CN110701398A - 一种油气田环保防渗透柔性高压输送管及其工艺方法 - Google Patents

一种油气田环保防渗透柔性高压输送管及其工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种油气田环保防渗透柔性高压输送管及其工艺方法,一种油气田环保防渗透柔性高压输送管由内到外依次包括内芯层、缠绕层和外保护层,所述内芯层由内到外依次包括防渗层、粘合剂层和外层,所述防渗层为PVDF材质,所述粘合剂层为EVA复合胶,所述外层为聚乙烯树脂。本发明结构简单,有效防止了介质的渗透,防止在输送过程中对土壤造成污染,防止由于介质渗透对外层和外保护层造成腐蚀而影响使用;采用三层共挤工艺,可将防渗层、粘合剂层和外层一体挤出,本产品的渗透率大大低于同类产品;缠绕张力适宜,使本产品具有较好的抗压力效果,同时具有较好的柔性。

Description

一种油气田环保防渗透柔性高压输送管及其工艺方法
技术领域
本发明属于油气田用输送管道技术领域,尤其涉及一种油气田环保防渗透柔性高压输送管及其工艺方法。
背景技术
目前油气田用的输送管道主要有钢管、玻璃钢管、柔性复合管及钢骨架复合管,由于钢管耐腐蚀性差及玻璃钢管脆性大易断裂的原因。现阶段主要使用的输送管道为柔性复合管及钢骨架复合管。经过近几年对以上两种产品的使用,在使用过程中,由于聚乙烯内衬层的密度低,分子之间的间隙大,造成在输送原油或输送气体时,输送的介质通过分子之间的间隙流失,渗透到土壤中,对土地造成污染。由于输送介质的渗透容易对复合管增强层造成腐蚀,从而降低产品压力性能,逐步造成管体破裂,对土地及环境会造成大面积污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种防止介质渗透以防止污染的一种油气田环保防渗透柔性高压输送管及其工艺方法。
为解决上述问题,本发明所采取的技术方案是:
一种油气田环保防渗透柔性高压输送管,其由内到外依次包括内芯层、缠绕层和外保护层,所述内芯层由内到外依次包括防渗层、粘合剂层和外层,所述防渗层为PVDF材质,所述粘合剂层为EVA复合胶,所述外层为聚乙烯树脂。
作为本发明的进一步的改进,所述缠绕层为聚酯纤维丝,所述缠绕层的缠绕行程为内芯层的外径的2.2倍,所述缠绕层的缠绕张力为6kgf。
作为本发明的进一步的改进,所述防渗层由以下重量份的原料制成:PVDF95.9~96.5份、增塑剂1~1.1份、热稳定剂2.5~3份;所述外层由以下重量份的原料制成:聚乙烯97.3~98份、耐老化剂1~1.5份、增塑剂1~1.2份;所述外保护层由以下重量份的原料制成:聚乙烯94.6~95.5份、耐老化剂2.5~3份、增塑剂1~1.2份,抗氧化剂1~1.2份。
作为本发明的进一步的改进,所述防渗层由以下重量份的原料制成:PVDF95.9份、增塑剂1.1份、热稳定剂3份;所述外层由以下重量份的原料制成:聚乙烯97.3份、耐老化剂1.5份、增塑剂1.2份;所述外保护层由以下重量份的原料制成:聚乙烯94.6份、耐老化剂3份、增塑剂1.2份,抗氧化剂1.2份。
作为本发明的进一步的改进,所述防渗层由以下重量份的原料制成:PVDF96.5份、增塑剂1份、热稳定剂2.5份;所述外层由以下重量份的原料制成:聚乙烯98份、耐老化剂1份、增塑剂1份;所述外保护层由以下重量份的原料制成:聚乙烯95.5份、耐老化剂2.5份、增塑剂1份,抗氧化剂1份。
作为本发明的进一步的改进,所述防渗层由以下重量份的原料制成:PVDF96.2份、增塑剂1.05份、热稳定剂2.75份;所述外层由以下重量份的原料制成:聚乙烯97.65份、耐老化剂1.25份、增塑剂1.1份;所述外保护层由以下重量份的原料制成:聚乙烯95.05份、耐老化剂2.75份、增塑剂1.1份,抗氧化剂1.1份。
一种油气田环保防渗透柔性高压输送管的工艺方法,包括以下步骤:
步骤一、三台挤出机共用一套模具,三台挤出机分别挤出防渗层、粘合剂层和外层,通过模具内不同的流道在模具口处形成一个整体结构的内芯层;
步骤二、采用真空箱对内芯层进行定壁厚及定径,真空压力为-0.04~-0.06MPa;
步骤三、使用冷却水箱对内芯层进行冷却,冷却水的温度为17~23℃;
步骤四、采用牵引机牵引内芯层,以保证内芯层的持续挤出;
步骤五、使用缠绕机将聚酯纤维丝缠绕在内芯层的外部形成缠绕层,缠绕行程为内芯层外径的2.2倍,缠绕张力为6kgf;
步骤六、通过包覆机将外保护层包覆在缠绕层的外表面。
作为本发明的进一步的改进,所述步骤一中的内芯层由内到外依次包括防渗层、粘合剂层和外层;
所述防渗层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括9个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:170±3℃;二区:230±3℃;三区:270±3℃;四区:290±3℃;五区:300±3℃;六区:290±3℃;七区:290±3℃;八区:280±3℃;九区:260±3℃;
所述粘合剂层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:80±2℃;二区:90±2℃;三区:105±2℃;四区:110±2℃;五区:100±2℃;六区:95±2℃;
