CN115596925A - 一种柔性复合管在线修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性复合管在线修复方法，属于管道在线修复技术领域。该方法包括以下步骤：(1)增大待修复管道的压力；(2)降低管道待修复位置的压力；(3)用预浸带包覆在待修复管道外表面。本发明的方法调整压力后采用预浸带对缺陷处进行粘接，保证耐压性能，无需断管排液即可实现腐蚀管道修复，其修复速度快，成本低。

Description

一种柔性复合管在线修复方法

技术领域

本发明属于管道在线修复技术领域，具体涉及一种柔性复合管在线修复方法。

背景技术

非金属柔性管在油气田的应用越来越广泛，柔性复合管具有耐腐蚀、输送阻力小、结构可设计性强等优点，并且单根长度可达数百米，减少了接头对管材的影响。常见的柔性复合管多采用三层结构，内层通常是耐腐蚀、耐磨损的热塑性塑料管，起到密封流体和阻隔化学介质侵蚀的作用；中间层是起增强作用的增强层，由连续纤维增强树脂复合材料构成，外层是起保护作用的外包覆层，起到防止外部磨损及抗紫外线老化等作用，通常为聚乙烯。

在石油、天然气开采的过程中，采出的原油、天然气常常温度出井温度较高，且含有大量的腐蚀性物质，如硫化氢气体、微生物等，对输送管道和设备等造成严重的腐蚀，影响使用寿命。油管在油气田内长时间使用后,其内壁结垢、锈蚀而形成锈垢层。此外,注水井内油管和地面注水管线经过长时间使用后管内外壁也会产生锈层。油管在发生锈蚀之后容易造成锈层脱落，堵塞管道；继续锈蚀还会造成穿孔，造成油气泄露，造成安全事故。目前对失效管材的做法主要有两种，一种是更换整条管线，但是较高，耗费大量人力物力；另一种方法为在泄漏位置用非金属材料包裹后再用金属卡套固定，但是容易发生再次泄露。

文献(解海林等，穿插衬装高密度聚乙烯管在线修复旧管道技术[J],腐蚀与防护,2002，23(4)：174-180)公开了一种新的管道修复技术-穿插衬装高密度聚乙烯管。衬管选用综合性能优良的高密度聚乙烯(HDPE)管，修复后管道的耐腐蚀性、耐磨性、抗损耗性均得到较大提高。该技术适用于城市供水、燃气管道和油田污水管道、油水混输管道等的腐蚀防护和修复。

专利CN101469801报道了一种波纹管的在线修复方法：1.快速堵漏；2.修复面预处理；3.修复面活化处理；4.敷设补强层；5.贴防护膜；6.固化：在室温下固化24小时。修补中所用的柔性复合胶粘剂，按重量百分比的组成为：硫化膏4.7-4.9，烷基酚醛树脂3.3-3.5，2-硫醇基苯骈噻唑0.45-0.75，(3-y-三乙氧基硅基丙基)四硫化物0.10-0.80，体聚硫橡胶其余。本方法能在常温下带温带压不停车对管网中的波纹管进行在线修复补强，不动明火，具有安全可靠、环保节能的优点；对设备本身的影响极低，检修费用远低于套接一个新波纹管的费用，扩展了多次修复的空间，大大增加了设备的使用年限。

中国专利申请202010364614.3公开了一种柔性复合管缺陷修复方法及结构，热塑性塑料管位于柔性复合管的缺陷段移除区域，热塑性塑料管两端与柔性复合管中移除缺陷段部位的两端内衬层连接，热塑性塑料管外缠绕有纤维增强带，纤维增强带缠绕厚度大于柔性复合管增强层和外保护层厚度之和。修复方法是：将柔性复合管中的缺陷段进行移除，移除缺陷段两端增强层和外保护层，将内衬层裸露在外；将热塑性塑料管两端连接在柔性复合管中移除缺陷段部位的两端；使用纤维增强带在热塑性塑料管外及内衬层外进行缠绕，纤维增强带缠绕厚度大于柔性复合管增强层和外保护层厚度之和，降低了管材修复成本，保证修复处在再次承压时的可靠性。

但是，在油管锈蚀时，目前的修复技术均需要断管排液，停工停产后才能实施修复，影响了油气田产量，增加了修复成本。

有鉴于此，本发明针对上述问题提供了一种柔性复合管在线修复方法，采用预浸带对缺陷处进行粘接，保证耐压性能，无需断管排液即可实现腐蚀管道修复，其修复速度快，成本低。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性复合管在线修复方法，调整压力后采用预浸带对缺陷处进行粘接，保证耐压性能，无需断管排液即可实现腐蚀管道修复，其修复速度快，成本低。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

