一種耐高溫內(nèi)襯抽油管的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種耐高溫內(nèi)襯抽油管，所述的耐高溫內(nèi)襯抽油管包括所述的基管（2)和耐高溫內(nèi)襯管材（3)，所述的耐高溫內(nèi)襯管材（3)設(shè)置在所述的基管（2)的內(nèi)側(cè)。所述的耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材具有耐高溫、耐磨、防腐、防結(jié)蠟的優(yōu)點，可以在150°C以上的溫度條件下的抽油井中長期使用。
【專利說明】一種耐高溫內(nèi)襯抽油管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及油田石油機械【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種耐高溫接枝交聯(lián)聚酰胺內(nèi) 襯管，用于與鋼質(zhì)抽油管復(fù)合，在高溫油井采油領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)防偏磨、防腐、防結(jié)蠟等功能。

【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)襯油管是采用專門技術(shù)在鋼制普通油管內(nèi)內(nèi)襯一層特種塑料耐磨管材，使襯管 與油管緊貼在一起，形成"管中管"結(jié)構(gòu)。與金屬管材相比，內(nèi)襯油管具有質(zhì)量輕、耐腐蝕、耐 磨損、不生銹、導熱系數(shù)低、摩擦系數(shù)低、絕緣性能好、自潔性強、流體阻力小等優(yōu)點。該技術(shù) 不需改變現(xiàn)行的采油工藝和作業(yè)技術(shù)，不需要特殊的作業(yè)工具，簡易可靠。目前國內(nèi)油田使 用的內(nèi)襯管材料主要為HDPE/EXPE和UHMWPE二種：HDPE襯管適應(yīng)油井溫度75?80°C，EXPE 襯管是在HDPE基礎(chǔ)上，添加提高耐溫性能的添加劑制成，其耐溫性能有所提高；UHMWPE襯 管適應(yīng)油井溫度IKTC，滿足一般油井需要，而耐磨等綜合性能優(yōu)于HDPE/EXPE襯管，韌性 更好，強度更高，它既可以使用新油管，也可以使用修復(fù)后的舊油管。
[0003] 目前市場上所有聚乙烯襯管、環(huán)氧樹脂襯管，其耐熱溫度均大幅度小于150°C，在 150°C條件下使用性能快速老化降低，產(chǎn)品產(chǎn)生碎片以后堵塞抽油泵；環(huán)氧樹脂作為耐磨材 料，其耐磨性和耐溫性能相對于超高分子量聚乙烯更差，因為其為熱固性脆性樹脂，在使用 過程中容易從油管上剝離下來，造成抽油泵堵塞。
[0004] CN201110436316. 1公開了超高分子量聚乙烯耐磨管擠出成型工藝采用 87% -91 %分子量為250-300萬的超高分子量聚乙烯粉等原料制備超高分子量聚乙烯管 材。CN201310021909. 0超高分子量聚乙烯/碳納米管油管襯里管材及其制備方法，公開 了一種改性超高分子量聚乙烯管材及制備方法，其維卡軟化點小于135°C，長期使用溫度 小于100°C，可用于深度小于2000m的油井。CN201210513970. 2公布了一種采油防腐、 防結(jié)蠟、耐高溫聚乙烯管材及其制備方法，通過加入雙馬來酰亞胺適當提高聚乙烯的耐 熱性能，其維卡軟化點達到135°C，使用溫度達到130°C，可用于深度小于2000m的油井。 CN201120120414. X和CN1401933A公開了自潤滑防腐防偏磨油管和耐磨防腐涂層復(fù)合抽油 管及其涂敷方法，主體材料為環(huán)氧樹脂，該材料的耐磨性能較差。
[0005] 上述專利申請公開的采油襯管管材都熱變形溫度最高僅僅為130°C，長期使用溫 度在80°C?100°C左右。但是隨著油井深度的增加，地下的溫度逐漸增加，到深度為2000m 以上至3000m時，溫度可達到150°C，現(xiàn)有的采油襯管管材不能在150°C的環(huán)境下長期使用， 滿足不了深井抽油管的使用要求。 實用新型內(nèi)容
[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中改性塑料抽油管內(nèi)襯管材只能在低于130°c溫度以下的條件 下工作的問題，本實用新型提供了一種耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材，其具有耐高溫、耐磨、 防腐、防結(jié)蠟的優(yōu)點，可以在150°C以上的溫度條件下的抽油井中長期使用。
[0007] 本實用新型還提供了耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材的制備方法。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：