所述外层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:160±3℃;二区:175±3℃;三区:195±3℃;四区:220±3℃;五区:200±3℃;六区:175±3℃。
作为本发明的进一步的改进,所述步骤四中的牵引机的牵引力频率为45Hz,牵引速度为5米/分钟。
作为本发明的进一步的改进,所述步骤六中的外保护层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:180±3℃;二区:190±3℃;三区:205±3℃;四区:235±3℃;五区:220±3℃;六区:185±3℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
本发明结构简单,防渗层采用密度高且防渗透性好的聚偏氟乙烯,加入少量增塑剂以及热稳定剂,有效防止了介质的渗透,防止在输送过程中对土壤造成污染,防止由于介质渗透对外层和外保护层造成腐蚀而影响使用;缠绕层加强了其抗压能力,外保护层用于保护其内部结构,使使用寿命长;采用三层共挤工艺,可将防渗层、粘合剂层和外层一体挤出,冷却温度使内芯层冷却后结构更稳定;牵引速度保证了内芯层的冷却效果,使本产品的渗透率大大低于同类产品;缠绕张力适宜,使本产品具有较好的抗压力效果,同时具有较好的柔性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图。
其中:1、缠绕层,2、外保护层,3、防渗层,4、粘合剂层,5、外层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述,需要理解的是,术语“中心”、“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1所示,一种油气田环保防渗透柔性高压输送管,其由内到外依次包括内芯层、缠绕层1和外保护层2,内芯层为直接与运输介质接触的管路,缠绕层增加了内芯层的整体强度和抗压能力,使其具有更好的柔韧性,外保护层可保护缠绕层1和内芯层,防止磕碰损坏;所述内芯层由内到外依次包括防渗层3、粘合剂层4和外层5,所述防渗层3为PVDF材质,PVDF即为聚偏氟乙烯,材质密度高,防渗透性好,所述粘合剂层4为EVA复合胶,EVA复合胶不含溶剂,不污染环境且安全性较高,非常适合于自动化的流水线生产,所述外层5为聚乙烯树脂,聚乙烯树脂是一种热塑性树脂,无臭,无毒,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。
所述缠绕层1为聚酯纤维丝,聚酯纤维丝属于高分子化合物,具有较高的强度与弹性恢复能力,具有抗皱性和保形性好的优点,所述缠绕层1的缠绕行程为内芯层的外径的2.2倍(即:当内芯层的外径为60.6mm时,缠绕层1的缠绕行程为133.32mm),所述缠绕层1的缠绕张力为6kgf。
所述防渗层3由以下重量份的原料制成:PVDF95.9份、增塑剂令苯二甲酸二辛酯1.1份、热稳定剂硬脂酸钡3份,增塑剂的使用可以改善高分子材料的性能,降低生产成本,提高生产效益,热稳定剂可延缓防渗层3的热老化;
所述外层5由以下重量份的原料制成:聚乙烯97.3份、耐老化剂二苯基对苯二胺1.5份、增塑剂令苯二甲酸二辛酯1.2份,耐老化剂可延长粘合剂层4的使用寿命,降低其老化速度,增塑剂的使用可以改善高分子材料的性能,降低生产成本,提高生产效益;
所述外保护层2由以下重量份的原料制成:聚乙烯94.6份、耐老化剂二苯基对苯二胺3份、增塑剂令苯二甲酸二辛酯1.2份,抗氧化剂KY-405 1.2份,聚乙烯无臭、无毒,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;耐老化剂可降低外保护层2的老化速度,延长使用寿命;增塑剂可以改善聚乙烯的性能,降低生产成本,提高生产效益;抗氧化剂可延缓聚乙烯氧化过程的进行,延长其使用寿命。
一种油气田环保防渗透柔性高压输送管的工艺方法,包括以下步骤:
步骤一、三台挤出机共用一套模具,三台挤出机分别挤出防渗层、粘合剂层和外层,通过模具内不同的流道在模具口处形成一个整体结构的内芯层;
所述内芯层由内到外依次包括防渗层、粘合剂层和外层;
所述防渗层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括9个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:170±3℃;二区:230±3℃;三区:270±3℃;四区:290±3℃;五区:300±3℃;六区:290±3℃;七区:290±3℃;八区:280±3℃;九区:260±3℃;其中,一区、二区、三区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;四区、五区、六区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;七区、八区、九区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出;
