CN111998141A - 一种油田钻井用捞油器管道及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种油田钻井用捞油器管道及其制备工艺，一种油田钻井用捞油器管道，包括内层管、绝缘层和外层管，绝缘层复合于内层管且位于内层管和外层管之间；内层管包括内钢管、液态硅胶层、加热带层，液态硅胶层复合于内钢管外壁；加热带层复合于液态硅胶层外壁；外层管包括外钢管和第二导热层，第二导热层复合于外钢管外壁。本申请具有可调控经过本管道的石油温度，稳定石油传输温度在60℃，提高捞油传输作业效率的效果。其制备工艺包括以下步骤：内层管的制备；内层管外壁缠绕绝缘层得内钢管半成品；外钢管抱合安装于内钢管半成品外壁；外钢管外部涂第一导热层；老化筛选和检验得合格产品。本发明的制备方法具有可进行批量化生产的优点。
Description
技术领域
本申请涉及捞油器管道技术领域，尤其是涉及一种油田钻井用捞油器管道及其制备工艺。
背景技术
石油是一种粘稠的深褐色液体，在较低温度下会出现凝态（不会固化）变得更粘稠，含有的蜡会凝结，这样就会出现抽取的量较小甚至无法抽取的现象。
目前，钻井捞油通常是常温下进行的，但是，实际生产中发现：石油容易凝结，不易抽取，影响捞油传输作业效率。鉴于此，相关改进方案如：在捞油器管道的外壁裹附保温棉或者在捞油器管道的外壁涂层绝热涂层。
上述中的改进方案存在以下缺陷：石油捞油作业的环境多样性、油质多变性、地层复杂性，钻井捞油过程中仍旧会产生石油抽取的量较小，影响捞油传输作业效率的问题。
发明内容
为了解决现有技术存在石油抽取的量较小，影响捞油传输作业效率的问题，本申请的第一个目的在于提供一种油田钻井用捞油器管道。
本为实现上述第一个目的，本申请提供了如下技术方案：一种油田钻井用捞油器管道，包括内层管、绝缘层和外层管，绝缘层复合于内层管且位于内层管和外层管之间；内层管包括内钢管、液态硅胶层、加热带层，液态硅胶层复合于内钢管外壁；加热带层复合于液态硅胶层外壁；外层管包括外钢管和第二导热层，第二导热层复合于外钢管外壁。
通过加热带的加热作用下，可调控经过本管道的石油温度，稳定石油传输温度在60℃，保证石油抽取的量稳定，提高捞油传输作业效率。
优选的，所述加热带层包括发热基材、高强度玻纤布、硅胶和第一导热层，发热基材缝制于高强度玻纤布；发热基材为合金多股纤维线；硅胶复合于高强度玻纤布两表面；第一导热层涂覆形成于硅胶表面。
通过采用上述技术方案，可较为安全的实现石油的加热运输，从而实现提高捞油传输作业效率。
优选的，所述内层管还包括第三导热层，第三导热层复合于内钢管内壁；第二导热层和第三导热层为石墨烯涂层；第二导热层和第三导热层的厚度均为9μm -15μm。
通过采用上述技术方案，可达到较好的导热作用，减少热散失，从而降低电能损耗。
优选的，所述绝缘层缠绕于加热带层外部；绝缘层为玻纤层或聚酰亚胺薄膜层；绝缘层的缠绕厚度50μm-150μm。
通过采用上述技术方案，起到较好的绝缘作用，保证本申请的耐电压强度，保证使用的安全性。
优选的，所述高强度玻纤布是由经纬线平织而成；经线和纬线均为S玻璃纤维1321。
通过采用上述技术方案，S玻璃纤维较好的结构强度，可保证的高强度玻纤布结果强度和耐电压强度，保证使用的安全性。
优选的，所述高强度玻纤布是由经纬线平织而成；经线包括S玻璃纤维和芳纶纤维；经线和纬线组成相同。
通过采用上述技术方案，可改善高强度玻纤布的韧性，便于整体的加工。
优选的，所述高强度玻纤布是由经纬线平织而成；经线包括S玻璃纤维、芳纶纤维和相变储能纤维；经线和纬线组成相同。
