CN113700985A - 隔热防蜡涂层管及施工方法和刮涂模具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隔热防蜡管道及施工工艺技术领域，是一种隔热防蜡涂层管及施工方法和刮涂模具，该隔热防蜡涂层管，是在输油管内外壁至少一侧设置纳米预制复合超低热导基树脂层或耐高温螯合嫁接树脂层。本发明所述施工方法生产的隔热防蜡涂层管能有效保存油液热量，使管内油液温度高于结蜡点，保持采出液经过隔热防蜡涂层管能持续流动，隔热防蜡涂层管上的隔热涂层具有良好的隔热效果，兼具耐压防腐隔热保温作用和较低的导热系数。
Description
技术领域
本发明涉及隔热防蜡管道及施工工艺技术领域，是一种隔热防蜡涂层管及施工方法和刮涂模具。
背景技术
目前高含蜡油井生产时,含蜡井采出液在举升至地面过程中，由于温度的降低会析出蜡、垢等固体，并粘附在内壁上，从而堵塞生产管柱油液通道，导致高含蜡高压油气井不能正常生产。下游地面管线也存在同类问题。
目前国内外解决含蜡油气井生产过程中蜡堵问题主要采取机械清蜡,机械清蜡是在生产管柱内侧下放含有清蜡刮板的工具串,当生产管柱堵塞时,清蜡刮板以机械运动的方式铲除生产管柱内的蜡。或在地面管线中放入疏通机器，然而现有技术的清蜡效果并不理想。高压气井的机械清蜡存在较高的安全风险，清蜡不彻底且对管柱损伤大,不宜推广使用。
发明内容
本发明提供了一种隔热防蜡涂层管及施工方法和刮涂模具，克服了上述现有技术之不足，所述隔热防蜡涂层管能有效保存油液热量，使管内油液温度高于结蜡点，保持采出液经过隔热防蜡涂层管能持续流动。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种隔热防蜡涂层管，包括输油管，在输油管的外壁设置有隔热涂层，在输油管的内壁设置有隔热涂层或高密度聚乙烯涂层或防蜡涂层，隔热涂层为纳米预制复合超低热导基树脂层或耐高温螯合嫁接树脂层，隔热涂层的厚度为0.5毫米至15毫米。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述输油管为油管或套管。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种隔热防蜡涂层管的施工方法，包括下述方法：
输油管外壁的隔热涂层的施工方法：对输油管外壁先进行基体表面处理，采用稀释剂稀释隔热涂层所用涂料得到涂覆料，涂料在涂覆料中的体积百分比为5%至10%，然后将涂覆料涂覆在输油管外壁上，涂覆厚度达到隔热涂层所需涂覆厚度，再经过固化，隔热涂层固化在输油管外壁上；输油管内壁的隔热涂层的施工方法与输油管外壁的隔热涂层的施工方法相同；输油管内壁的高密度聚乙烯涂层或防蜡涂层施工方法采用常规管道涂层方法。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述当输油管外壁的隔热涂层材料采用纳米预制复合超低热导基树脂时，其涂覆工序：施工环境温度≥5℃，相对温度≤80%，通风干燥，第一层涂覆厚度范围为25微米至45微米，每层涂覆后，室温下的表干时间为20分钟至60分钟，实干时间≥72小时，涂覆总厚度为3毫米至15毫米；涂覆工序结束后，常温固化72小时以上或在40℃至60℃下保温1.5小时至3.0小时后，隔热涂层固化在输油管外壁上。
