鄭州合縱新材石油管道為石油能源工業(yè)的特殊產(chǎn)品,在我國當(dāng)今國民經(jīng)濟結(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,甚至管線報廢,這樣需要對管道進行修復(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,油田產(chǎn)出液逐漸進入中、高含水期,油氣集輸管網(wǎng)中腐蝕問題就越來越嚴(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,延長抽油桿柱的壽命。
油井內(nèi)襯管材質(zhì)為什么要用超高分子量聚乙烯呢?原因如下:
1、超高分子量聚乙烯優(yōu)良的耐磨性
這種聚乙烯(UHMW-PE)很引人注目的一個特性是它具有*的耐磨性,這一性能在許多工程應(yīng)用中都是十分寶貴的。在目前所有塑料中,其耐磨性是好的,UHMW-PE的耐磨性比尼龍PA一66高4倍左右、比高密度聚乙烯HDPE和HPVC高5倍左右、比PTFE高2.5倍左右、比聚氨酯高5倍左右、比碳鋼和不銹鋼高6~7倍左右,是聚丙烯的10倍左右。UHMW-PE耐磨損機理不是靠它的硬度,而且還靠粘彈性和磨擦系小來緩沖磨損,這與一般磨損材料抗磨損機理截然不同。
2、超高分子量聚乙烯優(yōu)良的耐腐蝕性
這種聚乙烯是一種飽和分子團結(jié)構(gòu),故其化學(xué)穩(wěn)定性*。UHPE具有良好的耐化學(xué)腐蝕特性,除濃硝酸和濃硫酸外,它在所有的堿液、酸液和鹽液中都不會受到腐蝕。
3、超高分子量聚乙烯優(yōu)異的自身潤滑性
超高分子量聚乙烯的磨損系數(shù)較小,與塑料中好的PTFE相當(dāng),摩擦系數(shù)僅為0.07~0.10。常用工程塑料動摩擦系數(shù)的比較如表2所示。
4、超高分子量聚乙烯優(yōu)良的不粘性
UHMW-PE是一種類似石蠟烴的飽和碳?xì)浠衔?,化學(xué)穩(wěn)定性高,表面張力小,表面吸附力非常微弱,其抗粘附能力僅次于塑料中不粘性好的PTEF,它的吸水率很低,小于0.01%,表面疏水性良好,因而制品表面與其它材料不易粘附。只要流速達到2.3~4.6m/s,結(jié)垢就難以形成,即使長期緩慢積累形成垢層也不牢固,很容易清除。UHPE的自潤滑性和不粘附性,摩擦系數(shù)較小。特殊工藝的管道內(nèi)壁抗腐蝕、抗磨損、不結(jié)垢,因此流動阻力很小,可長期保持流速和流量不減。其內(nèi)徑設(shè)計可比鋼管減小15.4%。
5、超高分子量聚乙烯高抗沖擊性
UHMW-PE抗沖擊性和吸收沖擊能居塑料之,無論是外力強沖擊,還是內(nèi)部壓力波動都難以使其開裂。其沖擊力強度為尼龍66的10倍,聚氯乙烯的20倍,聚乙烯的4倍。特別是在低溫環(huán)境,其沖擊強度反而達到更高值。這種柔韌性為輸送系統(tǒng)提供了安全可靠的保障。
6、超高分子量聚乙烯耐候性和抗老化性
管材有良好的耐候和抗老化性。一方面,因為UHPE管道分子鏈中不飽和基因很少,分子量大;另一方面,加為添加了改良劑,使得UHPE管道使用壽命大大超過了普通聚乙烯管道。使用60年左右管道仍可保持70%以上的機械性能。
7、超高分子量聚乙烯耐低溫性
8、超高分子量聚乙烯管材適溫性寬,可長期在-269℃到80℃的溫度下工作,這是其它聚烯烴管材*的。
超高分子量聚乙烯油井套管應(yīng)用范圍:
(1)采油井:適用于油管偏磨與腐蝕嚴(yán)重、抽油桿故障率高、結(jié)垢的油井;
(2)腐蝕性氣井:抗H2S和CO2氣體腐蝕;
(3)注水井:適用于腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重的注水井;
(4)海上油井:超長壽命降低海上采油成本。
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