[0009] -種耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材，所述的耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材是由下述重 量份的組分制備而成：
[0010] 聚己二酰己二胺：20-25重量份；
[0011] 二兀乙丙橡13父：1_1〇重量份；
[0012] 接枝聚烯烴彈性體：1-10重量份；
[0013] N，Ν'間苯撐雙馬來酰亞胺：5-15重量份；
[0014] 抗氧劑：1-5重量份；
[0015] 防老劑：1-5重量份；
[0016] 交聯(lián)劑：0· 1-0. 8重量份；
[0017] 接枝催化劑：0· 015-0. 05重量份。
[0018] 所述的聚己二酰己二胺的數(shù)均分子量為3萬-5萬。
[0019] 所述的三元乙丙橡膠門尼粘度75到100之間。
[0020] 所述的接枝聚烯烴彈性體數(shù)均分子量為5萬-10萬。
[0021] 所述的接枝聚烯烴彈性體為馬來酸酐接枝高密度聚乙烯（EPDM-g-MAH)。
[0022] 所述的雙馬來酰亞胺為Ν，Ν' -4, 4' -二苯甲烷雙馬來酰亞胺。
[0023] 所述的抗氧劑為抗氧劑1010(四[β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊 四醇酯、抗氧劑300 (4, 4'-硫代雙（6-叔丁基-3-甲基苯酚））、抗氧劑BHT (2, 6-二叔丁基 對甲酚）中的一種。
[0024] 所述的防老劑為防老劑RD、防老劑D、防老劑4010中的一種。
[0025] 交聯(lián)劑為DCP(過氧化二異丙苯）、ΒΡ0(過氧化苯甲酰）或異丙苯過氧化氫。
[0026] 所述的接枝催化劑為三氧化二銣。
[0027] -種制備所述的耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材的制備方法，其特征在于，包括下述 步驟：
[0028] 步驟1 :混勻烘干
[0029] 將聚己二酰己二胺、三元乙丙橡膠、接枝聚烯烴彈性體、雙馬來酰亞胺、抗氧劑、防 老劑、交聯(lián)劑、接枝催化劑在高速混合機中混合均勻，在烘箱中保持l〇〇°C溫度條件下烘干 10小時。步驟2:擠出成型并造粒
[0030] 步驟2 :擠出成型專用料并造粒
[0031] 將聚己二酰己二胺、三元乙丙橡膠、接枝聚烯烴彈性體、雙馬來酰亞胺、抗氧劑、防 老劑、交聯(lián)劑、接枝催化劑通過雙螺桿擠出機或三螺桿擠出機擠出徑為5_的產(chǎn)品，在水槽 中冷卻，通過水槽端部安裝的切粒機造粒成為直徑5_，長度5?IOmm的顆粒；
[0032] 步驟3:管材成型
[0033] 將步驟2制備的顆粒在100°C溫度條件下烘干10小時，按照配比規(guī)定的量加入水 分捕捉劑，混合均勻，采用單螺桿擠出機擠出成型耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材。所述水分捕 捉劑為上述顆粒總重量的1%。-5%。。
[0034] 所述雙螺桿擠出機或三螺桿擠出機機筒各加熱區(qū)的溫度為：一區(qū)：170?185°C， 二區(qū)：240 ?290°C，三區(qū)：260 ?300°C，四區(qū)：240 ?290°C，五區(qū)：240 ?290°C，六區(qū)： 230?280°C，機頭溫度：170?185°C，主機轉(zhuǎn)速30?60轉(zhuǎn)/min，機頭壓力：15?20MPa。
[0035] 所述單螺桿擠出機機筒各加熱區(qū)的溫度為：一區(qū)：220±20°C，二區(qū)：240±20°C， 三區(qū)：248±20°C，四區(qū)：255±20°C，五區(qū)：255±20°C，六區(qū)：255±20°C，機頭溫度：170 ? 185°C，主機轉(zhuǎn)速30?60轉(zhuǎn)/min，機頭壓力：15?20MPa。
[0036] -種耐高溫內(nèi)襯抽油管，所述的耐高溫內(nèi)襯抽油管為所述的基管2和所述的耐高 溫內(nèi)襯管材3復(fù)合制備而成。
[0037] 所述的內(nèi)襯管3兩端均設(shè)有朝向所述基管2的翻邊4,所述基管2的端部位于兩所 述翻邊4所形成區(qū)域內(nèi)，且基管2的兩端螺紋底部分別與兩所述翻邊4所形成的外側(cè)面保 持平齊。
[0038] 所述的耐高溫內(nèi)襯抽油管還包括用于串接兩所述抽油管的接箍1，所述接箍1設(shè) 有內(nèi)螺紋，所述抽油管上的基管2兩端部設(shè)有外螺紋，所述接箍1和基管2的端部通過螺紋 相配合，通過接箍將多根抽油管連接至油井深度。
[0039] 所述的接箍（1)與所述的抽油管11套接長度為4-10cm。