上述当输油管外壁的隔热涂层材料采用耐高温螯合嫁接树脂时，其涂覆工序：每一遍涂覆厚度为0.1毫米至0.3毫米，涂覆总厚度为0.5毫米至5毫米，涂覆工序结束后，150℃下保温0.5小时至1.0小时后，隔热涂层固化在输油管外壁上。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种用于技术方案之二所述施工方法中输油管外壁涂覆的刮涂模具，包括涂覆筒体，涂覆筒体包括自左而右连接的左窄径部、中加料部和右窄径部，在中加料部顶部设置有加料口，中加料部呈外窄内宽，在左窄径部和右窄径部分别固定安装能沿待涂覆输油管外壁行走的行走支撑机构，左窄径部和右窄径部分别固定安装能调整涂覆筒体与待涂覆输油管外壁之间间距的间距调整机构。
下面是对上述发明技术方案之三的进一步优化或/和改进：
上述左窄径部和右窄径部分别固定安装能调整涂覆筒体与待涂覆输油管外壁之间间距的间距调整机构。
上述间距调整机构采用顶丝，在左窄径部和右窄径部沿圆周间隔固定安装有至少两个顶丝。
上述左窄径部和右窄径部沿圆周间隔分布有至少两个行走支撑机构，每个行走支撑机构均包括伸缩支撑架和行走轮，行走轮通过伸缩支撑架分别固定在左窄径部左方和右窄径部右方。
上述中加料部的纵向剖面呈外窄内宽的梯形。
本发明所述施工方法生产的隔热防蜡涂层管能有效保存油液热量，使管内油液温度高于结蜡点，保持采出液经过隔热防蜡涂层管能持续流动，隔热防蜡涂层管上的隔热涂层具有良好的隔热效果，兼具耐压防腐隔热保温作用和较低的导热系数。
附图说明
附图1为本发明所述隔热防蜡涂层管的主视剖视结构示意图。
附图2为本发明所述刮涂模具主视剖视放大结构示意图。
附图3使用本发明所述刮涂模具的涂覆筒体连接行走轮的主视剖视结构示意图。
附图4为附图3中A-A向的剖视结构示意图。
附图5为使用本发明所述刮涂模具的涂覆筒体设置间距调整机构的主视剖视结构示意图。
附图6为附图5中A-A向的剖视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为隔热涂层，2为油管，3为涂覆筒体，4为左窄径部，5为中加料部，6为右窄径部，7为加料口，8为顶丝，9为伸缩支撑架，10为行走轮。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1所示，该隔热防蜡涂层管，包括输油管，在输油管的外壁设置有隔热涂层1，在输油管的内壁设置有隔热涂层或高密度聚乙烯涂层或防蜡涂层，隔热涂层为纳米预制复合超低热导基树脂层或耐高温螯合嫁接树脂层，隔热涂层的厚度为0.5毫米至15毫米。
所述输油管为油管2或套管。
输油管为油管时，所述隔热防蜡涂层管的内外涂层可采用表1所述排列组合方式，如表1所示，在油管内壁涂覆所述隔热涂层时，油管外壁可涂覆隔热涂层或可安装热缩管（套装式或缠绕式），由表1可以看出，该隔热防蜡涂层管内外至少有一层隔热涂层，且本发明所述隔热防蜡涂层管涂层排列方式灵活。套管也可按照油管的涂层排列方式进行组合。
所述纳米预制复合超低热导基树脂层或耐高温螯合嫁接树脂层在一定厚度范围内，涂覆在试件上，测试结果如表2所示。通过表2可知，其具有良好的耐高温高压、耐化学腐蚀、耐磨性，并达到一定的附着力级别。
实施例2：该隔热防蜡涂层管的施工方法，包括下述方法：
输油管外壁的隔热涂层的施工方法：对输油管外壁先进行基体表面处理，采用稀释剂稀释隔热涂层所用涂料得到涂覆料，涂料在涂覆料中的体积百分比为5%至10%，然后将涂覆料涂覆在输油管外壁上，涂覆厚度达到隔热涂层所需涂覆厚度，再经过固化，隔热涂层固化在输油管外壁上；输油管内壁的隔热涂层的施工方法与输油管外壁的隔热涂层的施工方法相同；输油管内壁的高密度聚乙烯涂层或防蜡涂层施工方法采用常规管道涂层方法。
基体表面处理方法：对输油管零件表面进行除锈、除氧化皮、除油污、清洗灰尘和异物，保证无灰尘、油污、粉化、锈蚀、水份等影响附着力。
所述稀释剂可采用二甲苯等。高密度聚乙烯涂层或防蜡涂层采用的材料为现有用于管道防腐或防腊的常规材料。
