CN204254065U

CN204254065U - 一种纤维增强耐蚀合金复合管

Info

Publication number: CN204254065U
Application number: CN201420642864.9U
Authority: CN
Inventors: 魏斌; 戚东涛; 李厚补; 蔡雪华
Original assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Tubular Goods Research Institute
Current assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Tubular Goods Research Institute
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2024-10-31

Abstract

本实用新型公开了一种纤维增强耐蚀合金复合管，属于管道技术领域。本实用新型包括内层管、隔离层、增强层和外层管，外层管将增强层包覆，增强层将隔离层包覆，隔离层将内层管包覆，其中，增强层由2～10层预浸带以交叉的方式缠绕在隔离层外侧。本实用新型通过在内层管和增强层之间设置隔离层，隔离层可以为内层管提供支撑和弯曲伸缩空间，使得该增强耐蚀合金复合管具有很好的耐高温性和耐腐蚀性能，适于输送含H₂S、CO₂和Cl^-等腐蚀性介质共存的复杂油气田环境。本实用新型中的增强层可以提高复合管的抗内压能力和周向承载力。本实用新型具有结构简单、便于施工与运输等特点，具有广阔应用前景。

Description

一种纤维增强耐蚀合金复合管

技术领域

本实用新型涉及复合管道技术领域，特别涉及一种纤维增强耐蚀合金复合管。

背景技术

随着石油天然气行业的快速发展，越来越多的输送管道被应用到石油和天燃气开采、油气集输及注入、污水处理以及各种需要较高压力输送物质的管线领域。通过输送管道的物质大多含H₂S、CO₂和Cl^-等腐蚀性介质，使原有的金属管道经常遭受到剧烈的腐蚀。为缓解油田金属管道的腐蚀问题，增强热塑性塑料复合管在油气集输、注入和污水处理等领域逐步得到广泛应用。

目前，现有技术中增强热塑性塑料复合管管壁一般由三层组成，内层是耐腐蚀的内管，大多使用聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)或聚偏二氟乙烯(PVDF)，中间层为增强材料层，大多采用高强度的各种合成纤维、无机纤维或钢丝等先制成增强带或者直接使用钢带通过缠绕来增强，外层管为功能保护层，大多使用聚烯烃。增强热塑性塑料复合管主要的特点是即能够承受较高工作压力，同时还保持了热塑性塑料管道有一定柔韧性的优点，可以做成盘管(连续管)形式，方便运输和安装。

现有技术中内管的材料为聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)或聚偏二氟乙烯(PVDF)等热塑性塑料，这些热塑性塑料自身渗透性高、耐温较低(＜80℃)，而且具有与含H₂S、CO₂和Cl^-等腐蚀性介质原油或天燃气等物质接触时显著溶胀并随后蠕变的特点，在高压输送过程中，会导致输送物质泄漏而引发管道开裂风险。因此，这种增强热塑性塑料复合管在含H₂S、CO₂和Cl^-等腐蚀性油气介质环境中适用性尚不确定，这些技术局限性制约了其在石油天然气行业中的进一步应用。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中的问题，提供一种纤维增强耐蚀合金复合管，适于输送含H₂S、CO₂和Cl^-等腐蚀性介质共存的复杂油气田环境，并且结构简单，便于施工与运输。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种纤维增强耐蚀合金复合管，包括由内向外依次设置的内层管、隔离层、增强层和外层管，外层管将增强层包覆，增强层将隔离层包覆，隔离层将内层管包覆，其中，增强层由2～10层预浸带以交叉的方式缠绕在隔离层外周。

