一文帶你了解超高分子量聚乙烯油井內(nèi)襯管

一、超高分子量聚乙烯油井內(nèi)襯管應(yīng)用前景：   

    石油管道為石油做為能源工業(yè)的特殊產(chǎn)品，在我國(guó)當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中，起著重要作用。由于環(huán)境、土壤、輸送介質(zhì)等因素的影響，造成管線磨損、腐蝕破漏，甚至管線報(bào)廢，這樣需要對(duì)管道進(jìn)行修復(fù)或局部更換。磨損與腐蝕是造成石油工業(yè)中金屬管道破壞的主要原因之一，它大大降低了管道的使用壽命，增加了石油成本。隨著油田的滾動(dòng)，油田產(chǎn)出液逐漸進(jìn)入中、高含水期，油氣集輸管網(wǎng)中腐蝕問(wèn)題就越來(lái)越嚴(yán)重，嚴(yán)重影響到了采油的安全。內(nèi)襯高分子油管是在鋼制普通油管內(nèi)襯一層特種聚乙烯管，采用技術(shù)使襯管與油管緊貼在一起，形成“管中管"結(jié)構(gòu)。這種內(nèi)襯油管不僅可以解決油管偏磨與腐蝕難題，同時(shí)由于所的高分子管摩擦系數(shù)較低，還可降低油井光桿負(fù)荷、抽油桿柱底部應(yīng)力，延長(zhǎng)抽油桿柱的壽命。

二、超高分子量聚乙烯油井內(nèi)襯管性能特點(diǎn)：

    超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內(nèi)襯油管是在鋼制普通油管內(nèi)襯一層超高分子量聚乙烯（UHMWPE）管材，采用技術(shù)使襯管與鋼制油管緊貼在一起，形成“管中管”結(jié)構(gòu)。這種內(nèi)襯油管不僅可以解決油管偏磨、腐蝕、結(jié)臘等難題，同時(shí)由于其摩擦系數(shù)較低，還可降低油井光桿負(fù)荷、抽油桿柱底部應(yīng)力，延長(zhǎng)抽油桿柱的壽命。

    超高分子量聚乙烯（UHMWPE）材料是一種新型超分子高分子材料，是聚合物的全面提升，它能夠在外力的作用下，通過(guò)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變而伸縮、彎曲、束緊或膨脹，和生物肌肉相似，這種具有形狀記憶功能和自我修復(fù)功能的智能綠色材料，應(yīng)用前景非常廣闊。

    超高分子量聚乙烯（UHMWPE）材料，通過(guò)設(shè)備與特殊工藝的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內(nèi)襯油管，具有自感知和記憶及自我修復(fù)的功能；

    超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內(nèi)襯油管具有膨脹后進(jìn)行收縮，收縮后隨之膨脹放松的特性，確保襯管緊密貼合在鋼制油管的內(nèi)表面，而無(wú)需任何粘結(jié)劑；

    隨著采油井深度增加和溫度與壓力的上升，可自適應(yīng)油井溫度[1]變化和應(yīng)力變化導(dǎo)致的油管伸縮變形而仍然保證襯管與鋼制油管端部的密封。

    超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內(nèi)襯油管是抗磨、抗腐油管的全面升級(jí)產(chǎn)品，可長(zhǎng)期在地下復(fù)雜、惡劣的環(huán)境中使用。

三、超高分子量聚乙烯油井內(nèi)襯管技術(shù)指標(biāo)：

3.1 外觀要求

 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內(nèi)襯管外表面應(yīng)光滑、無(wú)裂紋、無(wú)空洞等質(zhì)量缺陷。

3.2 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內(nèi)襯管的耐腐蝕性能指標(biāo)

在一定溫度和濃度范圍內(nèi)能耐各種腐蝕性介質(zhì)（酸、堿、鹽）及各種有機(jī)介質(zhì)，在下表所列80℃的腐蝕性介質(zhì)或有機(jī)溶劑中浸滯30天，外表無(wú)任何反?，F(xiàn)象，其它物理性能也幾乎沒(méi)有變化。

