一種油田用玻璃鋼復合管及其制備方法技術

本發明專利技術的目的在于提供一種高性能的油田用玻璃鋼復合鋼及其制備方法，包括內襯管和外管，內襯管外徑上設置有止動層結構，內襯管外纏繞玻璃鋼外管并固化定型，其中所述內襯管和止動層均采用聚丙烯材質，外管采用丙氧基雙酚A型樹脂或環氧基雙酚A酯乙烯基酯樹脂基復合材料。本發明專利技術將通用聚丙烯材料高性能化，使其耐高溫性、耐溶劑性及力學性能得以大幅度提升，解決了原有普通塑料內襯管存在的耐環境應力差、易溶脹、使用溫度低、使用壽命短的缺陷，大大提高了復合管的使用壓力、使用壽命和爆破壓力，使其能長期用于輸送溫度高達110℃以上、壓力大于2.5兆帕的油、水及無機鹽混合壓力液體。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于樹脂基復合材料及其制備
，具體涉及一種油田用玻璃鋼復合管及其制備方法。
技術介紹
目前油田用于輸送高溫的油、水及無機鹽混合液體的金屬管存在耐腐蝕性差、使用壽命短的缺陷。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種高性能的油田用玻璃鋼復合鋼管，該技術將通用聚烯烴材料高性能化，使其耐高溫性、耐溶劑性及力學性能得以大幅度提升，解決了原有普通塑料內襯管存在的耐環境應力差、易溶脹、使用溫度低、使用壽命短的缺陷，大大提高了復合管的使用壓力、使用壽命和爆破壓力，使其能長期用于輸送溫度高達110℃以上、壓力大于2.5兆帕的油、水及無機鹽混合壓力液體。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種油田用玻璃鋼復合管，其特征在于，包括內襯管和外管，內襯管外徑上設置有止動層結構，外管纏繞內襯管并固化定型，其中所述內襯管和止動層均采用聚丙烯材質，外管采用丙氧基雙酚A型樹脂或環氧基雙酚A酯乙烯基酯樹脂基復合材料材質。進一步的，一種油田用玻璃鋼復合管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)制備內襯管；(2)內襯管外徑上焊接止動層；(3)外管纏繞成型。更進一步的，步驟(1)還包括以下步驟：(1.1)添加對基體樹脂進行聚集態結構改性的助劑，并混合均勻；(1.2)添加復合抗氧劑和界面改性劑并高速攪拌30-60s至均勻；(1.3)出料，喂入雙螺桿擠出機混煉并造粒；(1.4)對(1.3)的擠出機中段進行樹脂增強改性。作為優選，步驟(1.1)的助劑為結晶性能改性劑。作為優選，步驟(1.3)中雙螺桿擠出機料筒各段溫度控制在60-240℃，螺桿轉速在120-180轉。作為優選，步驟(1.4)增強性改性為添加纖維增強材料和接枝物相容劑。更進一步的，步驟(2)還包括以下步驟：(2.1)制備止動層料條；(2.2)在內襯管外徑上焊接料條。作為優選，步驟(2.1)料條寬0-10mm；厚0-10mm，為亞鈴形狀，與外管接觸面的形狀為錨固結構。作為優選，步驟(2.2)焊接間距為8-120cm。更進一步的，步驟(3)還包括以下步驟：(3.1)玻璃鋼外管纏繞成型；(3.2)固化；(3.3)磨頭；(3.4)粘頭；(3.5)翻邊；(3.6)發泡復合。本專利技術與現有技術相比，其有益效果是：本專利技術技術性能指標優良，綜合成本低，具有內外抗腐蝕性能強，適用溫度范圍廣、工作壓力大、比重輕、接頭牢固、安裝方便、使用壽命長、以塑代鋼等優點。本專利技術將熱塑性復合材料的易成型性和耐溶劑性，與熱固性塑料高強、高模有機結合，賦予產品優異的耐溶劑性、耐高溫性及高溫下的耐壓性。不但可以完全取代目前油田用的金屬管，而且克服了金屬管存在的耐腐蝕性差、使用壽命短的缺陷，壽命可達30-50年(金屬管的使用壽命為2-3年)。本專利技術選用合適鏈結構的聚丙烯樹脂，將其改性，形成新穎的聚集態結構。這種聚集態結構能有效抵抗溶劑的侵蝕和破壞，徹底解決了聚丙烯樹脂原有聚集態結構存在的耐環境應力差、易溶脹、使用溫度低、使用壽命短的缺陷，使管材不但具有突出的耐溶劑性，而且強度與韌性并集，克服了材料改性領域通常遇到的強度和韌性二者不可兼得的瓶頸問題，可以同時使材料的強度、模量和韌性得以明顯提高。本專利技術對基體樹脂進行聚集態結構改性的同時，引入增強結構，使材料的強度、剛度大幅提高，維卡軟化點比原產品提高50-60℃，達160-180℃，呈現出優異的耐高溫性和耐壓性。