CN208587105U - 一种高性能碳纤维轴向增强井下油管 - Google Patents
一种高性能碳纤维轴向增强井下油管 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了油管制造领域内的一种高性能碳纤维轴向增强井下油管，包括油管，油管内壁上通过环氧树脂胶缠绕固定有混合纤维，混合纤维的缠绕角度为45°～54.75°，混合纤维包括碳纤维和玻璃纤维，碳纤维和玻璃纤维的比重为（0.3～1）：1；采用碳纤维和玻璃纤维组成的混合纤维浸渍环氧树脂胶后与油管内壁呈45°～54.75°的角度进行缠绕固定，这样以树脂胶为基体传递油管所受的轴向力和环向力，混合纤维承受油管所受的轴向力和环向力，利用碳纤维强度与模量远高于玻璃纤维的特性，可以有效地增加了油管的轴向强度，并且提高了抗内压性能，同时采用大角度缠绕，在保证产品性能的同时使得缠绕材料的利用率增加了15%以上，本实用新型用于油田勘探开发中。
Description
技术领域
本实用新型涉及井下油管，特别涉及一种碳纤维井下油管。
背景技术
国内外油田使用的油管和套管大多使用钢管。油管和套管在油气田勘探开发中发挥重要的作用。油管和套管用量大，管材的质量、性能对石油工业意义重大。随着油田的开发，原油含水量不断加大，为提高采油量，采用高压注水补充地层能量。注入的水矿化物含量高，且含有硫化氢、二氧化碳等大量氯离子，加剧钢制油管的腐蚀，长期运行产生井管穿孔，注水井报废；而且井下油管安装深度一般1000米至3000米，轴向方向受力较大，同时井管在工作中，因高压注入，管道环向受力较大。近年来，玻璃钢井下油管逐步投入使用，基本解决管道耐腐蚀问题。但是，现有技术中，由于玻璃纤维纱拉伸强度及模量较低，为满足井管的轴向性能，一般采用小角度进行缠绕。其耐压性受到严重影响，导致井管承压能力差，并且线型变换区较长，会造成极大的材料浪费，材料损耗率达30%。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种高性能碳纤维轴向增强井下油管，可以有效地增加了油管的轴向强度，并且提高了抗内压性能，同时采用大角度缠绕，在保证产品性能的同时使得缠绕材料的利用率增加了15%以上。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种高性能碳纤维轴向增强井下油管，包括油管，所述油管内壁上通过环氧树脂胶缠绕固定有混合纤维，所述混合纤维的缠绕角度为45°～54.75°，所述混合纤维包括碳纤维和玻璃纤维，所述碳纤维和玻璃纤维的比重为（0.3～1）：1。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，采用碳纤维和玻璃纤维组成的混合纤维浸渍环氧树脂胶后与油管内壁呈45°～54.75°的角度进行缠绕固定，这样以树脂胶为基体传递油管所受的轴向力和环向力，混合纤维承受油管所受的轴向力和环向力，利用碳纤维强度与模量远高于玻璃纤维的特性，可以有效地增加了油管的轴向强度，并且提高了抗内压性能，同时采用大角度缠绕，在保证产品性能的同时使得缠绕材料的利用率增加了15%以上，本实用新型用于油田勘探开发中。
作为本实用新型的进一步改进，所述混合纤维的缠绕角度为54.75°，这样可以使得油管所受的轴向力和环向力的比例为2:1，更加符合油管的受力状态，进一步提升油管的轴向强度和抗内压性能。
作为本实用新型的进一步改进，所述碳纤维和玻璃纤维的比重为1：1，这样可以在保证油管的轴向强度和抗内压性能的同时节约制造成本。
作为本实用新型的进一步改进，所述碳纤维和玻璃纤维无交叉间隔设置，这样可以更好地确保油碳纤维和玻璃纤维均匀承受油管所受到的轴向力和环向力，使得油管整体的轴向强度和抗内压性能更加均衡。
作为本实用新型的进一步改进，所述碳纤维为T700碳纤维，这样可以进一步提升油管的轴向强度和抗内压性能。
附图说明
图1为本实用新型内部结构示意图。
图2为本实用新型芯模缠绕纤维结构示意图。
其中，1油管，2碳纤维，3玻璃纤维，4芯模，5纱梳。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明：
如图1-2所示的一种高性能碳纤维2轴向增强井下，包括，内壁上通过环氧树脂胶缠绕固定有混合纤维，混合纤维的缠绕角度为45°～54.75°，混合纤维包括碳纤维2和玻璃纤维3，碳纤维2和玻璃纤维3的比重为（0.3～1）：1；混合纤维的缠绕角度为54.75°；碳纤维2和玻璃纤维3的比重为1：1；碳纤维2和玻璃纤维3无交叉间隔设置；碳纤维2为T700碳纤维2。
本实用新型采用采用湿法缠绕工艺制作，具体步骤如下：
步骤一、首先制造芯模4，芯模4直径为产品内径，长度较产品长0.5m以上，将芯模4安装到缠绕机上；
步骤二、碳纤维2及玻璃纤维3按（1~0.3）:1的比例摆放在纱架上，通过导丝孔，将纤维引至缠绕胶槽处；
