压层中间层管形的内表面和外表面形成多个凸部，多个凸部遍布第一耐压层中间层管形的内表面和外表面；所述凸部与第一耐压层中间层管形为一体结构；
步骤4)制备第一耐压层最外层，将液态氟硅橡胶和二氧化硅粉末进行混炼，在第一耐压层最外层模具上制成第一耐压层最外层管形，并在第一耐压层最外层管形的内表面形成多个凸部，多个凸部遍布第一耐压层管形的内表面；所述凸部与第一耐压层最外层管形为一体结构；
步骤5)将至少一个第一耐压层中间层和至少一个第二耐压层配置在第一耐压层最内层和第一耐压层最外层之间，压紧装配；
步骤6)制备耐火材料层，将100重量份的氟硅橡胶、5-10重量份的硫化剂、10-20重量份的氧化铝均匀混炼，制成与所述耐压材料层尺寸匹配的耐火材料层，将所述耐火材料层套装在所述耐压材料层外侧，压紧装配。
2.根据权利要求1所述的制备耐火抗弯曲液控胶管的方法，其特征在于，所述第一耐压层氟硅橡胶与二氧化硅粉末的重量比为100:20～10。
3.根据权利要求2任一项所述的制备耐火抗弯曲液控胶管的方法，其特征在于，所述第二耐压层氟硅橡胶与氮化硅粉末的重量比为100:20～10。
4.根据权利要求3所述的制备耐火抗弯曲液控胶管的方法，其特征在于，第一耐压层的氟硅橡胶与二氧化硅粉末的重量比和第二耐压层的氟硅橡胶与氮化硅粉末的重量比相同。
5.根据权利要求1所述的制备耐火抗弯曲液控胶管的方法，其特征在于，所述多个凸部之间具有相同的间隔；所述多个凹部之间具有相同的间隔；所述凹部用于容纳所述凸部，所述凹部的尺寸与所述凸部的尺寸相同。
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