[發(fā)明專利]大口徑高壓力非金屬?gòu)?fù)合管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210025466.8
• 申請(qǐng)日: 2012-02-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102537534A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李厚補(bǔ);戚東濤;張學(xué)敏;丁楠;蔡雪華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司
• 主分類(lèi)號(hào): F16L9/14
• 分類(lèi)號(hào): F16L9/14;B29C69/02;B29C47/00;B29C53/56
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非金屬管材領(lǐng)域，特別涉及一種大口徑高壓力非金屬?gòu)?fù)合管及其制備方法。

背景技術(shù)

為緩解油田金屬管道的腐蝕問(wèn)題，非金屬與復(fù)合材料管在油氣集輸、注入和污水處理等領(lǐng)域逐步得到廣泛應(yīng)用。目前非金屬管材在油田應(yīng)用大部分是小口徑管道(≤150mm)，主要包括玻璃鋼管、柔性復(fù)合管和塑料合金復(fù)合管等。大口徑非金屬管材應(yīng)用相對(duì)較少，主要是玻璃鋼管和鋼骨架增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管，但這些產(chǎn)品通常不能滿足大口徑(≥DN250)高壓力(≥6MPa)集輸干線管道的應(yīng)用需求。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的鋼骨架復(fù)合管(SY/T?6662、CJ/T?189等)公稱壓力通常低于4MPa，而大口徑玻璃鋼管壓力高時(shí)密封困難，且在負(fù)壓下容易發(fā)生坍塌。熱塑性塑料內(nèi)襯的玻璃鋼復(fù)合管因?yàn)榻Y(jié)合了塑料內(nèi)襯層優(yōu)良的防腐性、耐溫性、液流性和玻璃鋼結(jié)構(gòu)層的高強(qiáng)度、耐久性而備受關(guān)注。同時(shí)內(nèi)襯塑料層的存在使玻璃鋼抗流體滲透性大幅度增加，使大口徑、高壓力非金屬?gòu)?fù)合管的制備成為現(xiàn)實(shí)。但在實(shí)際使用過(guò)程中，當(dāng)輸送管線出現(xiàn)壓力突降或負(fù)壓情況時(shí)，內(nèi)襯塑料層由于環(huán)剛度較低而常常出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，并最終失效脫落，堵塞整個(gè)管線，影響了管線安全有效地運(yùn)行。增加塑料內(nèi)襯層的厚度可以提高其環(huán)剛度，但一方面會(huì)造成原材料用量的大幅度增加，使復(fù)合管重量和制造成本大幅增加；另一方面會(huì)減小復(fù)合管內(nèi)流體的流通內(nèi)徑，大大降低了復(fù)合管輸送效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，解決現(xiàn)有復(fù)合管內(nèi)襯環(huán)剛度低，流通內(nèi)徑小、輸送效率低的問(wèn)題，提供一種內(nèi)襯環(huán)剛度高、流通內(nèi)徑大且輸送效率高的大口徑高壓力非金屬?gòu)?fù)合管及其制備方法。

本發(fā)明一個(gè)方面，提供的一種大口徑高壓力非金屬?gòu)?fù)合管包括：抗負(fù)壓內(nèi)襯層和抗內(nèi)壓結(jié)構(gòu)層；

所述抗負(fù)壓內(nèi)襯層為設(shè)有環(huán)向增強(qiáng)材料的增強(qiáng)熱塑性塑料復(fù)合層，用于提高大口徑管道抗負(fù)壓能力；

所述抗內(nèi)壓結(jié)構(gòu)層為用于提高大口徑管道抗內(nèi)壓能力的增強(qiáng)熱固性塑料復(fù)合層；

所述抗負(fù)壓內(nèi)襯層設(shè)置在所述抗內(nèi)壓結(jié)構(gòu)層內(nèi)部。

進(jìn)一步，所述抗負(fù)壓內(nèi)襯層的增強(qiáng)材料包括：

玻璃纖維、玄武巖纖維帶、碳纖維帶、高強(qiáng)度塑料帶、鋼絲、鋼帶或鋼板。

進(jìn)一步，所述抗負(fù)壓內(nèi)襯層的熱塑性塑料包括：

聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。

進(jìn)一步，所述抗內(nèi)壓結(jié)構(gòu)層的增強(qiáng)材料包括：

玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維、有機(jī)纖維或布帶、浸膠帶。

進(jìn)一步，所述抗內(nèi)壓結(jié)構(gòu)層的熱固性塑料包括：

不飽和聚脂、環(huán)氧樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂。

本發(fā)明另一個(gè)方面，提供一種制備上述大口徑高壓力非金屬?gòu)?fù)合管的方法，包括：將所述增強(qiáng)材料與加熱成熔融狀態(tài)的熱塑性塑料一起經(jīng)擠塑機(jī)復(fù)合管成型模腔形成復(fù)合管坯，再經(jīng)冷卻、切割、注塑獲得抗負(fù)壓內(nèi)襯層；

將浸有熱固性塑料的增強(qiáng)材料連續(xù)、均勻的纏繞在所述抗負(fù)壓內(nèi)襯層外表面后充分固化獲得抗內(nèi)壓結(jié)構(gòu)層；

將所述抗負(fù)壓內(nèi)襯層與所述纏繞在其外表面的抗內(nèi)壓結(jié)構(gòu)層進(jìn)行端口整形后獲得成品。

進(jìn)一步，所述抗負(fù)壓內(nèi)襯層的增強(qiáng)材料包括：

玻璃纖維、玄武巖纖維帶、碳纖維帶、高強(qiáng)度塑料帶、鋼絲、鋼帶或鋼板。

進(jìn)一步，所述抗負(fù)壓內(nèi)襯層的熱塑性塑料包括：

聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。

進(jìn)一步，所述抗內(nèi)壓結(jié)構(gòu)層的增強(qiáng)材料包括：

玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維、有機(jī)纖維或布帶、浸膠帶。

進(jìn)一步，所述抗內(nèi)壓結(jié)構(gòu)層的熱固性塑料包括：

不飽和聚脂、環(huán)氧樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂。

本發(fā)明提供的一種大口徑高壓力非金屬?gòu)?fù)合管，在玻璃鋼管內(nèi)部增加了增強(qiáng)熱塑性塑料抗負(fù)壓內(nèi)襯層，克服了玻璃鋼在高壓下由于基體開(kāi)裂發(fā)生的滲漏現(xiàn)象，提高了管材的承壓能力；外層(抗內(nèi)壓結(jié)構(gòu)層)采用連續(xù)纖維纏繞成型的增強(qiáng)熱固性塑料復(fù)合材料，可自由地設(shè)計(jì)復(fù)合管的最大承壓能力，在保證復(fù)合管大口徑的同時(shí)，有效確保了壓力等級(jí)的提升；此外，由于抗負(fù)壓內(nèi)襯層為增強(qiáng)塑料，比采用單一的熱塑性塑料內(nèi)襯層，具有更高的環(huán)剛度，有效防止了壓力突降或負(fù)壓狀態(tài)下內(nèi)襯層的坍塌，明顯提高了內(nèi)襯層的抗負(fù)壓能力。在降低抗負(fù)壓內(nèi)襯層壁厚的同時(shí)，保證了外層增強(qiáng)熱固性塑料結(jié)構(gòu)層的密封性能，為復(fù)合管整體承壓能力的提升奠定了基礎(chǔ)。