CN110985774A - 一种可盘卷管道 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一可盘卷管道,所述可盘卷管道由内至外依次包括阻隔层、增强层及防护层,所述阻隔层采用高密度聚乙烯、乙烯‑乙烯醇共聚物及增容剂混合制成;所述增强层采用纤维增强热塑性树脂带,并以螺旋缠绕的方式缠绕在所述阻隔层外形成;所述防护层采用高密度聚乙烯树脂制成,在所述阻隔层的内壁安装有用于检测管道内部压力的压力传感器,在所述防护层外设有用于检测管道气体泄漏的气体传感器。本发明能够有效阻隔油气集输介质中腐蚀气体的渗透,并实时检测管道运行压力及气体泄漏,以便操作人员确定失效部位及泄漏部位以进行维修。

Description

一种可盘卷管道
技术领域
本发明属于管道技术领域,特别是涉及一种柔性的可盘卷管道。
背景技术
随着原油的深度开采和不断劣质化,油气集输管道输送的介质一般为油、气、水、固共存的多相介质。高含量H2S/CO2采出水,含H2S/CO2的酸性天然气腐蚀性强,造成地面集输系统严重腐蚀,集输管的内腐蚀问题逐渐凸显,油气集输管道的内腐蚀泄漏已经成为制约原油输送管道企业安全输送的难题,据统计,我国集输管道事故发生频率达到3次/(1000km·年),远高于欧美国家的0.25~0.5次/(1000km·年)。管道的腐蚀泄漏往往会造成管线停止输油,为企业和国家造成巨额经济损失。
同时,在一些油气田开采中,油气集输管道输送的介质中H2S含量较高,且因H2S的存在造成管线腐蚀加剧。因H2S的高危性,集输管道腐蚀泄漏后容易造成巨大安全隐患,因此需要能够检测H2S气体泄漏的集输管道以保障油气田安全生产。
另外,目前用于石油、天然气耐高压输送的管道多为钢管或玻璃钢管,而这两种管材都有很大缺点。钢管耐腐蚀极差且笨重,铺设极为不便;而玻璃钢管的耐冲击性极差,不能以长盘管供应用户。因此,需要一种耐腐蚀且能检测泄漏的可盘卷式油气集输管道。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种能够解决现有技术中集输管抗腐蚀性差及输送介质泄漏问题的可盘卷管道。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种可盘卷管道,所述可盘卷管道由内至外依次包括阻隔层、增强层及防护层,所述阻隔层采用高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物及增容剂混合制成;所述增强层采用纤维增强热塑性树脂带,并以螺旋缠绕的方式缠绕在所述阻隔层外形成;所述防护层采用高密度聚乙烯树脂制成。
由于管道的阻隔层采用高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、增容剂混合制成,具有较好的耐腐蚀性能,同时阻隔层表面致密、阻隔性能好,能够有效阻隔油气集输介质中H2S/CO2等气体的渗透。
进一步,所述阻隔层的内壁安装有用于检测管道内部压力的压力传感器。
进一步,所述阻隔层、增强层及防护层粘结为一体。
进一步,所述高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物及增容剂的混合比例范围介于(90:10:5)~(75:15:10)。
进一步,所述纤维增强热塑性树脂带中的纤维可为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种。
进一步,所述纤维增强热塑性树脂带中的热塑性树脂为高密度聚乙烯树脂,其熔体质量流动速率大于等于20g/10min(190 ℃,5Kg)。
进一步,所述防护层含有抗紫外线添加剂,所述抗紫外线添加剂的添加量为所述防护层重量的0.1%~1%。
进一步,所述防护层外设置有用于检测管道气体泄漏的气体传感器。
进一步,所述防护层内嵌设有一光纤,所述光纤连接有第一激光发射器和第二激光发射器,所述第一激光发射器和第二激光发射器分别连接有第一信号转换器和第二信号转换器,所述第一信号转换器连接所述压力传感器,所述第二信号转换器连接所述气体传感器。
如上所述,本发明的一种可盘卷管道,具有以下有益效果:
由于管道的阻隔层采用高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、增容剂混合制成,具有较好的耐腐蚀性能,同时阻隔层表面致密、阻隔性能好,能够有效阻隔油气集输介质中H2S/CO2等气体的渗透。
由于在阻隔层的内壁嵌有压力传感器,可实时检测管道内的压力变化,以便及时发现管道失效或泄漏,确定失效部位进行维修;进一步,管道可连接气体传感器,针对输送有害气体的管线,可检测出管线泄漏,警示管线附近人员以减少不必要的伤害,以便确定渗漏位置进行抢修。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种可盘卷管道的结构示意图。