通过采用上述技术方案，可赋予本申请具有温度调节能力，降低能源消耗，更为环保。
本申请的第二个目的在于提供一种油田钻井用捞油器管道的制备工艺，为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种油田钻井用捞油器管道的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1，内层管的制备；
步骤2，内层管外壁缠绕绝缘层，绝缘层的缠绕厚度50μm～150μm，得内钢管半成品；
步骤3，外钢管抱合安装于内钢管半成品外壁；
步骤4，外钢管外部涂第一导热层，涂层厚度9μm～15μm，在180℃～220℃温度下烘烤；
步骤5，老化，产品经过上述加工后，接通电源，持续通电2小时，筛选和检验得合格产品。
通过采用上述技术方案，本制备方法具有可进行批量化生产的优点。
优选的，步骤1，内层管1的制备，具体包括以下步骤：
步骤1.1，绗缝：以合金多股纤维为加热带层的发热基材，将合金多股纤维采用绗缝工艺织到高强度玻纤布上，合金多股纤维的总直径φ0.8mm～1.5mm；
步骤1.2，双面压合，在织有合金多股纤维的高强度玻纤布的两面压合硅胶，且硅胶外形尺寸大于玻纤外形尺寸，硅胶厚度0.5mm～0.9mm，压合温度180℃～220℃；
步骤1.3，第一导热层的制备，在两面硅胶外表面涂石墨烯涂层，涂层厚度9μm～15μm，经过180℃～220℃高温烘烤，得加热带；
步骤1.4，第三导热层的制备，内钢管内壁涂覆石墨烯涂层，涂层厚度9μm～15μm，经过180℃～220℃高温烘烤；
步骤1.5，内钢管外壁涂液态硅胶形成液态硅胶层，液态硅胶层的厚度15μm～30μm；
步骤1.6，缠绕加热带，将步骤1.3制备的加热带按螺旋方式缠绕在内钢管外壁上液态硅胶层的外面，缠绕时不要留有空隙；
步骤1.7，高温硫化，放入硫化机中，在180℃～220℃温度下进行硫化。
通过采用上述技术方案，可制备得到质量较好的加热带，保证使用安全性能。
优选的，步骤3，外钢管抱合安装于内钢管半成品外壁，具体包括以下步骤：
步骤3.1，外钢管先用线切割方式，将外钢管在长度方向沿中线切割成两个半圆管，然后利用两个半圆合抱的方式将步骤2制备的内钢管半成品完全包住，且不得有缝隙；
步骤3.2，激光焊接，外钢管的合抱接缝处用激光焊接方式连接，要满焊饱焊，不得有缝隙；
步骤3.3，将外钢管的激光焊缝通过打磨作业变的光滑。
通过采用上述技术方案，保证外钢管的焊接质量，从而保证整体的结构稳定性和防酸碱盐腐蚀性能，提升整体的使用寿命。
综上所述，本申请具有以下优点：
1、本申请的产品可调控经过本管道的石油温度，稳定石油传输温度在60℃，保证石油抽取的量稳定，提高捞油传输作业效率。
2、本申请的产品安全性较好，防水性较好，且具有防酸碱盐腐蚀性能，寿命较长。
3、本申请的产品发热均匀，热转换率高，稳定60℃±5℃具有PTC（自限温）效应。
4、本申请的产品每根管的加工方式和结构相同，可多根管串联使用。
5、本申请的制备方法具有可进行批量化生产的优点。
附图说明
图1是本申请中实施例1的整体结构示意图。
图2是本申请中实施例1中的加热带层的结构示意图。
图3是本申请中实施例2中的高强度玻纤布的结构示意图。
图4是本申请中实施例2中的整体结构示意图。
图5是本申请中实施例3中的高强度玻纤布的结构示意图。
图6是本申请中实施例4中的高强度玻纤布的结构示意图。