[0040] 本實用新型提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：
[0041] (1)本實用新型的耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材通過選用三氧化二銣為接枝催化 齊U，在聚己二酰己二胺分子上接枝Ν，Ν'間苯撐雙馬來酰亞胺，通過雙馬來酰亞胺的雙苯環(huán) 結(jié)構(gòu)，提高聚己二酰己二胺的耐熱性能，通過高粘度三元乙丙橡膠和馬來酸酐接枝聚烯烴 彈性體的使用，提高材料的熔融狀態(tài)下的粘度，提高材料的成管特性，同時馬來酸酐和聚己 二酰己二胺分子上的胺基反應(yīng)生成酰胺基，提高材料的耐酸性能；通過抗氧劑和防老劑的 使用，提高材料高溫條件下的穩(wěn)定性，降低成型過程中材料的降解可能性，通過交聯(lián)劑的使 用，使得材料中含有的活性基團產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，從而進一步提高管材的耐溫性能。
[0042] (2)本實用新型的耐高溫內(nèi)襯抽油管所用的內(nèi)襯管材其材料具有耐高溫、防腐、耐 磨、防結(jié)蠟的優(yōu)點，可以在150°C地熱溫度條件下的抽油井中長期使用。實驗表明本申請制 備的耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材可以在150°C地熱溫度條件下使用2年時間。本實用新型 所制備的管材維卡軟化點大于200°C，長期使用溫度超過150°C，可以用于3000m及以上深 油井抽油管的防偏磨，具有耐高溫性能好、耐磨、防腐、防結(jié)蠟、耐酸性好等優(yōu)點。
[0043] (3)本實用新型用于制備耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材時使用了水分捕捉劑，材料 中微量的水分在高溫成型時形成水蒸氣，容易在管材中形成氣泡，水分捕捉劑與水反應(yīng)形 成水合物，在成管溫度下不會分解，形成的管材質(zhì)量好，無氣孔，可以大幅度提高內(nèi)襯管材 合格率。
[0044] (4)本實用新型的內(nèi)襯管兩端均設(shè)有朝向所述基管的翻邊，使得所述內(nèi)襯管與所 述的基管復(fù)合更加緊密。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045] 圖1為耐高溫內(nèi)襯管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖2為耐高溫內(nèi)襯管結(jié)構(gòu)放大圖；
[0047] 圖3為擠出管材內(nèi)口模結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖4為擠出管材外口模結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖5為擠出管材內(nèi)外口模組合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 其中：1_接箍；2-基管；3-耐高溫襯管；4-翻邊；5-內(nèi)□模；6-內(nèi)□模螺紋；7-內(nèi) 口模通孔；8-外口模；9-外口模螺紋；10-外模具通孔；12-鋼質(zhì)抽油管上的螺紋。

【具體實施方式】
[0051] 為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新 型實施方式作進一步地詳細描述。
[0052] 本申請的實施例中的雙螺桿擠出機的生產(chǎn)廠家為四川中裝科技有限公司，型號為 T6-65。
[0053] 單螺桿擠出機的生產(chǎn)廠家為山東通佳機械有限公司，型號為TJ-90。
[0054] 聚己二酰己二胺：（美國杜邦公司的Zytel42、德國拜耳公司A30S)
[0055] 三元乙丙橡膠：（韓國錦湖KEP1030F、美國陶氏化學4785、吉林J-3080)
[0056] 馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體：（美國杜邦公司P0E8999、?？松梨赑0E5371)
[0057] 實施例1
[0058] -種耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材，所述的內(nèi)襯管材是由下述kg的組份制備而成 專用顆粒料，由顆粒料擠出成型管材：
[0059] 數(shù)均分子量為3萬-5萬的聚己二酰己二胺：25kg ;
[0060] 三元乙丙橡膠：1kg;
[0061] 分子量為5萬-10萬的接枝聚烯烴彈性體：5kg ;
[0062] Ν，Ν' -4, 4' -二苯甲烷雙馬來酰亞胺：10kg ;