本发明提供一种柔性复合管在线修复方法，包括以下步骤：

(1)增大待修复管道的压力；

(2)降低管道待修复位置的压力；

(3)用预浸带包覆在待修复管道外表面。

优选的，步骤(1)中，增大待修复管道的压力通过提高待修复管道中气体或液体的通入量来实现；进一步优选的，通入的气体或者液体沿待修复管道的切线进入待修复管道。

优选的，增大压力的时间不超过1min。

优选的，步骤(2)中，降低管道待修复位置的压力通过断开通入的气体或者降低液体流量来实现。

优选的，步骤(3)中，预浸带与待修复管道通过粘接剂粘接。

所述粘接剂可以是本领域常规粘接剂，优选为环氧树脂系胶结剂。

优选的，步骤(3)中，所述预浸带包括增强芯层和面层。

进一步优选的，所述增强芯层包括从内到外依次设置径向增强层和轴向增强层。

更进一步优选的，每层径向增强层由玻璃纤维形成的玻璃纤维预浸材料斜向缠绕而成。再进一步优选的，所述玻璃纤维预浸材料为连续玻纤预浸带，其厚度为0.2-0.5mm，玻纤含量在50-70％，余量为塑料。

更进一步优选的，每层轴向增强层由玻璃纤维形成的预浸膜铺叠而成。再进一步优选的，所述预浸膜为连续玻璃纤维预浸膜，其厚度为0.2-0.5mm，玻纤含量在50-70％；余量为塑料。

更进一步优选的，所述径向增强层设置有至少两层，所述轴向增强层设置有至少两层，所述径向增强层与轴向增强层交替设置，并通过加热熔接形成增强芯层。

进一步优选的，所述面层为柔性合金层，更进一步优选的，所述柔性合金层为铝合金层。

优选的，所述面层与增强芯层之间通过胶粘剂粘接固定。

所述胶黏剂选自环氧-尼龙胶黏剂、环氧-聚硫胶黏剂、改性酚醛胶黏剂、酚醛-有机硅胶黏剂、酚醛-缩醛胶黏剂、聚氨酯交联剂、聚酯型胶黏剂中的任一种。

优选的，所述步骤(3)之前还包括步骤：在待管道待修复位置涂覆吸水膨胀树脂凝胶材料。

进一步优选的，所述吸水膨胀树脂凝胶材料包括分散树脂和吸水膨胀树脂颗粒，其中，吸水膨胀树脂颗粒分散在分散树脂内部。

更进一步优选的，分散树脂和吸水膨胀树脂颗粒的质量比为10:0.2-1。

更进一步优选的，所述分散树脂为分子量大于100000的聚丙烯醇或者聚乙二醇；所述吸水溶胀树脂颗粒为亲水性单体和阳离子单体、丙烯酰胺共聚形成的吸水膨胀树脂材料。

本发明的有益效果为：

(1)本发明提供了一种柔性复合管在线修复方法，先调整管路压力，然后采用吸水膨胀树脂凝胶材料采涂覆在待修复的坑洞处，使吸水膨胀凝胶树脂在吸水后快速膨胀堵塞管道的破损处，实现在线修复，避免油气继续外泄，同时也可以起到管道腐蚀穿孔处的填补修复；

(2)预浸带包括增强芯层和合金面层，增强了预浸带的强度，使其能适用于输气输油的高压，保证耐压性能，使管道可以无需断管排液，即可实现修复，提高修复速度，降低修复成本；

(3)应用于柔性连续复合管道泄漏点在线封堵。无需停输和排液/排气，施工快速，能够适应高压柔性管道堵漏作业，应用范围广泛。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中，若无特殊说明，所用的操作方法均为常规操作方法，所用设备均为常规设备，所用原料均为市售。

下述实施例中，所述连续玻纤预浸带购自格瑞德，厚度为0.35mm，玻纤含量在65％，余量为塑料；

下述实施例中，所述连续玻璃纤维预浸膜购自格瑞德，厚度为0.3mm，玻纤含量在68％，余量为塑料；

所用胶黏剂为铁锚204，购自常州嘉玛百胜化工有限公司；

所用粘接剂为环氧树脂系胶结剂108T，购自深圳市小岛天地科技有限公司；

所述铝合金薄板购自东莞市金广金属材料有限公司。

下述实施例中，预浸带和吸水膨胀树脂凝胶材料按照以下步骤准备：

采用连续玻纤预浸带和连续玻璃纤维膜交替敷设各两层，然后加热熔接形成增强芯层；然后将铝合金薄板通过胶粘剂粘接在增强芯层表面形成预浸带；

吸水膨胀树脂的制备：亲水性单体丙烯酸、阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵货二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰胺的质量份数比为19:4.5:8；交联剂添加量为0.1％，交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，作用形成凝胶后，搅拌固化，颗粒成型固化，得到吸水膨胀树脂颗粒，然后将吸水膨胀树脂颗粒放入高分子量聚丙烯醇(分子量约400000)熔融液中，搅拌混合均匀，得到吸水膨胀树脂凝胶材料，其中，聚丙烯醇和吸水膨胀树脂颗粒的质量比为10:0.8。