图中，1、内层管；11、内钢管；12、液态硅胶层；13、加热带层；131、发热基材；132、高强度玻纤布；1321、S玻璃纤维；1322、芳纶纤维；1323、相变储能纤维；133、硅胶；134、第一导热层；14、第三导热层；2、绝缘层；3、外层管；31、外钢管；311、第一半圆管；312、第二半圆管；32、第二导热层。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
实施例1：
参照图1，为本申请公开的一种油田钻井用捞油器管道，包括内层管1、绝缘层2和外层管3，绝缘层2复合于内层管1且位于内层管1和外层管3之间，绝缘层2为玻纤层，玻纤层的缠绕厚度120μm，不仅可起到绝缘作用，还可以确保在后续激光焊接外层管3时保证内部材料不出现烧坏现象。
参照图1，内层管1包括内钢管11，内钢管11外壁均匀涂附20μm的液态硅胶形成有液态硅胶层12；液态硅胶层12外壁螺旋缠绕有加热带层13；内钢管11外壁涂覆石墨烯涂料形成有第三导热层14，第三导热层14为12μm厚的石墨烯涂层。
参照图2，加热带层13包括发热基材131、高强度玻纤布132、硅胶133和第一导热层134，发热基材131采用绗缝工艺缝制到高强度玻纤布132上；发热基材131为合金多股纤维线，合金多股纤维线的直径为1.2mm，保证发热的均匀性好、绝缘有保障、抗拉性强。
参照图2和图3，高强度玻纤布132在200℃下两面压合硅胶形成厚度为0.8mm的硅胶133，用耐压测试仪检测产品边缘和表面，抗绝缘耐压不低于2000V，增加了加热带层14的绝缘性，更方便后续缠绕操作。第一导热层134涂覆形成于硅胶133表面，第一导热层134为12μm厚的石墨烯涂层，内壁的石墨烯涂层需经过200℃高温烘烤，保证涂层附着力更牢固。高强度玻纤布132是由经纬线平织而成；经线和纬线均为S玻璃纤维1321，可保证加热带层13的抗拉性强度，提升本产品的使用寿命。
参照图1，外层管3包括外钢管31和第二导热层32，第二导热层32为12μm厚的石墨烯涂层，石墨烯涂层涂覆于外钢管31外壁，经过200℃高温烘烤，保证涂层附着力更牢固。外钢管31包括第一半圆管311和第二半圆管312，第一半圆管311和第二半圆管312的横截面为半圆环；第一半圆管311和第二半圆管312的合抱接缝处用激光焊接方式连接形成外钢管31。在实际使用时，合金多股纤维线作为导线与温度控制柜相连接，起到监控和调节温度的作用，温度稳定于60℃±5℃范围内，使得本申请具有PTC（自限温）效应。
一种油田钻井用捞油器管道的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1，内层管1的制备；
步骤1.1，绗缝：以合金多股纤维为加热带层13的发热基材131，将合金多股纤维采用绗缝工艺织到高强度玻纤布132上，合金多股纤维的总直径φ1.2mm；
步骤1.2，双面压合，200℃的压合温度下，在织有合金多股纤维的高强度玻纤布132的两面压合硅胶133，且硅胶133外形尺寸大于高强度玻纤布132外形尺寸，硅胶133厚度0.8mm；
步骤1.3，第一导热层134的制备，在两面硅胶133外表面涂石墨烯涂层，涂层厚度12μm，经过200℃高温烘烤，得加热带；
步骤1.4，第三导热层14的制备，内钢管11内壁涂覆石墨烯涂层，涂层厚度12μm，经过200℃高温烘烤；
步骤1.5，内钢管11外壁涂液态硅胶形成液态硅胶层12，液态硅胶层12的厚度20μm；
步骤1.6，缠绕加热带，将步骤1.3制备的加热带按螺旋方式缠绕在内钢管11外壁上液态硅胶层12的外面，缠绕时不要留有空隙；