实施例3：作为实施例2的优化，当输油管外壁的隔热涂层材料采用纳米预制复合超低热导基树脂时，其涂覆工序：施工环境温度≥5℃，相对温度≤80%，通风干燥，第一层涂覆厚度范围为25微米至45微米，每层涂覆后，室温下的表干时间为20分钟至60分钟，实干时间≥72小时，涂覆总厚度为3毫米至15毫米；涂覆工序结束后，常温固化72小时以上或在40℃至60℃下保温1.5小时至3.0小时后，隔热涂层固化在输油管外壁上。
每层涂覆后干燥时间的控制，可获得良好的层间附着力。
根据实施例3得到的纳米预制复合超低热导基树脂层高温下不变形，具有较好的隔热、保温和阻热性，不脱落、抗温变，具有与基体粘合力强、降低基体导热率，减少基体界面热桥搭接传热效应。
纳米预制复合超低热导基树脂层的材料可采用耐热纳米复合隔热保温涂料HL950。
实施例3中，涂覆工序的施工环境温度也可高达室温；每层涂覆实干时间上限值根据涂覆膜干燥速度而定；固化工序中，常温固化时间上限值以隔热涂层完全固化在输油管外壁的时间而定。
实施例4：作为实施例2的优化，与实施例3的不同之处在于，当输油管外壁的隔热涂层材料采用耐高温螯合嫁接树脂时，其涂覆工序：每一遍涂覆厚度为0.1毫米至0.3毫米，涂覆总厚度为0.5毫米至5毫米，涂覆工序结束后，150℃下保温0.5小时至1.0小时后，隔热涂层固化在输油管外壁上。
每层涂覆厚度的控制，可增加涂层的附着力。
根据实施例4得到的耐高温螯合嫁接树脂层柔韧性好，隔热保温，可适应温变频繁、热膨胀系数大的管道表面。固化形成的耐高温螯合嫁接树脂层内部呈现大量的均匀化微孔空隙，涂层导热系数低，涂层致密柔性好，能有效防止油水渗透，防水防腐效果好，耐温高特性，涂层最高可长期耐温可以达到600℃。
耐高温螯合嫁接树脂层的材料可采用防水防腐隔热保温涂料S-111。
由纳米预制复合超低热导基树脂或耐高温螯合嫁接树脂构成的隔热涂层，具有良好的隔热效果，固化后兼具耐压防腐隔热保温作用，隔热涂层导热系数小于0.07W/m.K，可有效阻止原油采出时的热量散失，能够阻止原油中的蜡凝结到油管或套管内壁。
实施例5：如附图2至6所示，用于实施例2至4任意实施例所述施工方法中输油管外壁涂覆的刮涂模具，包括涂覆筒体3，涂覆筒体3包括自左而右连接的左窄径部4、中加料部5和右窄径部6，在中加料部5顶部设置有加料口7，中加料部5呈外窄内宽，在左窄径部4和右窄径部6分别固定安装能沿待涂覆输油管外壁行走的行走支撑机构，左窄径部4和右窄径部6分别固定安装能调整涂覆筒体3与待涂覆输油管外壁之间间距的间距调整机构。
使用前，先将刮涂模具套装到油管1接箍一端，将所述用于涂覆的涂层涂料（纳米预制复合超低热导基树脂或耐高温螯合嫁接树脂）先用稀释剂稀释到要求浓度后，将涂层涂料从加料口加入，旋转涂覆筒体3，使涂料填满涂覆筒体3内腔，人工拉动刮涂模具，刮涂模具在油管1上移动，涂层涂料均匀的刮到油管1外壁，涂覆和固化参数如实施例3或实施例4所述，待涂层固化后，通过间距调整机构调整涂覆筒体3与待涂覆输油管之间的间距，同样方法刮涂新一层，直至隔热涂层1厚度达到所需厚度。
设计间距调整机构，可根据不同阶段涂覆厚度需求，调整涂覆筒体3与待涂覆输油管之间的间距，如此就无须频繁更换不同直径大小的涂覆筒体3。
下面是对上述刮涂模具的进一步优化或/和改进：
如附图5至6所示，间距调整机构采用顶丝8，在左窄径部4和右窄径部6沿圆周间隔固定安装有至少两个顶丝8。
通过调整顶丝8，调整涂覆筒体3与待涂覆输油管之间的间距，同时防止行走支撑机构的行走轮10对涂层的刮蹭。
如附图3所示，左窄径部4和右窄径部6沿圆周间隔分布有至少两个行走支撑机构，每个行走支撑机构均包括伸缩支撑架9和行走轮10，行走轮10通过伸缩支撑架9分别固定在左窄径部4左方和右窄径部6右方。