零件标号说明
1-阻隔层;2-增强层;3-防护层;4-光纤。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
图1为本发明实施例提供的一种可盘卷管道的结构示意图,请结合图1所示,本发明提供一种可盘卷管道,所述可盘卷管道由内至外依次包括阻隔层1、增强层2及防护层3,所述阻隔层1采用高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物及增容剂混合制成;所述增强层2采用纤维增强热塑性树脂带,并以螺旋缠绕的方式缠绕在所述阻隔层1外形成;所述防护层3采用高密度聚乙烯树脂制成。
其中,所述阻隔层1、增强层2及防护层3粘结为一体。具体的,加热增强层2使其含有的热塑性树脂达到熔融状态,并缠绕至阻隔层1,增强层2缠绕至阻隔层1后,在增强层2表面包裹防护层3,在包裹防护层3前对增强层2进行加热,使其含有的热塑性树脂达到熔融状态,包裹防护层3后,对形成的管体进行水喷淋降温。使三者粘接为一体,形成实壁管。从而避免出现层间相互摩擦的问题,导致输送介质在管道内窜动。
所述阻隔层1由高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物及增容剂以设定的重量份数混合比例共混挤出而成,所述混合比例范围介于(90:10:5)~(75:15:10),以此范围形成的阻隔层1,其阻隔性(阻隔腐蚀性介质)和防渗透性能较佳,当配比超出范围后会导致乙烯-乙烯醇共聚物分散程度增加,管材对介质的渗透性能上升,从而降低阻透性能。所述阻隔层1的厚度介于4mm~10mm。具体的,在一个实施例中,选取高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物及增容剂的重量份数混合比例为90:10:5;在另一实施例中,选取高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物及增容剂的重量份数混合比例为80:12:8;在又一实施例中,选取高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物及增容剂的重量份数混合比例为75:15:10;上述实施例中的高密度聚乙烯可选用沙比克的P6006N,乙烯-乙烯醇共聚物选用日本可乐丽的F101B,增溶剂选用三井化学的NF528。按照以上比例混合后挤出而成的阻隔层1,具有较好的耐腐蚀性能,同时其表面致密、阻隔性能好,能够有效阻隔油气田集输介质中H2S/CO2等气体的渗透。
在所述阻隔层1的内壁安装有用于检测管道内部压力的压力传感器,压力传感器采用粘接的方式粘接在阻隔层1的内壁,本实施例中,所述压力传感器选用小型的压力传感器,并设置于所述阻隔层1的内壁一端,所述压力传感器与第一信号转换器连接,第一信号转换器与第一激光发射器连接,第一激光发射器产生的信号通过光纤4传递给信号接收站,用于检测管道内部的实时压力,便于操作人员及时观察和掌握管道内的介质压力。通过设置压力传感器可实时检测管线的压力变化,有利于及时发现管道失效或泄漏,以确定失效部位进行维修。
所述增强层2是采用纤维增强热塑性树脂带,并以螺旋缠绕的方式缠绕在所述阻隔层1外形成,所述纤维增强热塑性树脂带中的纤维可为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种。本实施例中,采用玻璃纤维增强热塑性树脂带。所述纤维增强热塑性树脂带中的热塑性树脂为高密度聚乙烯树脂,其熔体质量流动速率大于等于20g/10min (190 ℃,5Kg),这样,才能确保玻纤带的成型。熔体质量流动速率(Melt mass-flow rate ,简称MFR),也指熔融指数(MI,melt index),是在标准化熔融指数仪中于一定的温度和压力下,树脂熔料通过标准毛细管在一定时间内(一般10min)内流出的熔料克数,单位为g/10min。这里,所述高密度聚乙烯树脂的熔体质量流动速率20g/10min (190 ℃,5Kg),是指在标准化熔融指数仪中在190℃的温度,5kg的压力下,树脂熔料通过标准毛细管在s10min内流出的熔料克数为20g。具体实施时,所述玻璃纤维增强热塑性树脂带选用浙江遂金的SJ-CFRT-E004、中集创赢的GE60461-01等。
所述增强层2的厚度根据压力要求设计,根据增强层2的厚度设定缠绕层数,相邻层间缠绕角度分别为+55°和-55°。所述增强层2能够增加与阻隔层1的层间结合强度,预防阻隔层1与增强层2发生分层情况,且提高管道的抗压强度。