步骤1.7，高温硫化，放入硫化机中，在214℃温度下进行硫化；
步骤2，内层管1外壁缠绕绝缘层2，绝缘层2的缠绕厚度120μm，得内钢管半成品；
步骤3，外钢管31抱合安装于内钢管半成品外壁；
步骤3.1外钢管31先用线切割方式，将外钢管31在长度方向沿中线切割成两个半圆管，然后利用两个半圆合抱的方式将步骤2制备的内钢管半成品完全包住，且不得有缝隙；
步骤3.2，激光焊接，外钢管31的合抱接缝处用激光焊接方式连接，要满焊饱焊，不得有缝隙；
步骤3.3，将外钢管31的激光焊缝通过打磨作业变的光滑；
步骤4，外钢管31外部涂第一导热层134，涂层厚度12μm，在200℃温度下烘烤；
步骤5，老化，产品经过上述加工后，接通电源，持续通电2小时，筛选和检验得合格产品。
实施例2：
实施例2与实施例1的区别在于：参考图4，绝缘层2缠绕于加热带层13外部；绝缘层2为聚酰亚胺薄膜层，聚酰亚胺薄膜层的厚度为120μm。
实施例3：
实施例3与实施例1的区别在于：参考图5，高强度玻纤布132是由经纬线平织而成；经线为S玻璃纤维1321和芳纶纤维1322，S玻璃纤维1321和芳纶纤维1322的数量比为1:1且两者相互间隔排列；经线和纬线组成相同。
实施例4：
实施例4与实施例1的区别在于：参考图6，高强度玻纤布是由经纬线平织而成；经线是由多个平织单元组成，平织单元是由S玻璃纤维1321、芳纶纤维1322和相变储能纤维1323组成，S玻璃纤维1321、芳纶纤维1322和相变储能纤维1323的数量比为1:1:1；经线和纬线组成相同；相变储能纤维1323为超细PET/SS复合相变储能纤维。
性能检测试验
将实施例1-4中的加热带作为测试试样1-4，用Vitrek V7X系列经济型AC/DC/IR/GB耐压测试仪检测产品边缘和表面，得抗绝缘耐压数值。
检测方法/试验方法
测试试样1在2000V电压耐电压测试下，测试1分钟，没有击穿现象。
测试试样2在2000V电压耐电压测试下，测试1分钟，没有击穿现象。
测试试样3在2000V电压耐电压测试下，测试1分钟，没有击穿现象。
测试试样4在2000V电压耐电压测试下，测试1分钟，没有击穿现象。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种油田钻井用捞油器管道，其特征在于：包括内层管（1）、绝缘层（2）和外层管（3），绝缘层（2）复合于内层管（1）且位于内层管（1）和外层管（3）之间；内层管（1）包括内钢管（11）、液态硅胶层（12）、加热带层（13），液态硅胶层（12）复合于内钢管（11）外壁；加热带层（13）复合于液态硅胶层（12）外壁；外层管（3）包括外钢管（31）和第二导热层（32），第二导热层（32）复合于外钢管（31）外壁。
2.根据权利要求1所述的一种油田钻井用捞油器管道及其制备工艺，其特征在于：所述加热带层（13）包括发热基材（131）、高强度玻纤布（132）、硅胶（133）和第一导热层（134），发热基材（131）缝制于高强度玻纤布（132）；发热基材（131）为合金多股纤维线；硅胶（133）复合于高强度玻纤布（132）两表面；第一导热层（134）涂覆形成于硅胶（133）表面。
3.根据权利要求2所述的一种油田钻井用捞油器管道及其制备工艺，其特征在于：所述内层管（1）还包括第三导热层（14），第三导热层（14）复合于内钢管（11）内壁；第二导热层（32）和第三导热层（14）为石墨烯涂层；第二导热层（32）和第三导热层（14）的厚度均为9μm-15μm。
