CN215258311U - 一种耐磨与可检测的软管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐磨与可检测的软管。关键是软管由内向外顺序为耐磨内胶层(1)，内胶层(1)外为具有缠绕钢丝层(2)的承压层(3)，承压层(3)外为外胶层(4)，上述的内胶层(1)为至少三层具有不同颜色的耐磨橡胶层构成。本实用新型具有高强度、高耐磨性和可观察、检测软管壁磨损状态，较之现有技术的钢管管汇具有极为明显的进步和较好的经济效益。

Description

一种耐磨与可检测的软管

技术领域：

本实用新型涉及一种高压下使用的软管，具体是指一种用于高压和便于检查的耐磨软管。

背景技术：

石油行业的油气井的生产过程中，依据油气井的状态，存在压裂作业，将批量的压裂砂石输送到指定地点，同时软管还需要同时输送盐酸用于酸化井下地层，通常是使用钢管作为输送通道，以承受输送时存在的驱动高压和高速运动的砂石流。上述的以钢管和金属管接头构成的输送管道，由于刚性材料的限制，存在的缺陷一是压裂设备布局受钢管规格的限制；二是需要预存大量的不同规格的钢管；三是压裂设备的整个布局的钢管和金属接头的数量较多，还需要储备多种弯管；四是压裂输送通道复杂导致通道的流动阻力增加，不得不加大输出压力；五是造成压裂作业结束后的转场的困难；六是管路中存在高压流体流动而存在的脉冲振动。基于上述的现有技术存在的缺陷，如何解决压裂作业的砂石的高效输出，仍是一个需要解决的问题。

发明内容：

本实用新型的发明目的是公开一种可用于油气井场压裂作业的耐高压耐磨的软管。

实现本实用新型的技术解决方案是：软管由内向外顺序为耐磨内胶层，内胶层外为具有缠绕钢丝层的承压层，承压层外为外胶层，上述的内胶层为至少三层具有不同颜色的耐磨橡胶层构成。

所述的内胶层由三层构成，由内向外顺序为黑色胶层、绿色胶层和黄色胶层，黑色胶层、绿色胶层和黄色胶层的厚度分别为内胶层的厚度的1/2、 1/4和1/4。

所述的内胶层由四层构成，由内向外顺序为黑色胶层、绿色胶层、黄色胶层和红色胶层，每一层的厚度均为内胶层1的厚度的1/4。

所述的承压层有二～八层缠绕钢丝层，钢丝与软管轴向夹角为35°～80°进行缠绕，相邻的钢丝层的缠绕方向相反。

所述的外胶层为两层结构，由内向外顺序为黑色外胶层和红色外胶层，黑色外胶层和红色外胶层的厚度分别为外胶层的厚度的3/4和1/4。

所述的内胶层的各颜色层之间的界面均设有示踪标识物。

所述的示踪标识物为含有铅粉的高密度橡胶薄片，或示踪标识物为射频片。

所述的内胶层的同一层设有多个示踪标识物，不同层的示踪标识物在软管的轴向方向上相距一适当的距离。

所述的内胶层的各层的制备材料为超高分子量聚乙烯、或PVDF材料或橡胶或聚氨酯材料，或为上述材料的任意组合。

所述的内胶层的每一层的橡胶中混合有按重量百分比计算的0.5～1％的颗粒度为8～10nm的膨润土颗粒。

本实用新型公开的上述技术方案的软管总成基于压裂作用的特定的技术要求，设计出一具有高强度、高耐磨性和可观察、检测软管壁磨损状态的软管总成，在压裂作业场使用上述技术方案，可承受高速流动的砂石 (20m/s)和承受15000～20000PSI的压力的情况下，实现10.3m³/min的大流量，同时软管具有良好的耐磨性，设备布局相当简单，无需过多储备大量的弯管与接头，大幅降低了转场的困难，同时也降低了砂石流动的流动阻力和振动，较之现有技术的钢管管汇具有极为明显的进步和较好的经济效益。