步骤三、在胶槽处纱梳5上进行分纱，分纱时，碳纤维2和玻璃纤维3要间隔排列，不能有交叉，纤维通过胶槽，并用张力装置压紧纤维；
步骤四、设定缠绕机缠绕角度设定为45~54.75度，同时对缠绕线型进行验证，确保缠绕线型正确；
步骤五、胶槽中倒入环氧树脂胶，开动缠绕机，使纤维通过胶槽并充分浸润；
步骤六、按设定的铺层结构进行缠绕制作，直至缠绕工序完成；
步骤七、对产品进行固化，固化同时，芯模4进行旋转；
步骤八、脱模后经切割无效区域，形成制品。
本实用新型使用时，采用碳纤维2和玻璃纤维3组成的混合纤维浸渍环氧树脂胶后与内壁呈45°～54.75°的角度进行缠绕固定，这样以树脂胶为基体传递所受的轴向力和环向力，混合纤维承受所受的轴向力和环向力，利用碳纤维2强度与模量远高于玻璃纤维3的特性，可以有效地增加了的轴向强度，并且提高了抗内压性能，同时采用大角度缠绕，在保证产品性能的同时使得缠绕材料的利用率增加了15%以上。
本实用新型不局限于上述实施例，在本公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种高性能碳纤维轴向增强井下油管，包括油管，其特征在于：所述油管内壁上通过环氧树脂胶缠绕固定有混合纤维，所述混合纤维的缠绕角度为45°～54.75°，所述混合纤维包括碳纤维和玻璃纤维，所述碳纤维和玻璃纤维的比重为（0.3～1）：1。
2.根据权利要求1所述的一种高性能碳纤维轴向增强井下油管，其特征在于：所述混合纤维的缠绕角度为54.75°。
3.根据权利要求2所述的一种高性能碳纤维轴向增强井下油管，其特征在于：所述碳纤维和玻璃纤维的比重为1：1。
4.根据权利要求3所述的一种高性能碳纤维轴向增强井下油管，其特征在于：所述碳纤维和玻璃纤维无交叉间隔设置。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种高性能碳纤维轴向增强井下油管，其特征在于：所述碳纤维为T700碳纤维。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201821084363.8U CN208587105U (zh) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | 一种高性能碳纤维轴向增强井下油管 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201821084363.8U CN208587105U (zh) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | 一种高性能碳纤维轴向增强井下油管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208587105U true CN208587105U (zh) | 2019-03-08 |
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ID=65540474
Family Applications (1)
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| CN201821084363.8U Active CN208587105U (zh) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | 一种高性能碳纤维轴向增强井下油管 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN208587105U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114526381A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-05-24 | 胜利油田北方实业集团有限责任公司 | 碳纤维高性能复合管及其制备方法 |
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2018
- 2018-07-10 CN CN201821084363.8U patent/CN208587105U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114526381A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-05-24 | 胜利油田北方实业集团有限责任公司 | 碳纤维高性能复合管及其制备方法 |
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