实施例1

一种柔性复合管在线修复方法，包括以下步骤：

(1)提高待修复管道中气体的通入量，增大待修复管道的压力(增大到_≥5MPa)，使压力增大的气体快速冲击待修复管道的腐蚀处，使其锈层或者不稳定层快速脱落干净，所述提高压力的时间不超过1min；

(2)降低管道待修复位置的压力到正常使用时压力，便于预浸带的敷设；

(3)将吸水膨胀树脂凝胶材料加热(65℃)后涂覆在管道的待修复位置，填补已经出现的凹陷或者孔洞；

(4)全部填补完成后，吸水膨胀树脂凝胶材料涂覆后立刻将预浸带包覆在待修复管道的表面，使用粘接剂粘接、缠绕，完成修复。

实施例2

一种柔性复合管在线修复方法，包括以下步骤：

(1)提高待修复管道中气体的通入量，增大待修复管道的压力(增大到≥5MPa)，使压力增大的气体快速冲击待修复管道的腐蚀处，使其锈层或者不稳定层快速脱落干净，所述提高压力的时间不超过1min；

(2)降低管道待修复位置的压力，便于预浸带的敷设。

(3)将预浸带包覆在待修复管道的表面，使用粘接剂粘接、缠绕，完成修复。

结果检测

气密性测试方法：通过在修复好的管道内注入气体，使其气压为1.5MPa，保持6h，测量其气压。

抗压强度测试方法：通过在修复好的管道内注入气体，使其气压逐渐升高直至出现破损，记录破损前最高气压。

使用寿命测试方法：通过在修复好的管道内注入气体，使其气压为3MPa，保持480h，观察是否出现破损。

表1.

序号	气密性(6h)	抗压强度	使用寿命(3MPa、480h)
				实施例1	1.5MPa(保压)	12.5MPa	无破损
实施例2	1.5MPa(保压)	11.7MPa	无破损

结果表示，本发明的柔性复合管在线修复方法，可以实现在线修复，且修复后的管道气密性好、抗压能力高、使用寿命长。

上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性复合管在线修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)增大待修复管道的压力；

(2)降低管道待修复位置的压力；

(3)用预浸带包覆在待修复管道外表面。

2.根据权利要求1所述的柔性复合管在线修复方法，其特征在于，步骤(1)中，增大待修复管道的压力通过提高待修复管道中气体或液体的通入量来实现，通入的气体或者液体沿待修复管道的切线进入待修复管道。

3.根据权利要求1所述的柔性复合管在线修复方法，其特征在于，步骤(1)中，增大压力的时间不超过1min。

4.根据权利要求1所述的柔性复合管在线修复方法，其特征在于，步骤(3)中，预浸带与待修复管道通过粘接剂粘接。

5.根据权利要求1所述的柔性复合管在线修复方法，其特征在于，步骤(3)中，所述预浸带包括增强芯层和面层，所述增强芯层包括从内到外依次设置径向增强层和轴向增强层，所述面层为柔性合金层。

6.根据权利要求5所述的柔性复合管在线修复方法，其特征在于，步骤(3)中，每层径向增强层由玻璃纤维形成的玻璃纤维预浸材料斜向缠绕而成；优选的，所述玻璃纤维预浸材料为连续玻纤预浸带，厚度为0.2-0.5mm，玻纤含量在50-70％，余量为塑料；

每层轴向增强层由玻璃纤维形成的预浸膜铺叠而成；优选的，所述预浸膜为连续玻璃纤维预浸膜，其厚度为0.2-0.5mm，玻纤含量在50-70％；余量为塑料。

7.根据权利要求5所述的柔性复合管在线修复方法，其特征在于，步骤(3)中，所述径向增强层设置有至少两层，所述轴向增强层设置有至少两层，所述径向增强层与轴向增强层交替设置，并通过加热熔接形成增强芯层，所述柔性合金层为铝合金层；优选的，所述面层与增强芯层之间通过胶粘剂粘接固定。

8.根据权利要求1所述的柔性复合管在线修复方法，其特征在于，步骤(3)之前还包括步骤：在待管道待修复位置涂覆吸水膨胀树脂凝胶材料。

9.根据权利要求8所述的柔性复合管在线修复方法，其特征在于，所述吸水膨胀树脂凝胶材料包括分散树脂和吸水膨胀树脂颗粒，其中，吸水膨胀树脂颗粒分散在分散树脂内部。

10.根据权利要求9所述的柔性复合管在线修复方法，其特征在于，所述分散树脂和所述吸水膨胀树脂颗粒的质量比为10:0.2-1；

所述分散树脂为分子量大于100000的聚丙烯醇或者聚乙二醇；所述吸水溶胀树脂颗粒为亲水性单体和阳离子单体、丙烯酰胺共聚形成的吸水膨胀树脂材料。