四、 超高分子量聚乙烯油井內(nèi)襯管配套設(shè)備：

4.1內(nèi)襯管縮徑機(jī)

    在超高分子量聚乙烯管緊襯到鋼制油管管內(nèi)表面前對(duì)管材進(jìn)行預(yù)處理，使得內(nèi)襯管的外徑略小于鋼制油管的內(nèi)徑。    

4.2內(nèi)襯管襯入設(shè)備

 利用夾頭夾緊超高分子量聚乙烯管材的一端借助卷?yè)P(yáng)機(jī)將管材拉進(jìn)鋼制油管。使得超高分子量聚乙烯管緊襯到鋼制油管管內(nèi)表面，保證內(nèi)襯管不會(huì)產(chǎn)生軸向移動(dòng)。

4.3管端翻邊機(jī)

保證內(nèi)襯管端緊貼鋼制油管端部。

 

五、超高分子量聚乙烯油井內(nèi)襯管內(nèi)襯工藝要求

5.1熱膨脹內(nèi)襯工藝

確保內(nèi)襯管與油管結(jié)合力：拉出力≥20kN

5.2 內(nèi)襯翻邊工藝

實(shí)現(xiàn)油管端部密封：密封壓力≧20MPa

5.3內(nèi)襯工藝操作要點(diǎn)

  5.3.1油管必須清洗干凈；

  5.3.2利用縮徑機(jī)將內(nèi)襯管適量縮徑；

  5.3.3將縮徑后的內(nèi)襯管拉入鋼制油管內(nèi)，并在兩端留出適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度；

  5.3.4將內(nèi)襯管留出的兩個(gè)端面緩慢均勻加熱后，通過(guò)翻邊機(jī)翻邊即可。

六、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內(nèi)襯油管應(yīng)用范圍

1、采油井：適用于油管偏磨、結(jié)臘、腐蝕嚴(yán)重、抽油桿故障率高、結(jié)垢的油井。

2、注水井：適用于腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重的注水井。

3、輸送管：井下不適用的腐蝕和偏磨嚴(yán)重的舊油管內(nèi)襯后可用作輸油管。

4、腐蝕性氣井：適用于有H2S和CO2氣體腐蝕的氣井。

5、海上油井：超長(zhǎng)壽命可以降低海上采油成本。

七、超高分子量聚乙烯內(nèi)襯油管技術(shù)可行性分析報(bào)告

1．聚乙烯(PE)原料方面的主要進(jìn)展

   1989年，比利時(shí)SOLVAY公司了第三代聚乙烯（PE）管材樹(shù)脂，該材料具有雙峰型分子量分布，結(jié)構(gòu)上與第二代中密度聚乙烯（MDPE）管材樹(shù)脂顯著不同。雙峰型樹(shù)脂較單峰型樹(shù)脂性能上的進(jìn)步主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：優(yōu)異的慢速裂紋增長(zhǎng)抵抗能力，的快速裂紋擴(kuò)展抵抗能力和較好改善了刮痕敏感度，以及具有較高的剛度，成為聚乙烯(PE)管材料發(fā)展的亮點(diǎn)。

   第四代聚乙烯（PE），高密度聚乙烯（HDPE）管材樹(shù)脂是通過(guò)PE交聯(lián)實(shí)現(xiàn)的，其可使PE管在壁很薄的情況下耐更高的壓力。交聯(lián)聚乙烯（PE）管材樹(shù)脂的成本比傳統(tǒng)的PE成本高5倍。

   第四代聚乙烯（PE）新型管材樹(shù)脂（雙峰乙烯—已烯共聚物）在物理性能上*第三代樹(shù)脂，具有的耐慢速裂紋生長(zhǎng)和耐快速開(kāi)裂擴(kuò)展性能，并且是*個(gè)耐性超過(guò)已烯共聚中密度聚烯材料的高密度材料，比第三代聚乙烯（PE）管材樹(shù)脂具有更均勻的擠出性能。