所述粘合剂层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:80±2℃;二区:90±2℃;三区:105±2℃;四区:110±2℃;五区:100±2℃;六区:95±2℃;其中,一区、二区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;三区、四区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;五区、六区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出;
所述外层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:160±3℃;二区:175±3℃;三区:195±3℃;四区:220±3℃;五区:200±3℃;六区:175±3℃;其中,一区、二区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;三区、四区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;五区、六区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出;
步骤二、采用真空箱对内芯层进行定壁厚及定径,真空压力为-0.04MPa;
步骤三、使用冷却水箱对内芯层进行冷却,冷却水的温度为17℃;冷却水箱长度为8米;
步骤四、采用牵引机牵引内芯层,以保证内芯层的持续挤出;牵引力频率为45Hz,牵引速度为5米/分钟;
步骤五、使用缠绕机将聚酯纤维丝缠绕在内芯层的外部形成缠绕层,缠绕行程为内芯层外径的2.2倍,缠绕张力为6kgf;
步骤六、通过包覆机将外保护层包覆在缠绕层的外表面;
所述步骤六中的外保护层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:180±3℃;二区:190±3℃;三区:205±3℃;四区:235±3℃;五区:220±3℃;六区:185±3℃;其中,一区、二区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;三区、四区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;五区、六区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出。
实施例2
如图1所示,一种油气田环保防渗透柔性高压输送管,其由内到外依次包括内芯层、缠绕层1和外保护层2,内芯层为直接与运输介质接触的管路,缠绕层增加了内芯层的整体强度和抗压能力,使其具有更好的柔韧性,外保护层可保护缠绕层1和内芯层,防止磕碰损坏;所述内芯层由内到外依次包括防渗层3、粘合剂层4和外层5,所述防渗层3为PVDF材质,PVDF即为聚偏氟乙烯,材质密度高,防渗透性好,所述粘合剂层4为EVA复合胶,EVA复合胶不含溶剂,不污染环境且安全性较高,非常适合于自动化的流水线生产,所述外层5为聚乙烯树脂,聚乙烯树脂是一种热塑性树脂,无臭,无毒,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。
所述缠绕层1为聚酯纤维丝,聚酯纤维丝属于高分子化合物,具有较高的强度与弹性恢复能力,具有抗皱性和保形性好的优点,所述缠绕层1的缠绕行程为内芯层的外径的2.2倍(即:当内芯层的外径为60.6mm时,缠绕层1的缠绕行程为133.32mm),所述缠绕层1的缠绕张力为6kgf。
所述防渗层3由以下重量份的原料制成:PVDF96.5份、增塑剂令苯二甲酸二辛酯1份、热稳定剂硬脂酸钡2.5份,增塑剂的使用可以改善高分子材料的性能,降低生产成本,提高生产效益,热稳定剂可延缓防渗层3的热老化;所述外层5由以下重量份的原料制成:聚乙烯98份、耐老化剂二苯基对苯二胺1份、增塑剂令苯二甲酸二辛酯1份,耐老化剂可延长粘合剂层4的使用寿命,降低其老化速度,增塑剂的使用可以改善高分子材料的性能,降低生产成本,提高生产效益;所述外保护层2由以下重量份的原料制成:聚乙烯95.5份、耐老化剂二苯基对苯二胺2.5份、增塑剂令苯二甲酸二辛酯1份,抗氧化剂KY-405 1份,聚乙烯无臭、无毒,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;耐老化剂可降低外保护层2的老化速度,延长使用寿命;增塑剂可以改善聚乙烯的性能,降低生产成本,提高生产效益;抗氧化剂可延缓聚乙烯氧化过程的进行,延长其使用寿命。
一种油气田环保防渗透柔性高压输送管的工艺方法,包括以下步骤:
步骤一、三台挤出机共用一套模具,三台挤出机分别挤出防渗层、粘合剂层和外层,通过模具内不同的流道在模具口处形成一个整体结构的内芯层;
所述内芯层由内到外依次包括防渗层、粘合剂层和外层;