所述防护层3采用高密度聚乙烯树脂制成,具体实施时,所述高密度聚乙烯树脂可选用沙比克的P6006N。所述防护层3的厚度介于3mm~8mm。
所述防护层3含有抗紫外线添加剂,所述抗紫外线添加剂的添加量为所述防护层重量的0.1%~1%。即抗紫外线添加剂的添加量相对于防护层3内总成分重量的0.1%~1%,抗紫外线添加剂能够防止管道因长期暴露于露天环境下,而导致管道老化,对管道起到防护作用,提高管道寿命。
所述防护层3外设置有用于检测管道气体泄漏的气体传感器,所述气体传感器与第二信号转换器连接。具体的,所述防护层3的本体内嵌设有一光纤4,所述光纤4的一端连接有第一激光发射器和第二激光发射器,所述第一激光发射器和第二激光发射器分别连接有第一信号转换器和第二信号转换器,所述第一信号转换器连接所述压力传感器,所述第二信号转换器连接所述气体传感器。当所述气体传感器检测到气体介质时,将检测信号传递给第二信号转换器,所述第二信号转换器将检测信号发送至第二激光发射器,第二激光发射器产生的信号通过光纤4传递给信号接收站。本实施例中,所述气体传感器为检测硫化氢的气体传感器。并且,所述信号接收站具有报警系统,所述报警系统在接收到检测信号时发出报警。所述光纤4能够将气体传感器的检测信号和压力传感器的检测信号传输至信号接收站,当管线发生泄漏时,信号接受站的报警系统能够及时报警,从而警示管线附近人员,同时可以确定介质渗漏的位置,便于操作人员进行抢修。管线连接采用热熔焊接连接方式,先将光纤4连接,然后将管道连接。
另外,本发明的可盘卷管道,不仅耐高压和耐腐蚀,且柔韧性较好,能连续盘管供给用户(绕卷盘缠绕几百米甚至上千米),更加便于施工,且安装快捷(安装效率可达7-10Km/d),安装设备简单无需专业施工队伍及专业检测设备),寿命长达30~50年。
综上,在本发明实施例提供的可盘卷管道中,由于管道的阻隔层采用高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、增容剂混挤而成,具有较好的耐腐蚀性能,同时阻隔层表面致密、阻隔性能好,能够有效阻隔油气集输介质中H2S/CO2等气体的渗透;由于在阻隔层的内壁嵌有压力传感器,可实时检测管道内的压力变化,以便及时发现管道失效或泄漏,确定失效部位进行维修;进一步,管道可连接气体传感器,针对输送H2S等有害气体的管线,可检测出管线泄漏,警示管线附近人员以减少不必要的伤害,以便确定渗漏位置进行抢修。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种可盘卷管道,其特征在于:所述可盘卷管道由内至外依次包括阻隔层、增强层及防护层,所述阻隔层采用高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物及增容剂混合制成;所述增强层采用纤维增强热塑性树脂带,并以螺旋缠绕的方式缠绕在所述阻隔层外形成;所述防护层采用高密度聚乙烯树脂制成。
2.根据权利要求1所述的一种可盘卷管道,其特征在于:所述阻隔层的内壁安装有用于检测管道内部压力的压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种可盘卷管道,其特征在于:所述阻隔层、增强层及防护层粘结为一体。
4.根据权利要求1所述的一种可盘卷管道,其特征在于:所述高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物及增容剂的重量份数混合比例范围介于(90:10:5)~(75:15:10)。
5.根据权利要求1所述的一种可盘卷管道,其特征在于:所述纤维增强热塑性树脂带中的纤维可为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种。
6.根据权利要求1或5所述的一种可盘卷管道,其特征在于:所述纤维增强热塑性树脂带中的热塑性树脂为高密度聚乙烯树脂,其熔体质量流动速率大于等于20g/10min(190℃,5Kg)。
7.根据权利要求1所述的一种可盘卷管道,其特征在于:所述防护层含有抗紫外线添加剂,所述抗紫外线添加剂的添加量为所述防护层重量的0.1%~1%。
8.根据权利要求2所述的一种可盘卷管道,其特征在于:所述防护层外设置有用于检测管道气体泄漏的气体传感器。
9.根据权利要求8所述的一种可盘卷管道,其特征在于:所述防护层内嵌设有一光纤,所述光纤连接有第一激光发射器和第二激光发射器,所述第一激光发射器和第二激光发射器分别连接有第一信号转换器和第二信号转换器,所述第一信号转换器连接所述压力传感器,所述第二信号转换器连接所述气体传感器。
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