附图说明：

图1为本实用新型的一个实施例的壁面的断面结构示意图。

图2为本实用新型的另一个实施例的壁面的断面结构示意图。

具体实施方式：

结合附图详细给出本实用新型的具体的实施方式，需要说明的是本实用新型的实施方式是为便于对本实用新型的技术方案的理解，不应视为是对本实用新型的权利要求保护范围的限制。

请参见图1～2，本实用新型的具体实施例的技术解决方案是：软管由内向外顺序为耐磨内胶层1，内胶层1外为具有缠绕钢丝层2的承压层3，承压层3外为外胶层4，上述的内胶层1为至少三层具有不同颜色的耐磨橡胶层构成；上述的耐磨内胶层1具有较佳的耐磨性，可较好地抵抗砂石高速流动时对耐磨内胶层1表面材料的摩擦撕裂作用，使软管具有较高的使用寿命，具有缠绕钢丝层2的承压层3具有强大的径向支撑力和轴向的抗拉伸性能，使软管保证管形的同时具有抗高压力的性能；内胶层1的多层不同颜色的橡胶层构成，在高速砂石流的作用下，内胶层1会逐渐磨损，通过观察内胶层1的内表面的不同颜色，则可准确地判断哪一层已被磨损而对软管的承压能力或其它性能作出判断，则可依据高速流动的砂石的驱动压力和流速流量，决定是否更换软管，这可及时避免软管可能出现高压下的爆裂，避免安全事故的产生。

所述的内胶层1由三层构成，由内向外顺序为黑色胶层1-1、绿色胶层 1-2和黄色胶层1-3，黑色胶层1-1、绿色胶层1-2和黄色胶层1-3的厚度分别为内胶层1的厚度的1/2、1/4和1/4。实际使用过程中，如内胶层1 的内表面为黑色，则软管为安全状态，如内表面为绿色，则提示要给予后面的使用时间的限制，如内表面为黄色，则警告特别注意，准备及时给予更换软管，上述的技术设计提高了在高压条件下的软管的安全使用。除上述的内胶层1的三层结构，内胶层1由四层构成，由内向外顺序为黑色胶层1-1、绿色胶层1-2、黄色胶层1-3和红色胶层1-4，每一层的厚度均为内胶层1的厚度的1/4，内胶层1的四层结构使对软管的磨损情况的了解更为精确，同样起到安全使用的警示作用。

所述的承压层3内有二～八层缠绕钢丝层2，钢丝与软管的轴向夹角为 35°～80°进行缠绕，相邻的钢丝层2的缠绕方向相反；按上述方式构成的缠绕钢丝层2的结构具有相当强的径向支撑力，整个缠绕钢丝层2的内应力为最小，同时还具有良好的抗拉伸力的性能。

由于软管的使用环境较差，软管的外表面也会有磨损，故外胶层4为两层结构，由内向外顺序为黑色外胶层4-1和红色外胶层4-2，黑色外胶层 4-1和红色外胶层4-2的厚度分别为外胶层4的厚度的3/4和1/4，在较长时间的使用后，如外露出黑色外胶层4-1，则提示给予注意，预作更换的准备。

如前所述，软管的耐磨内胶层1在较长时间的使用后会出现磨损，对上述的磨损状态的观察一般是在转场时进行或定期拆卸进行观察，观察前一般还需要进行清洗，略有不便，也容易造成漏检，为此在所述的黑色胶层 1-1与绿色胶层1-2、绿色胶层1-2与黄色胶层1-3、黄色胶层1-3与红色胶层1-4之间的界面均设有示踪标识物5；利用便携的探测仪器在软管的外表面进行探测，如有特定的示踪标识物5探测不到，意味着某一胶层已被磨损，这样无论软管是否为工作状态，无须作任何清洗，就可探测出软管内的耐磨内胶层1的磨损状态。

所述的示踪标识物5为含有铅粉的高密度橡胶薄片，利用便携式的软X 射线仪就可在软管外直接测量出某一高密度橡胶薄片的存在与否，在软管外表面对应每一个示踪标识物5均有显示标，且每一个显示标均有编号，这可精确的探测；或示踪标识物5为射频片，同样通过手持的射频扫描仪可测量出某一射频片是否还存在，上述的射频技术是目前已十分成熟的技术，可直接外购，且射频片为极薄的铜箔，完全不影响内胶层1的结构强度。