所述防渗层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括9个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:170±3℃;二区:230±3℃;三区:270±3℃;四区:290±3℃;五区:300±3℃;六区:290±3℃;七区:290±3℃;八区:280±3℃;九区:260±3℃;其中,一区、二区、三区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;四区、五区、六区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;七区、八区、九区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出;
所述粘合剂层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:80±2℃;二区:90±2℃;三区:105±2℃;四区:110±2℃;五区:100±2℃;六区:95±2℃;其中,一区、二区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;三区、四区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;五区、六区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出;
所述外层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:160±3℃;二区:175±3℃;三区:195±3℃;四区:220±3℃;五区:200±3℃;六区:175±3℃;其中,一区、二区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;三区、四区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;五区、六区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出;
步骤二、采用真空箱对内芯层进行定壁厚及定径,真空压力为-0.06MPa;
步骤三、使用冷却水箱对内芯层进行冷却,冷却水的温度为23℃;冷却水箱长度为8米;
步骤四、采用牵引机牵引内芯层,以保证内芯层的持续挤出;牵引力频率为45Hz,牵引速度为5米/分钟;
步骤五、使用缠绕机将聚酯纤维丝缠绕在内芯层的外部形成缠绕层,缠绕行程为内芯层外径的2.2倍,缠绕张力为6kgf;
步骤六、通过包覆机将外保护层包覆在缠绕层的外表面;
所述步骤六中的外保护层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:180±3℃;二区:190±3℃;三区:205±3℃;四区:235±3℃;五区:220±3℃;六区:185±3℃;其中,一区、二区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;三区、四区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;五区、六区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出。
实施例3
如图1所示,一种油气田环保防渗透柔性高压输送管,其由内到外依次包括内芯层、缠绕层1和外保护层2,内芯层为直接与运输介质接触的管路,缠绕层增加了内芯层的整体强度和抗压能力,使其具有更好的柔韧性,外保护层可保护缠绕层1和内芯层,防止磕碰损坏;所述内芯层由内到外依次包括防渗层3、粘合剂层4和外层5,所述防渗层3为PVDF材质,PVDF即为聚偏氟乙烯,材质密度高,防渗透性好,所述粘合剂层4为EVA复合胶,EVA复合胶不含溶剂,不污染环境且安全性较高,非常适合于自动化的流水线生产,所述外层5为聚乙烯树脂,聚乙烯树脂是一种热塑性树脂,无臭,无毒,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。
所述缠绕层1为聚酯纤维丝,聚酯纤维丝属于高分子化合物,具有较高的强度与弹性恢复能力,具有抗皱性和保形性好的优点,所述缠绕层1的缠绕行程为内芯层的外径的2.2倍(即:当内芯层的外径为60.6mm时,缠绕层1的缠绕行程为133.32mm),所述缠绕层1的缠绕张力为6kgf。
所述防渗层3由以下重量份的原料制成:PVDF96.2份、增塑剂令苯二甲酸二辛酯1.05份、热稳定剂硬脂酸钡2.75份,增塑剂的使用可以改善高分子材料的性能,降低生产成本,提高生产效益,热稳定剂可延缓防渗层3的热老化;所述外层5由以下重量份的原料制成:聚乙烯97.65份、耐老化剂二苯基对苯二胺1.25份、增塑剂令苯二甲酸二辛酯1.1份,耐老化剂可延长粘合剂层4的使用寿命,降低其老化速度,增塑剂的使用可以改善高分子材料的性能,降低生产成本,提高生产效益;所述外保护层2由以下重量份的原料制成:聚乙烯95.05份、耐老化剂二苯基对苯二胺2.75份、增塑剂令苯二甲酸二辛酯1.1份,抗氧化剂KY-405 1.1份,聚乙烯无臭、无毒,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;耐老化剂可降低外保护层2的老化速度,延长使用寿命;增塑剂可以改善聚乙烯的性能,降低生产成本,提高生产效益;抗氧化剂可延缓聚乙烯氧化过程的进行,延长其使用寿命。
