[實用新型]一種高性能碳纖維軸向增強井下油管

有效

• 申請號: 201821084363.8
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN208587105U
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 張彬;馬婷婷;楊恒;李俊
• 申請（專利權）人: 江蘇新揚新材料股份有限公司
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;B29C70/32;B29C70/34;B29C70/54
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陳棟智

本實用新型公開了油管制造領域內的一種高性能碳纖維軸向增強井下油管，包括油管，油管內壁上通過環氧樹脂膠纏繞固定有混合纖維，混合纖維的纏繞角度為45°～54.75°，混合纖維包括碳纖維和玻璃纖維，碳纖維和玻璃纖維的比重為（0.3～1）：1；采用碳纖維和玻璃纖維組成的混合纖維浸漬環氧樹脂膠后與油管內壁呈45°～54.75°的角度進行纏繞固定，這樣以樹脂膠為基體傳遞油管所受的軸向力和環向力，混合纖維承受油管所受的軸向力和環向力，利用碳纖維強度與模量遠高于玻璃纖維的特性，可以有效地增加了油管的軸向強度，并且提高了抗內壓性能，同時采用大角度纏繞，在保證產品性能的同時使得纏繞材料的利用率增加了15%以上，本實用新型用于油田勘探開發中。

技術領域

本實用新型涉及井下油管，特別涉及一種碳纖維井下油管。

背景技術

國內外油田使用的油管和套管大多使用鋼管。油管和套管在油氣田勘探開發中發揮重要的作用。油管和套管用量大，管材的質量、性能對石油工業意義重大。隨著油田的開發，原油含水量不斷加大，為提高采油量，采用高壓注水補充地層能量。注入的水礦化物含量高，且含有硫化氫、二氧化碳等大量氯離子，加劇鋼制油管的腐蝕，長期運行產生井管穿孔，注水井報廢；而且井下油管安裝深度一般1000米至3000米，軸向方向受力較大，同時井管在工作中，因高壓注入，管道環向受力較大。近年來，玻璃鋼井下油管逐步投入使用，基本解決管道耐腐蝕問題。但是，現有技術中，由于玻璃纖維紗拉伸強度及模量較低，為滿足井管的軸向性能，一般采用小角度進行纏繞。其耐壓性受到嚴重影響，導致井管承壓能力差，并且線型變換區較長，會造成極大的材料浪費，材料損耗率達30%。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種高性能碳纖維軸向增強井下油管，可以有效地增加了油管的軸向強度，并且提高了抗內壓性能，同時采用大角度纏繞，在保證產品性能的同時使得纏繞材料的利用率增加了15%以上。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種高性能碳纖維軸向增強井下油管，包括油管，所述油管內壁上通過環氧樹脂膠纏繞固定有混合纖維，所述混合纖維的纏繞角度為45°～54.75°，所述混合纖維包括碳纖維和玻璃纖維，所述碳纖維和玻璃纖維的比重為（0.3～1）：1。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于，采用碳纖維和玻璃纖維組成的混合纖維浸漬環氧樹脂膠后與油管內壁呈45°～54.75°的角度進行纏繞固定，這樣以樹脂膠為基體傳遞油管所受的軸向力和環向力，混合纖維承受油管所受的軸向力和環向力，利用碳纖維強度與模量遠高于玻璃纖維的特性，可以有效地增加了油管的軸向強度，并且提高了抗內壓性能，同時采用大角度纏繞，在保證產品性能的同時使得纏繞材料的利用率增加了15%以上，本實用新型用于油田勘探開發中。

作為本實用新型的進一步改進，所述混合纖維的纏繞角度為54.75°，這樣可以使得油管所受的軸向力和環向力的比例為2:1，更加符合油管的受力狀態，進一步提升油管的軸向強度和抗內壓性能。

作為本實用新型的進一步改進，所述碳纖維和玻璃纖維的比重為1：1，這樣可以在保證油管的軸向強度和抗內壓性能的同時節約制造成本。

作為本實用新型的進一步改進，所述碳纖維和玻璃纖維無交叉間隔設置，這樣可以更好地確保油碳纖維和玻璃纖維均勻承受油管所受到的軸向力和環向力，使得油管整體的軸向強度和抗內壓性能更加均衡。

作為本實用新型的進一步改進，所述碳纖維為T700碳纖維，這樣可以進一步提升油管的軸向強度和抗內壓性能。

附圖說明

圖1為本實用新型內部結構示意圖。

圖2為本實用新型芯模纏繞纖維結構示意圖。

其中，1油管，2碳纖維，3玻璃纖維，4芯模，5紗梳。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步說明：