根据涂覆筒体3与待涂覆输油管的间距调整，调整伸缩支撑架9的长度。
如附图3、5所示，中加料部5的纵向剖面呈外窄内宽的梯形。
综上所述，按照本发明所述施工方法生产的隔热防蜡涂层管能有效保存油液热量，使管内油液温度高于结蜡点，保持采出液经过隔热防蜡涂层管能持续流动，隔热防蜡涂层管上的隔热涂层具有良好的隔热效果，兼具耐压防腐隔热保温作用和较低的导热系数。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种隔热防蜡涂层管，其特征在于包括输油管，在输油管的外壁设置有隔热涂层，在输油管的内壁设置有隔热涂层或高密度聚乙烯涂层或防蜡涂层，隔热涂层为纳米预制复合超低热导基树脂层或耐高温螯合嫁接树脂层，隔热涂层的厚度为0.5毫米至15毫米。
2.根据权利要求1所述的隔热防蜡涂层管，其特征在于输油管为油管或套管。
3.一种根据权利要求1或2所述的隔热防蜡涂层管的施工方法，其特征在于包括下述方法：
输油管外壁的隔热涂层的施工方法：对输油管外壁先进行基体表面处理，采用稀释剂稀释隔热涂层所用涂料得到涂覆料，涂料在涂覆料中的体积百分比为5%至10%，然后将涂覆料涂覆在输油管外壁上，涂覆厚度达到隔热涂层所需涂覆厚度，再经过固化，隔热涂层固化在输油管外壁上；输油管内壁的隔热涂层的施工方法与输油管外壁的隔热涂层的施工方法相同；输油管内壁的高密度聚乙烯涂层或防蜡涂层施工方法采用常规管道涂层方法。
4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于当输油管外壁的隔热涂层材料采用纳米预制复合超低热导基树脂时，其涂覆工序：施工环境温度≥5℃，相对温度≤80%，通风干燥，第一层涂覆厚度范围为25微米至45微米，每层涂覆后，室温下的表干时间为20分钟至60分钟，实干时间≥72小时，涂覆总厚度为3毫米至15毫米；涂覆工序结束后，常温固化72小时以上或在40℃至60℃下保温1.5小时至3.0小时后，隔热涂层固化在输油管外壁上。
5.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于当输油管外壁的隔热涂层材料采用耐高温螯合嫁接树脂时，其涂覆工序：每一遍涂覆厚度为0.1毫米至0.3毫米，涂覆总厚度为0.5毫米至5毫米，涂覆工序结束后，150℃下保温0.5小时至1.0小时后，隔热涂层固化在输油管外壁上。
6.一种用于权利要求3或4或5所述的施工方法中输油管外壁涂覆的刮涂模具，其特征在于包括涂覆筒体，涂覆筒体包括自左而右连接的左窄径部、中加料部和右窄径部，在中加料部顶部设置有加料口，中加料部呈外窄内宽，在左窄径部和右窄径部分别固定安装能沿待涂覆输油管外壁行走的行走支撑机构，左窄径部和右窄径部分别固定安装能调整涂覆筒体与待涂覆输油管外壁之间间距的间距调整机构。
7.根据权利要求6所述的刮涂模具，其特征在于左窄径部和右窄径部分别固定安装能调整涂覆筒体与待涂覆输油管外壁之间间距的间距调整机构。
8.根据权利要求7所述的刮涂模具，其特征在于间距调整机构采用顶丝，在左窄径部和右窄径部沿圆周间隔固定安装有至少两个顶丝。
9.根据权利要求6或7或8所述的刮涂模具，其特征在于左窄径部和右窄径部沿圆周间隔分布有至少两个行走支撑机构，每个行走支撑机构均包括伸缩支撑架和行走轮，行走轮通过伸缩支撑架分别固定在左窄径部左方和右窄径部右方。
10.根据权利要求6或7或8或9所述的刮涂模具，其特征在于中加料部的纵向剖面呈外窄内宽的梯形。
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