所述内层管壁厚与内径的比值为0.005～0.03。

所述内层管的壁厚为1.5～4mm。

所述内层管为波纹软管。

所述波纹软管的波深系数为1.3～1.6。

所述内层管的材质为奥氏体不锈钢、铁-镍基合金或镍基合金。

所述隔离层的壁厚为2～5mm；隔离层的材质为热塑性塑料管。

所述隔离层与内层管之间采用非粘接方式设置。

所述预浸带与隔离层的轴向呈10～80°夹角缠绕。

所述预浸带与隔离层的轴向呈15～60°夹角缠绕。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型通过在内层管和增强层之间设置隔离层，隔离层可以为内层管提供支撑和弯曲伸缩空间，使得该增强耐蚀合金复合管具有很好的耐高温性和耐腐蚀性能，适于输送含H₂S、CO₂和Cl^-等腐蚀性介质共存的复杂油气田环境。本实用新型中的增强层由2～10层预浸带以交叉的方式缠绕在隔离层外侧，可以提高复合管的抗内压能力和周向承载力。本实用新型具有结构简单、便于施工与运输等特点，具有广阔应用前景。

进一步的，内层管的材质为奥氏体不锈钢、铁-镍基合金或镍基合金，使得复合管对含H₂S、CO₂和Cl^-等多种腐蚀性介质具有很好耐蚀性能，而且具有抗气体渗透、耐高温(＜120℃)、抗蠕变等优点。

进一步的，隔离层与内层管之间为非粘接，为波纹管波纹提供了支撑和相对位移，提高了复合管的柔韧性。

进一步的，预浸带与隔离层的轴向呈10～80°夹角缠绕，可以提高隔离层的抗内压能力和周向承载力，使的隔离层在周向上不易拉断，输送腐蚀性介质时，不易爆管，提高了安全性。

进一步的，内层管采用波纹软管，使复合管具有一定柔韧性，并且可以做成盘管形式，方便运输和安装。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种纤维增强耐蚀合金复合管结构示意图；

其中：1为内层管，2为隔离层，3为增强层，4为外层管。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的范围。

参见图1，一种纤维增强耐蚀合金复合管，包括由内向外依次设置的内层管1、隔离层2、增强层3和外层管4，外层管4将增强层3包覆，增强层3将隔离层2包覆，隔离层2将内层管1包覆，内层管1为复合管最内层，内层管1与被输送的物质直接接触，被输送的物质在内层管1内流动，所述隔离层2在内层管1和增强层3之间，隔离层2用于为内层管1提供支撑和弯曲伸缩空间，增强层3在隔离层2和外层管4中间，增强层3用于增加复合管的强度，外层管4为复合管最外层，外层管4用于保护内层管1，起到抗划痕、抗静电和阻燃等作用。

所述内层管1为壁厚1.5～4mm金属波纹软管，内层管1材质为耐蚀合金材料，牌号为UNS S30400、UNS S30403、UNS S31600、UNS S31603、S31703、N08825、N06625，所述金属波纹软管波深系数为1.3～1.6之间，金属波纹软管壁厚与内径的比值在0.005～0.03之间。

其中：内层管1壁厚可以为2～4mm，内层管材质可以为奥氏体不锈钢，奥氏体不锈钢牌号可以为UNS S30400、UNS S30403、UNS S31600、UNS S31603、UNS S31703，内层管为波纹软管，波纹软管波深系数可以为1.3～1.5之间，波纹软管壁厚与内径的比值可以为0.01～0.03之间。

内层管1的壁厚可以为1.5～2mm的金属波纹软管，内层管材质可以为铁-镍基合金或镍基合金材料，镍基合金牌号可以为UNS N08825、UNSN06625，内层管为波纹软管，波纹软管波深系数可以为1.5～1.6之间，波纹管壁厚与内径的比值可以为0.005～0.01之间。波纹软管使复合管具有一定柔韧性，可以做成盘管形式，方便运输和安装。

内层管的材质对含H₂S、CO₂和Cl^-等多种腐蚀性介质具有很好耐蚀性能，而且具有抗气体渗透、耐高温(＜120℃)、抗蠕变等特点。

所述隔离层2为壁厚2～5mm的热塑性塑料管，所述热塑性塑料管为聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)或聚偏二氟乙烯(PVDF)等热塑性塑料；