[0063] 抗氧劑 1010 :4kg ;
[0064] 防老劑 RD :3kg ;
[0065] 交聯(lián)劑 DCP :0· Ikg ;
[0066] 接枝催化劑三氧化二銣：0· 05kg。
[0067] 一種制備所述的耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材的制備方法，包括下述步驟：將聚己 二酰己二胺、三元乙丙橡膠、接枝聚烯烴彈性體、雙馬來酰亞胺、抗氧劑、防老劑、交聯(lián)劑、接 枝催化劑采用高速混合機混合均勻并在100°c條件下烘干10小時備用，將物料用吸料系統(tǒng) 吸入雙螺桿擠出機的料筒中，調(diào)整雙螺桿擠出機的參數(shù)：一區(qū)：170°c，二區(qū)：240°C，三區(qū)： 260°C，四區(qū)：290°C，五區(qū)：280°C，六區(qū)：250°C，機頭溫度：185°C，主機轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/min，機頭 壓力：20MPa。采用雙螺桿擠出機擠出直徑為5mm的產(chǎn)品，在水槽中冷卻，采用水槽端部的造 粒機造粒，形成長度為5?IOmm的顆粒。
[0068] 造粒后的專用顆粒料在KKTC溫度條件下烘干10小時，加入金陵帝斯曼公司的水 分捕捉劑，每IOOOkg顆粒料用量為lkg，與烘干的管材專用料混合均勻，采用單螺桿擠出機 擠出成型耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材，擠出機機筒各加熱區(qū)的溫度為：一區(qū)：220°c，二區(qū)： 240°C，三區(qū)：248°C，四區(qū)：255°C，五區(qū)：255°C，六區(qū)：255°C，機頭溫度：170?185°C，主機 轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/min，機頭壓力：15?20MPa。
[0069] 把機筒內(nèi)已經(jīng)加熱到規(guī)定溫度的熔融物料，以規(guī)定的壓力和速度從口模和芯棒之 間擠出管坯；所述的模頭口模和芯棒采用錐體短結(jié)構(gòu)，如圖2、圖3、圖4所示，內(nèi)口模5和外 口模8的錐度均為60°，長度為制品厚度的10?13倍（本實施例選擇30_);所述的內(nèi)口 模5設(shè)置有內(nèi)口模螺紋6和內(nèi)口模通孔7，所述的外口模8設(shè)置有與所述的內(nèi)口模螺紋6相 匹配的外口模螺紋9,與所述內(nèi)口模通孔7相適應(yīng)的外模具通孔10。物料由內(nèi)外口模之間 的縫隙流出，形成粘流態(tài)厚度為3mm管坯，管坯在牽引機的牽引下經(jīng)過真空定徑室，邊定徑 邊用冷水冷卻，真空度控制在-〇. 7MPa。
[0070] 本實施例制備的耐高溫內(nèi)襯抽油管的測試結(jié)果見表1。
[0071] 表1耐高溫內(nèi)襯抽油管內(nèi)襯管材達到的性能指標

【權(quán)利要求】
1. 一種耐高溫內(nèi)襯抽油管，其特征在于，所述的耐高溫內(nèi)襯抽油管包括所述的基管 (2)和耐高溫內(nèi)襯管材（3)，所述的耐高溫內(nèi)襯管材（3)設(shè)置在所述的基管（2)的內(nèi)側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫內(nèi)襯抽油管，其特征在于，所述的內(nèi)襯管⑶兩端 均設(shè)有朝向所述基管（2)的翻邊（4)，所述基管（2)的端部位于兩所述翻邊（4)所形成區(qū)域 內(nèi)，且基管（2)的兩端螺紋底部分別與兩所述翻邊（4)所形成的外側(cè)面保持平齊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種耐高溫內(nèi)襯抽油管，其特征在于，所述的耐高溫內(nèi)襯 抽油管還包括用于串接兩所述抽油管的接箍（1)，所述接箍（1)設(shè)有內(nèi)螺紋，所述抽油管上 的基管（2)兩端部設(shè)有外螺紋，所述接箍（1)和基管（2)的端部通過螺紋相配合，通過接箍 將多根抽油管連接至油井深度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐高溫內(nèi)襯抽油管，其特征在于，所述的接箍⑴與所述 的抽油管（11)套接長度為4-lOcm。
【文檔編號】C08L23/16GK204022720SQ201420426833
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】韓克軍, 李華, 張文栓, 韓家琪, 張朧月, 李昊陽, 李峰云 申請人:濟南琪苒復(fù)合材料技術(shù)開發(fā)有限公司