4.根据权利要求1所述的一种油田钻井用捞油器管道及其制备工艺，其特征在于：所述绝缘层（2）缠绕于加热带层（13）外部；绝缘层（2）为玻纤层或聚酰亚胺薄膜层；绝缘层（2）的缠绕厚度50μm-150μm。
5.根据权利要求1所述的一种油田钻井用捞油器管道及其制备工艺，其特征在于：所述高强度玻纤布（132）是由经纬线平织而成；经线和纬线均为S玻璃纤维（1321）。
6.根据权利要求1所述的一种油田钻井用捞油器管道及其制备工艺，其特征在于：所述高强度玻纤布（132）是由经纬线平织而成；经线包括S玻璃纤维（1321）和芳纶纤维（1322）；经线和纬线组成相同。
7.根据权利要求1所述的一种油田钻井用捞油器管道及其制备工艺，其特征在于：所述高强度玻纤布是由经纬线平织而成；经线包括S玻璃纤维（1321）、芳纶纤维（1322）和相变储能纤维（1323）；经线和纬线组成相同。
8.权利要求1-7任一所述的一种油田钻井用捞油器管道的其制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，内层管（1）的制备；
步骤2，内层管（1）外壁缠绕绝缘层（2），绝缘层（2）的缠绕厚度50μm～150μm，得内钢管半成品；
步骤3，外钢管（31）抱合安装于内钢管半成品外壁；
步骤4，外钢管（31）外部涂第一导热层（134），涂层厚度9μm～15μm，在180℃～220℃温度下烘烤；
步骤5，老化，产品经过上述加工后，接通电源，持续通电2小时，筛选和检验得合格产品。
9.根据权利要求8所述的一种油田钻井用捞油器管道的其制备工艺，其特征在于：步骤1，内层管（1）的制备，具体包括以下步骤：
步骤1.1，绗缝：以合金多股纤维为加热带层（13）的发热基材（131），将合金多股纤维采用绗缝工艺织到高强度玻纤布（132）上，合金多股纤维的总直径φ0.8mm～1.5mm；
步骤1.2，双面压合，在织有合金多股纤维的高强度玻纤布（132）的两面压合硅胶（133），且硅胶（133）外形尺寸大于高强度玻纤布（132）外形尺寸，硅胶（133）厚度0.5mm～0.9mm，压合温度180℃～220℃；
步骤1.3，第一导热层（134）的制备，在两面硅胶（133）外表面涂石墨烯涂层，涂层厚度9μm～15μm，经过180℃～220℃高温烘烤，得加热带；
步骤1.4，第三导热层（14）的制备，内钢管（11）内壁涂覆石墨烯涂层，涂层厚度9μm～15μm，经过180℃～220℃高温烘烤；
步骤1.5，内钢管（11）外壁涂液态硅胶形成液态硅胶层（12），液态硅胶层（12）的厚度15μm～30μm；
步骤1.6，缠绕加热带，将步骤1.3制备的加热带按螺旋方式缠绕在内钢管（11）外壁上液态硅胶层（12）的外面，缠绕时不要留有空隙；
步骤1.7，高温硫化，放入硫化机中，在180℃～220℃温度下进行硫化。
10.根据权利要求8所述的一种油田钻井用捞油器管道的其制备工艺，其特征在于：步骤3，外钢管（31）抱合安装于内钢管半成品外壁，，具体包括以下步骤：
步骤3.1外钢管（31）先用线切割方式，将外钢管（31）在长度方向沿中线切割成两个半圆管，然后利用两个半圆合抱的方式将步骤2制备的内钢管半成品完全包住，且不得有缝隙；
步骤3.2，激光焊接，外钢管（31）的合抱接缝处用激光焊接方式连接，要满焊饱焊，不得有缝隙；
步骤3.3，将外钢管（31）的激光焊缝通过打磨作业变的光滑。
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