    聚乙烯（PE）是zui常用的高分子材料，*個(gè)合成高分子材料，是1909年報(bào)道的美國(guó)Baekeland發(fā)明的酚醛樹(shù)脂。1920年，德國(guó)科學(xué)家Staudinger提出高分子的長(zhǎng)鏈分子概念后，開(kāi)始了用化學(xué)合成的方法大規(guī)模合成高分子材料的時(shí)代。1935年，英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司（ICI）出高壓聚乙烯（PE）樹(shù)脂因其極低的介電常數(shù)而在第二次世界大戰(zhàn)期間用作雷達(dá)電纜和潛水艇電纜的絕緣材料。

     第五代超高分子量聚乙烯（UHMW PE）智能結(jié)構(gòu)材料，材料智能化是未來(lái)各類(lèi)材料發(fā)展的方向。智能材料是指材料的作用和功能可隨外界條件的變化而有意識(shí)的調(diào)節(jié)、修飾和修復(fù)，高分子材料中長(zhǎng)鏈分子的豐富構(gòu)象變化及較弱的分子鏈間相互作用，賦予高分子材料以自適應(yīng)性。高分子表現(xiàn)出的其結(jié)構(gòu)、作用和功能隨外界環(huán)境而變化的物質(zhì)特征，是智能材料應(yīng)用的基礎(chǔ)。已經(jīng)知道無(wú)論是zui大的力學(xué)載荷的傳遞，還是zui快的功能信號(hào)的傳遞，都是沿著高分子的鏈軸方向，因此掌握外場(chǎng)存在下分子鏈的取向和聚集，實(shí)現(xiàn)外場(chǎng)方向與分子鏈取向和聚集的同步變化，則能在不同方向和不同層次上調(diào)節(jié)和發(fā)揮高分子結(jié)構(gòu)材料的功能和性質(zhì)，使其表現(xiàn)出智能性。

    第五代超高分子量聚乙烯（UHMW PE）智能材料，是一種仿生科學(xué)高分子聚合物材料。20世紀(jì)70年代中期，美國(guó)科學(xué)家Heeger，MacDiarmid和日本白川英樹(shù)發(fā)現(xiàn)改變了高分子只能是絕緣體的觀念，在塑料導(dǎo)電研究領(lǐng)域取得突破性的發(fā)現(xiàn)，具有光、電、磁活性的導(dǎo)電聚合物成為對(duì)物理學(xué)家和化學(xué)家都具有重要意義的研究領(lǐng)域。導(dǎo)電聚合物在發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池、和微型電視顯示裝置等領(lǐng)域不斷找到新的用武之地。

2．內(nèi)襯UHMW PE抗磨、抗腐油管的發(fā)展：

    內(nèi)襯聚乙烯（PE），zui早是應(yīng)用在輸送管上。早在上個(gè)世紀(jì)90年代初，德國(guó)、美國(guó)、日本等就開(kāi)始應(yīng)用。

    內(nèi)襯UHMW PE抗磨、抗腐油管是于1995年由美國(guó)先，后來(lái)經(jīng)過(guò)了多次的變化和改進(jìn)。到2000年，該技術(shù)被許多石油公司認(rèn)可，并廣泛應(yīng)用。到現(xiàn)在為止，北美地區(qū)約有16，000口油井和8，000口左右的水井采用了UHMW PE內(nèi)襯油管。在范圍內(nèi)，約有近30，000口油水井使用該產(chǎn)品。由于該產(chǎn)品具有優(yōu)良的抗磨、抗腐性能，用戶(hù)很滿(mǎn)意，享有良好的口碑。內(nèi)襯UHMW PE抗磨、抗腐油管的使用，大大降低了井下故障。因而，在過(guò)去的幾年時(shí)間里，越來(lái)越多的石油公司對(duì)該特種油管表示青睞。