其中：隔离层2可以为壁厚2～3mm的热塑性塑料管，具体可以为聚乙烯，牌号为PE80，牌号也可以为PE100。

隔离层2可以为壁厚3～4mm热塑性塑料管，具体可以为聚酰胺，牌号为PA11。

隔离层2可以为壁厚4～5mm热塑性塑料管，具体可以为聚偏二氟乙烯(PVDF)。

增强层3由2～10层预浸带以交叉的方式缠绕在隔离层2外侧，其中，预浸带为宽度20～50mm的长纤维增强树脂基体预浸带，并且长纤维增强树脂基体预浸带与隔离层2的轴向呈10～80°夹角缠绕，优选呈15～60°夹角缠绕；增强层采用长纤维增强树脂基体预浸带，可以大幅度提高复合管承受压力的能力，并减少了柔性复合管破损的几率。长纤维增强树脂基体预浸带中的长纤维为玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维；长纤维增强树脂基体预浸带中的树脂基体为聚乙烯或聚丙烯。

其中：长纤维增强树脂基体预浸带的宽度可以为20～30mm，在内层管外侧缠绕2～5层；

长纤维增强树脂基体预浸带的宽度可以为30～40mm，在内层管外侧缠绕5～8层；

长纤维增强树脂基体预浸带的宽度可以为40～50mm，在内层管外侧缠绕8～10层；

外层管的厚度可以为2～3.5mm，材质为聚乙烯塑料。本实用新型中隔离层2与内层管1之间采用非粘接方式设置，为波纹软管波纹提供了支撑和相对位移，提高了复合管的柔韧性。本实用新型具有质量较轻且可盘卷的优点，便于施工与运输，具有广阔应用前景。

本实用新型的纤维增强耐蚀合金复合管的制备方法为：首先，从市场购置满足要求的耐蚀合金内层管1；然后，在耐蚀合金内层管1外表面通过挤塑工艺成型隔离层2；然后，将宽度为20～50mm的长纤维增强树脂基体预浸带经热空气加热，并将所述长纤维增强树脂基体预浸带以交叉的方式缠绕在隔离层2外侧，制成增强层3；最后，通过所述塑料包塑机在增强层的外侧包覆一层外层管4。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种纤维增强耐蚀合金复合管，其特征在于，包括由内向外依次设置的内层管(1)、隔离层(2)、增强层(3)和外层管(4)，外层管(4)将增强层(3)包覆，增强层(3)将隔离层(2)包覆，隔离层(2)将内层管(1)包覆，其中，增强层(3)由2～10层预浸带以交叉的方式缠绕在隔离层(2)外周。

2.根据权利要求1所述的一种纤维增强耐蚀合金复合管，其特征在于，所述内层管(1)壁厚与内径的比值为0.005～0.03。

3.根据权利要求1或2所述的一种纤维增强耐蚀合金复合管，其特征在于，所述内层管(1)的壁厚为1.5～4mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种纤维增强耐蚀合金复合管，其特征在于，所述内层管(1)为波纹软管。

5.根据权利要求4所述的一种纤维增强耐蚀合金复合管，其特征在于，所述波纹软管的波深系数为1.3～1.6。

6.根据权利要求4所述的一种纤维增强耐蚀合金复合管，其特征在于，所述内层管(1)的材质为奥氏体不锈钢、铁-镍基合金或镍基合金。

7.根据权利要求1所述的一种纤维增强耐蚀合金复合管，其特征在于，所述隔离层(2)的壁厚为2～5mm；隔离层(2)的材质为热塑性塑料管。

8.根据权利要求1或7所述的一种纤维增强耐蚀合金复合管，其特征在于，所述隔离层(2)与内层管(1)之间采用非粘接方式设置。

9.根据权利要求1所述的一种纤维增强耐蚀合金复合管，其特征在于，所述预浸带与隔离层(2)的轴向呈10～80°夹角缠绕。

10.根据权利要求9所述的一种纤维增强耐蚀合金复合管，其特征在于，所述预浸带与隔离层(2)的轴向呈15～60°夹角缠绕。