由于软管的内胶层1因使用情况存在某些部位磨损较另一些部位磨损较多，在所述的内胶层1的同一层设有多个示踪标识物5，通过检测上述的多个示踪标识物5，可得出不同部位的磨损情况；为便于对示踪标识物5的检测与避免检测出现误差，软管的内胶层1内的不同层的示踪标识物5在软管的轴向方向上相距一适当的距离，这可避免产生误信号。

为进一步提高软管的内胶层1的强度，在内胶层1的每一层的橡胶中混合有按重量百分比计算的0.5～1％的颗粒度为8～10nm的膨润土颗粒，由于纳米级的膨润土的独特的物理化学性能，膨润土颗粒的层间结构内会2插接橡胶分子或橡胶分子的某一基团，且每一膨润土颗粒的层间结构会同时插接多个分子或分子的基团，在橡胶内形成更大的分子团，这使砂石流通过摩擦而磨损胶层更困难，也就是说提高了内胶层1的耐磨性。

所述的内胶层1的各层的制备材料为超高分子量聚乙烯、或PVDF材料或橡胶或聚氨酯材料，或为上述材料的任意组合，这使软管的耐磨性能大幅提高，并且内胶层1的不同层使用不同材料可使软管的综合性能大幅提高。

Claims (10)

1.一种耐磨与可检测的软管，其特征在于软管由内向外顺序为耐磨内胶层(1)，内胶层(1)外为具有缠绕钢丝层(2)的承压层(3)，承压层(3)外为外胶层(4)，上述的内胶层(1)为至少三层具有不同颜色的耐磨橡胶层构成。

2.按权利要求1所述的耐磨与可检测的软管，其特征在于所述的内胶层(1)由三层构成，由内向外顺序为黑色胶层(1-1)、绿色胶层(1-2)和黄色胶层(1-3)，黑色胶层(1-1)、绿色胶层(1-2)和黄色胶层(1-3)的厚度分别为内胶层(1)的厚度的1/2、1/4和1/4。

3.按权利要求1所述的耐磨与可检测的软管，其特征在于所述的内胶层(1)由四层构成，由内向外顺序为黑色胶层(1-1)、绿色胶层(1-2)、黄色胶层(1-3)和红色胶层(1-4)，每一层的厚度均为内胶层(1)的厚度的1/4。

4.按权利要求1或2或3所述的耐磨与可检测的软管，其特征在于所述的承压层(3)有二～八层缠绕钢丝层(2)，钢丝与软管轴向夹角为35°～80°进行缠绕，相邻的钢丝层(2)的缠绕方向相反。

5.按权利要求4所述的耐磨与可检测的软管，其特征在于所述的外胶层(4)为两层结构，由内向外顺序为黑色外胶层(4-1)和红色外胶层(4-2)，黑色外胶层(4-1)和红色外胶层(4-2)的厚度分别为外胶层(4)的厚度的3/4和1/4。

6.按权利要求5所述的耐磨与可检测的软管，其特征在于所述的内胶层(1)的各颜色层之间的界面均设有示踪标识物(5)。

7.按权利要求6所述的耐磨与可检测的软管，其特征在于所述的示踪标识物(5)为含有铅粉的高密度橡胶薄片，或示踪标识物(5)为射频片。

8.按权利要求7所述的耐磨与可检测的软管，其特征在于所述的内胶层(1)的同一层设有多个示踪标识物(5)，不同层的示踪标识物(5)在软管的轴向方向上相距一适当的距离。

9.按权利要求8所述的耐磨与可检测的软管，其特征在于所述的内胶层(1)的各层的制备材料为超高分子量聚乙烯、或PVDF材料或橡胶或聚氨酯材料，或为上述材料的任意组合。

10.按权利要求9所述的耐磨与可检测的软管，其特征在于所述的内胶层(1)的每一层的橡胶中混合有按重量百分比计算的0.5～1％的颗粒度为8～10nm的膨润土颗粒。

Images