一种油气田环保防渗透柔性高压输送管的工艺方法,包括以下步骤:
步骤一、三台挤出机共用一套模具,三台挤出机分别挤出防渗层、粘合剂层和外层,通过模具内不同的流道在模具口处形成一个整体结构的内芯层;
所述内芯层由内到外依次包括防渗层、粘合剂层和外层;
所述防渗层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括9个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:170±3℃;二区:230±3℃;三区:270±3℃;四区:290±3℃;五区:300±3℃;六区:290±3℃;七区:290±3℃;八区:280±3℃;九区:260±3℃;其中,一区、二区、三区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;四区、五区、六区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;七区、八区、九区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出;
所述粘合剂层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:80±2℃;二区:90±2℃;三区:105±2℃;四区:110±2℃;五区:100±2℃;六区:95±2℃;其中,一区、二区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;三区、四区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;五区、六区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出;
所述外层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:160±3℃;二区:175±3℃;三区:195±3℃;四区:220±3℃;五区:200±3℃;六区:175±3℃;其中,一区、二区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;三区、四区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;五区、六区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出;
步骤二、采用真空箱对内芯层进行定壁厚及定径,真空压力为-0.05MPa;
步骤三、使用冷却水箱对内芯层进行冷却,冷却水的温度为20℃;冷却水箱长度为8米;
步骤四、采用牵引机牵引内芯层,以保证内芯层的持续挤出;牵引力频率为45Hz,牵引速度为5米/分钟;
步骤五、使用缠绕机将聚酯纤维丝缠绕在内芯层的外部形成缠绕层,缠绕行程为内芯层外径的2.2倍,缠绕张力为6kgf;
步骤六、通过包覆机将外保护层包覆在缠绕层的外表面;
所述步骤六中的外保护层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:180±3℃;二区:190±3℃;三区:205±3℃;四区:235±3℃;五区:220±3℃;六区:185±3℃;其中,一区、二区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;三区、四区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;五区、六区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出。
实施例4
如图1所示,一种油气田环保防渗透柔性高压输送管,其由内到外依次包括内芯层、缠绕层1和外保护层2,内芯层为直接与运输介质接触的管路,缠绕层增加了内芯层的整体强度和抗压能力,使其具有更好的柔韧性,外保护层可保护缠绕层1和内芯层,防止磕碰损坏;所述内芯层由内到外依次包括防渗层3、粘合剂层4和外层5,所述防渗层3为PVDF材质,PVDF即为聚偏氟乙烯,材质密度高,防渗透性好,所述粘合剂层4为EVA复合胶,EVA复合胶不含溶剂,不污染环境且安全性较高,非常适合于自动化的流水线生产,所述外层5为聚乙烯树脂,聚乙烯树脂是一种热塑性树脂,无臭,无毒,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。
所述缠绕层1为聚酯纤维丝,聚酯纤维丝属于高分子化合物,具有较高的强度与弹性恢复能力,具有抗皱性和保形性好的优点,所述缠绕层1的缠绕行程为内芯层的外径的2.2倍(即:当内芯层的外径为60.6mm时,缠绕层1的缠绕行程为133.32mm),所述缠绕层1的缠绕张力为6kgf。
