[發(fā)明專(zhuān)利]包含含聚丙烯均聚物的護(hù)套的水下管道

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780031405.3
• 申請(qǐng)日: 2017-04-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109153229B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: F·德曼茲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 泰克尼普法國(guó)公司
• 主分類(lèi)號(hào): B32B15/085
• 分類(lèi)號(hào): B32B15/085;B32B1/08;B32B27/32;F16L57/00;B32B15/02;B32B27/20;B32B27/22
• 代理公司: 中國(guó)貿(mào)促會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 張力更

本發(fā)明涉及一種水下管道、其制備方法以及其用于運(yùn)輸烴的用途，該水下管道包含在能夠與烴接觸的內(nèi)部聚合物密封護(hù)套周?chē)慕饘僭鰪?qiáng)層，其特征在于該內(nèi)部聚合物密封護(hù)套包含均聚聚丙烯或者均聚聚丙烯的混合物，其中所述均聚聚丙烯或者所述混合物具有大于0.900g/cm³的密度以及在230℃下在2.16kg的質(zhì)量下測(cè)量的小于10g/10min的熔體指數(shù)。這種護(hù)套可被用于在高溫下與烴接觸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于在深層水中運(yùn)輸烴的水下管道。

這些管道可能在高于100巴或者甚至最高達(dá)1000巴的高壓下以及在高于130℃或者甚至為170℃的高溫下被使用長(zhǎng)的時(shí)間周期，例如若干年，典型地為20年。

背景技術(shù)

用于在深層水中運(yùn)輸烴的水下管道包含在內(nèi)部聚合物密封護(hù)套周?chē)慕饘僭鰪?qiáng)層，烴在該內(nèi)部聚合物密封護(hù)套中流動(dòng)。

內(nèi)部聚合物密封護(hù)套的構(gòu)成材料必須是化學(xué)上穩(wěn)定的并且能夠機(jī)械抵抗所運(yùn)輸?shù)牧黧w及其性能(組成、溫度以及壓力)。這些材料必須結(jié)合延展性、耐候性(通常至少20年的管道壽命)以及對(duì)熱和壓力的機(jī)械抗性的性能。這些材料必須特別是對(duì)于構(gòu)成所運(yùn)輸?shù)牧黧w的化合物是化學(xué)上惰性的。典型地，所運(yùn)輸?shù)臒N包含原油、水以及加壓氣體，例如通常在100ppm量級(jí)的濃度的硫化氫(H₂S)，通常在1巴至100巴的壓力下的二氧化碳(CO₂)以及通常在1巴至幾百巴的壓力下的甲烷(CH₄)。有機(jī)酸可例如為苯甲酸、甲酸和/或乙酸。這些酸增加了原油的酸值(例如在0.1至8之間的TAN)。該酸值可導(dǎo)致某些聚合物如聚酰胺的過(guò)早降解。

水下管道可為柔性的或者剛性的。剛性的水下管道的內(nèi)部聚合物密封護(hù)套通常基于聚乙烯。

各種聚合物材料被用在用于水下柔性管道的內(nèi)部聚合物密封護(hù)套中，例如：

-用于低溫應(yīng)用(典型地低于80℃)的聚乙烯，尤其是高密度聚乙烯，

-聚酰胺(PA)，特別是聚酰胺11。與聚乙烯相比，聚酰胺具有當(dāng)其被加壓時(shí)并且在溫度下良好的抗起泡性，以及當(dāng)其與石油流體接觸時(shí)低溶脹的傾向。聚酰胺通常在高壓以及溫度優(yōu)選地保持低于90℃、或者甚至對(duì)于可升高至最高達(dá)110℃的溫度的運(yùn)輸烴的條件下使用。

另一方面，聚酰胺的缺點(diǎn)之一在于它傾向于在水(經(jīng)常在原油的開(kāi)采中含有的水)存在下發(fā)生水解(化學(xué)老化)。當(dāng)經(jīng)受溫度(110℃及其以上量級(jí))以及低pH值(pH低于7)時(shí)水解是快速的。另一個(gè)缺點(diǎn)在于它的購(gòu)買(mǎi)成本，其顯著地高于聚乙烯的購(gòu)買(mǎi)成本。

-聚偏1,1-二氟乙烯(PVDF)具有非常良好的化學(xué)惰性。PVDF護(hù)套可承受高運(yùn)行壓力以及最高達(dá)130℃至150℃的溫度。

聚偏1,1-二氟乙烯的主要缺點(diǎn)在于它的價(jià)格遠(yuǎn)高于聚乙烯或者聚酰胺的價(jià)格。

此外，一些PVDF對(duì)空化作用是敏感的，這限制了其作為柔性管道的護(hù)套的使用。在柔性管道中內(nèi)壓的作用下，相對(duì)柔性的聚合物護(hù)套抵靠壓力拱的內(nèi)表面被擠壓。沒(méi)有被增強(qiáng)層局部支撐的聚合物護(hù)套的部分(例如與間隙相對(duì)的部分)在壓力的作用下變形。聚合物護(hù)套在增強(qiáng)層的間隙中的這種變形現(xiàn)象被稱(chēng)作蠕變或者聚合物護(hù)套的擠出。在這些條件下，這些變形可以是在聚合物護(hù)套上出現(xiàn)空化作用的起因。空化作用是指在響應(yīng)機(jī)械應(yīng)力(變形)的物質(zhì)中微真空的出現(xiàn)和/或生長(zhǎng)。該現(xiàn)象可與材料的應(yīng)力致白有關(guān)或者無(wú)關(guān)。這些空化作用可最終導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)以及聚合物護(hù)套密封性的損失。

在API RP 17B(2008)的第6.2.2節(jié)中總結(jié)了在未束縛的柔性管道中熱塑性材料的使用。

尋求開(kāi)發(fā)更加便宜的替代的內(nèi)部聚合物密封護(hù)套，其性能相容于它們與高溫?zé)N接觸的用途(低溶脹，對(duì)空化作用的低敏感性，良好的機(jī)械抗性，尤其是蠕變抗性……，對(duì)烴成分良好的化學(xué)耐受性)。