本專利技術止動層的設計，有效緩解了由內外管熱膨脹系數不一帶來的諸如內襯管膨脹、接口爆裂等問題。具體實施方式為了進一步說明本專利技術，下面結合實施例進一步進行說明：本專利技術所說的油田用玻璃鋼復合管，包括內襯管和外管，內襯管外徑上設置有止動層結構，內襯管外纏繞成型玻璃鋼外層管。1、內襯管專用料配方本專利技術公開的油田用玻璃鋼增強塑料合金復合管的耐高溫性和耐油性從根本上取決于內襯管的耐高溫性和耐油性，而內襯管的性能既決定于其配方組成又強烈依賴于成型過程中所形成的聚集態結構。因此，對內襯管專用料配方及其生產工藝進行設計是項目產品的關鍵技術。鑒于該內襯管需要長期接觸高溫的油、水及無機鹽混合壓力液體，聚丙烯為首選內襯材料。但通用聚丙烯耐環境應力差、易溶脹、長期使用溫度難以超過90℃。若用于連續輸送110℃以上的油、水及無機鹽混合壓力液體，在實際應用過程中不超過3000小時就會發生溶脹開裂。本專利技術選用適當型號的均聚聚丙烯樹脂，將聚丙烯采用結晶性能改性劑進行耐溶劑性改性，使聚丙烯在加工過程中形成獨特的聚集態結構。這種聚集態結構一方面能夠與增強結構緊密結合形成良好的界面粘結，共同貢獻于材料的耐高溫性；更重要的是，它在基體中就像一張密實的網，形成三維網絡結構，將整個材料緊密結合為一體。這種緊密結構能有效抵抗溶劑的侵蝕和破壞，徹底解決了聚丙烯原有聚集態結構存在的耐環境應力差、易溶脹、使用溫度低、使用壽命短的缺陷。同時，引入纖維和接枝物進行耐高溫及增強改性，使材料的高溫強度和剛度大幅提高，呈現出優異的耐高溫性和耐壓性。此外，項目對聚丙烯的耐熱氧老化性能進行改性，使其滿足高溫、高濕、高油、高鹽的使用條件。2、內襯管生產工藝設計內襯管的性能直接決定著項目產品的耐高溫性和耐油性，也決定著項目產品能否長期用于輸送高溫的油、水、無機鹽混合壓力液體。而內襯管的性能不但取決于內襯管專用料的組成與性能，更取決于管線的生產工藝能否在加工過程中形成預定的聚集態結構。因此，項目攻關小組在項目研究和項目試生產階段針對“材料配方-工藝控制-加工過程中形成的聚集態結構-產品性能”之間的關系做了系統詳實的研究工作，并由此進行配方篩選及工藝優化，以及如何在成型過程中對材料的多層次結構進行穩定控制以形成所需的聚集態結構。在以上系統研究工作和生產工藝控制的基礎上，本項目確立了內襯管的生產工藝，并將樹脂改性造粒和擠出管線設備采用雙接機技術，可連續擠出生產內襯管，其生產步驟如下：(1)添加對基體樹脂進行聚集態結構改性的助劑，并混合均勻；(2)添加復合抗氧劑和界面改性劑并高速攪拌30-60s至均勻；(3)出料，喂入雙螺桿擠出機混煉并造粒；(4)對(3)的擠出機中段進行樹脂增強改性。應當注明本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種油田用玻璃鋼復合管，其特征在于，包括內襯管和外管，內襯管外徑上設置有止動層結構，外管纏繞內襯管并固化定型，其中所述內襯管和止動層均采用聚丙烯材質，外管采用丙氧基雙酚A型樹脂或環氧基雙酚A酯乙烯基酯樹脂基復合材料材質。

【技術特征摘要】
1.一種油田用玻璃鋼復合管，其特征在于，包括內襯管和外管，
內襯管外徑上設置有止動層結構，外管纏繞內襯管并固化定型，其中
所述內襯管和止動層均采用聚丙烯材質，外管采用丙氧基雙酚A型
樹脂或環氧基雙酚A酯乙烯基酯樹脂基復合材料材質。
2.如權利要求1所述的一種油田用玻璃鋼復合管的制備方法，
其特征在于，包括以下步驟：
(1)制備內襯管；
(2)內襯管外徑上焊接止動層；
(3)外管纏繞成型。
3.如權利要求2所述的一種油田用玻璃鋼復合管的制備方法，
其特征在于，步驟(1)還包括以下步驟：
(1.1)添加對基體樹脂進行聚集態結構改性的助劑，并混合均
勻；
(1.2)添加復合抗氧劑和界面改性劑并高速攪拌30-60s至均勻；
(1.3)出料，喂入雙螺桿擠出機混煉并造粒；
(1.4)對(1.3)的擠出機中段進行樹脂增強改性。
4.如權利要求3所述的一種油田用玻璃鋼復合管的制備方法，
其特征在于，步驟(1.1)的助劑為結晶性能改性劑。
5.如權利要求3所述的一種油田用玻璃鋼復合管的制備方法，
其特征在于，步驟(1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：薛美玲，叢日峰，
申請(專利權)人：薛美玲，山東冠通管業有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37