所述防渗层3由以下重量份的原料制成:PVDF95.9份、增塑剂令苯二甲酸二辛酯1.1份、热稳定剂硬脂酸钡3份,增塑剂的使用可以改善高分子材料的性能,降低生产成本,提高生产效益,热稳定剂可延缓防渗层3的热老化;所述外层5由以下重量份的原料制成:聚乙烯97.3份、耐老化剂二苯基对苯二胺1.5份、增塑剂令苯二甲酸二辛酯1.2份,耐老化剂可延长粘合剂层4的使用寿命,降低其老化速度,增塑剂的使用可以改善高分子材料的性能,降低生产成本,提高生产效益;所述外保护层2由以下重量份的原料制成:聚乙烯94.8份、耐老化剂二苯基对苯二胺3份、增塑剂令苯二甲酸二辛酯1份,抗氧化剂KY-405 1.2份,聚乙烯无臭、无毒,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;耐老化剂可降低外保护层2的老化速度,延长使用寿命;增塑剂可以改善聚乙烯的性能,降低生产成本,提高生产效益;抗氧化剂可延缓聚乙烯氧化过程的进行,延长其使用寿命。
一种油气田环保防渗透柔性高压输送管的工艺方法,包括以下步骤:
步骤一、三台挤出机共用一套模具,三台挤出机分别挤出防渗层、粘合剂层和外层,通过模具内不同的流道在模具口处形成一个整体结构的内芯层;
所述内芯层由内到外依次包括防渗层、粘合剂层和外层;
所述防渗层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括9个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:170±3℃;二区:230±3℃;三区:270±3℃;四区:290±3℃;五区:300±3℃;六区:290±3℃;七区:290±3℃;八区:280±3℃;九区:260±3℃;其中,一区、二区、三区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;四区、五区、六区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;七区、八区、九区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出;
所述粘合剂层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:80±2℃;二区:90±2℃;三区:105±2℃;四区:110±2℃;五区:100±2℃;六区:95±2℃;其中,一区、二区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;三区、四区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;五区、六区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出;
所述外层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:160±3℃;二区:175±3℃;三区:195±3℃;四区:220±3℃;五区:200±3℃;六区:175±3℃;其中,一区、二区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;三区、四区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;五区、六区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出;
步骤二、采用真空箱对内芯层进行定壁厚及定径,真空压力为-0.05MPa;
步骤三、使用冷却水箱对内芯层进行冷却,冷却水的温度为20℃;冷却水箱长度为8米;
步骤四、采用牵引机牵引内芯层,以保证内芯层的持续挤出;牵引力频率为45Hz,牵引速度为5米/分钟;
步骤五、使用缠绕机将聚酯纤维丝缠绕在内芯层的外部形成缠绕层,缠绕行程为内芯层外径的2.2倍,缠绕张力为6kgf;
步骤六、通过包覆机将外保护层包覆在缠绕层的外表面;
所述步骤六中的外保护层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:180±3℃;二区:190±3℃;三区:205±3℃;四区:235±3℃;五区:220±3℃;六区:185±3℃;其中,一区、二区为喂料段,主要作用是将原料颗粒压入挤出机的螺杆内;三区、四区为熔融段,主要作用是将原料颗粒融化;五区、六区为混炼段,主要是使配料混合均匀,便于挤出。
实施例4为本发明的最优方案。
需要说明的是:在上述生产步骤中,步骤一中的内芯层的厚度比步骤三中冷却后的内芯层的厚度厚2%,其为预留的真空定壁厚和冷却导致内芯层壁厚降低的厚度。
本发明的具体规格数据如下表所示:
防渗层厚度(mm) 粘合剂层厚度(mm) 外层厚度(mm) 内径(mm) 缠绕层厚度(mm) 外保护层厚度(mm)
规格DN50 1 0.3 4 50 1 2.5
规格DN65 1.2 0.3 5 65 1 2.5
规格DN80 1.2 0.3 6 80 1.2 2.5
规格DN100 1.5 0.3 6.2 100 1.4 3
规格DN150 2 0.3 7.7 150 1.4 3
经试验后得出数据:本发明的内芯层的渗透率仅为6.3,而市场上大部分的油田用的复合管的渗透率为1300,本发明的渗透率远远低于市场产品,具有良好的防渗透功能。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种油气田环保防渗透柔性高压输送管,其特征在于:其由内到外依次包括内芯层、缠绕层(1)和外保护层(2),所述内芯层由内到外依次包括防渗层(3)、粘合剂层(4)和外层(5),所述防渗层(3)为PVDF材质,所述粘合剂层(4)为EVA复合胶,所述外层(5)为聚乙烯树脂。
2.根据权利要求1所述的一种油气田环保防渗透柔性高压输送管,其特征在于:所述缠绕层(1)为聚酯纤维丝,所述缠绕层(1)的缠绕行程为内芯层的外径的2.2倍,所述缠绕层(1)的缠绕张力为6kgf。
3.根据权利要求1所述的一种油气田环保防渗透柔性高压输送管,其特征在于,所述防渗层(3)由以下重量份的原料制成:PVDF95.9~96.5份、增塑剂1~1.1份、热稳定剂2.5~3份;所述外层(5)由以下重量份的原料制成:聚乙烯97.3~98份、耐老化剂1~1.5份、增塑剂1~1.2份;所述外保护层(2)由以下重量份的原料制成:聚乙烯94.6~95.5份、耐老化剂2.5~3份、增塑剂1~1.2份,抗氧化剂1~1.2份。
4.根据权利要求3所述的一种油气田环保防渗透柔性高压输送管,其特征在于,所述防渗层(3)由以下重量份的原料制成:PVDF95.9份、增塑剂1.1份、热稳定剂3份;所述外层(5)由以下重量份的原料制成:聚乙烯97.3份、耐老化剂1.5份、增塑剂1.2份;所述外保护层(2)由以下重量份的原料制成:聚乙烯94.6份、耐老化剂3份、增塑剂1.2份,抗氧化剂1.2份。
5.根据权利要求3所述的一种油气田环保防渗透柔性高压输送管,其特征在于,所述防渗层(3)由以下重量份的原料制成:PVDF96.5份、增塑剂1份、热稳定剂2.5份;所述外层(5)由以下重量份的原料制成:聚乙烯98份、耐老化剂1份、增塑剂1份;所述外保护层(2)由以下重量份的原料制成:聚乙烯95.5份、耐老化剂2.5份、增塑剂1份,抗氧化剂1份。
6.根据权利要求3所述的一种油气田环保防渗透柔性高压输送管,其特征在于,所述防渗层(3)由以下重量份的原料制成:PVDF96.2份、增塑剂1.05份、热稳定剂2.75份;所述外层(5)由以下重量份的原料制成:聚乙烯97.65份、耐老化剂1.25份、增塑剂1.1份;所述外保护层(2)由以下重量份的原料制成:聚乙烯95.05份、耐老化剂2.75份、增塑剂1.1份,抗氧化剂1.1份。
7.一种油气田环保防渗透柔性高压输送管的工艺方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、三台挤出机共用一套模具,三台挤出机分别挤出防渗层、粘合剂层和外层,通过模具内不同的流道在模具口处形成一个整体结构的内芯层;
步骤二、采用真空箱对内芯层进行定壁厚及定径,真空压力为-0.04~-0.06MPa;
步骤三、使用冷却水箱对内芯层进行冷却,冷却水的温度为17~23℃;
步骤四、采用牵引机牵引内芯层,以保证内芯层的持续挤出;
步骤五、使用缠绕机将聚酯纤维丝缠绕在内芯层的外部形成缠绕层,缠绕行程为内芯层外径的2.2倍,缠绕张力为6kgf;
步骤六、通过包覆机将外保护层包覆在缠绕层的外表面。
8.根据权利要求7所述的一种油气田环保防渗透柔性高压输送管的工艺方法,其特征在于,所述步骤一中的内芯层由内到外依次包括防渗层、粘合剂层和外层;
所述防渗层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括9个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:170±3℃;二区:230±3℃;三区:270±3℃;四区:290±3℃;五区:300±3℃;六区:290±3℃;七区:290±3℃;八区:280±3℃;九区:260±3℃;
所述粘合剂层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:80±2℃;二区:90±2℃;三区:105±2℃;四区:110±2℃;五区:100±2℃;六区:95±2℃;
所述外层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:160±3℃;二区:175±3℃;三区:195±3℃;四区:220±3℃;五区:200±3℃;六区:175±3℃。
9.根据权利要求7所述的一种油气田环保防渗透柔性高压输送管的工艺方法,其特征在于,所述步骤四中的牵引机的牵引力频率为45Hz,牵引速度为5米/分钟。
10.根据权利要求7所述的一种油气田环保防渗透柔性高压输送管的工艺方法,其特征在于,所述步骤六中的外保护层为通过高温熔融挤出而成,挤出温度包括6个温度控制区,每个温度控制区的温度分别控制在:一区:180±3℃;二区:190±3℃;三区:205±3℃;四区:235±3℃;五区:220±3℃;六区:185±3℃。
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