一種連續複合多功能採注管柱的製作方法
2023-05-20 08:27:01
一種連續複合多功能採注管柱的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種連續複合多功能採注管柱，由四層結構構成，所述四層結構包括有內管、增強抗壓層、抗拉層和外保護層。所述增強抗壓層至少設置兩層，置於內管與抗拉層之間。所述增強抗壓層環向包裹內管，呈纖維纏繞或編織成型結構。所述抗拉層與管柱軸心線平行等距離設置於增強抗壓層的外表面。所述外保護層覆蓋抗拉層，呈擠出成型的一體結構。所述增強抗壓層與管柱軸心線成30°~60°角度，呈纖維雙向交叉纏繞或編織結構，由右螺旋層和左螺旋層組成，所述增強抗壓層設置為2－4層。本實用新型具有結構設計合理、簡單，承壓能力高、抗拉強度好的優點，是一種耐腐蝕、使用壽命長的柔性複合管柱。
【專利說明】一種連續複合多功能採注管柱
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油氣開採領域，是一種安裝在井筒中，用於採出、注入用途的柔性管柱，具體涉及一種連續複合多功能採注管柱。
【背景技術】
[0002]從上世紀70年代開始，連續複合多功能採注管柱用於研發並應用於遠東和地中海地區油氣開採中，主要用於油氣井管柱管安裝在油井中，由於其先進的設計理念和優良的產品性能，越來越多的應用在油氣田的開發中。由於通常油井深入地下數千米，油管需要承受較高的內外環向壓力。同時，油管起下作業時需要承受很高的拉力，以便牽拉和向井下起下油管。現有油管通常採用鋼製油管，以保證上述的抗內外壓、抗拉能力。但這種鋼質油管由於生產條件和鋼材自身的原因，單根鋼製的油管長度有限，只能通過多根鋼製油管的連接才能達到生產要求，一次起下作業需要耗費大量的人力和時間。同時，在使用過程中，由於油氣通常含有二氧化碳和硫化氫等腐蝕性氣體，容易產生腐蝕，影響其使用壽命，甚至會導致重大的安全事故。鋼質管道僅承擔採注功能，需要額外增加防腐手段，安裝工序複雜，勞動強度大，安裝輔助設備多。
[0003]因此，研發提供一種連續的複合採注管柱來代替現有鋼製油管，已成為油氣領域亟待解決的問題。
[0004]
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在於克服現有管柱設計結構的不足，提供「一種連續複合多功能採注管柱」。該管柱具有結構設計合理、簡單，承壓能力高、抗拉強度好的優點，是一種耐腐蝕、使用壽命長的柔性複合管柱。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的:一種連續複合多功能採注管柱，由四層結構構成，所述四層結構包括有內管、增強抗壓層、抗拉層和外保護層。所述增強抗壓層至少設置兩層，置於內管與抗拉層之間。所述增強抗壓層環向包裹內管，呈纖維纏繞或編織成型結構。所述抗拉層與管柱軸心線平行等距離設置於增強抗壓層的外表面。所述外保護層覆蓋抗拉層，呈擠出成型的一體結構。
[0007]進一步的技術方案是，所述增強抗壓層與管柱軸心線成30°飛0°角度，呈纖維雙向交叉纏繞或編織結構，由右螺旋層和左螺旋層組成，所述增強抗壓層設置為2 — 4層。
[0008]進一步的技術方案是，所述增強抗壓層其所用材質是超高分子量聚乙烯纖維、芳綸纖維、聚酯纖維、聚醯胺纖維、碳纖維中的一種。
[0009]進一步的技術方案是，所述抗拉層其所用材質是高強度鋼絲繩、超高分子量聚乙烯纖維束/帶、芳綸纖維束/帶、聚酯纖維束/帶、聚醯胺纖維束/帶、碳纖維束/帶中的一種。
[0010]進一步的技術方案是，所述外保護層其所用材質是聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚醯胺中的一種。
[0011]本實用新型與現有複合採注管柱相比具有如下優點:
[0012]1.本實用新型具有結構設計合理、簡單，承壓能力高、抗拉強度好的優點，是一種耐腐蝕、使用壽命長的柔性複合管柱。
[0013]2.因所述增強抗壓層與管柱軸心線成30°飛0°角度，呈纖維雙向交叉纏繞或編織結構，由右螺旋層和左螺旋層組成，通過抗壓層的作用抵抗外部環向壓力，保障高分子內管內部通入流體後壓力過大導致內管層不被破壞，所設計管柱其公稱壓力最高可達25MPa。
[0014]3.因所述抗拉層與管柱軸心線平行等距離設置於增強抗壓層的外表面。所用材質是高強度鋼絲繩、超高分子量聚乙烯纖維束/帶、芳綸纖維束/帶、聚酯纖維束/帶、聚醯胺纖維束/帶、碳纖維束/帶中的一種，大幅度提高管柱的抗拉強度。抵抗作業時和自身的拉力，避免柔性複合管柱在起下作業時拉斷。
[0015]4.因所述外保護層其所用材質是聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚醯胺中的一種，呈擠出成型的一體結構，有效提高管柱的耐腐蝕能力和使用壽命。
[0016]5、由於此複合管柱可以連續加工生產，其長度不受加工限制，在柔性複合管柱起下井作業時，較鋼製油管可以減少起下根數，大大降低了作業時間和人力，可以通過一根管柱就可以完成採注作業，從而使得採注工作更簡化，大幅度降低生產和使用成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例1的剖視結構示意圖。
[0018]圖2是圖1的截面結構示意圖。
[0019]圖3是本實用新型實施例2的剖視結構示意圖。
[0020]圖4是圖3的截面結構示意圖。
[0021]圖中:1.內管，2.增強抗壓層，3.抗拉層，4、外保護層。
【具體實施方式】
[0022]下面通過非限制性實施例，進一步闡述本實用新型，理解本實用新型。
[0023]根據用戶需求及所使用環境設計管柱管徑的大小、選擇確定增強抗壓層的材質、纏繞間隙及層數，可設計製造出其公稱壓力為12 MPa至25MPa的各種型號管柱。
[0024]實施例1
[0025]本實用新型如圖1、圖2所示，該結構包括有內管、增強抗壓層、抗拉層和外保護層，增強抗壓層置於內管與抗拉層之間，所述增強抗壓層環向包裹內管，呈纖維纏繞結構。所述抗拉層與管柱軸心線平行等距離設置於增強抗壓層的外表面。所述外保護層覆蓋抗拉層，呈擠出成型的一體結構。
[0026]所述增強抗壓層與管柱軸心線成45°角度，採用超高分子量聚乙烯纖維雙向交叉纏繞結構，由右螺旋層和左螺旋層組成，所述增強抗壓層設置為兩層。
[0027]所述抗拉層其所用材質是高強度鋼絲繩。
[0028]所述外保護層其所用材質是聚乙烯。
[0029]其內管內徑50mm,外徑85mm,最小壁厚18mm,可產出公稱壓力為20MPa的米注管柱。
[0030]實施例2
[0031]本實用新型如圖3、圖4所示，本實用新型其管柱結構與實施例1相同，所不同的是所述增強抗壓層與管柱軸心線成50°角度，採用超高分子量聚乙烯纖維編織結構，所述增強抗壓層設置為四層。
[0032]所述抗拉層其所用材質是超高分子量聚乙烯纖維束。
[0033]所述外保護層其所用材質是聚氯乙烯。
[0034]其內管內徑50mm，外徑87mm，最小壁厚19mm，可生產出公稱壓力為25MPa的採注管柱。
[0035]管柱由專用設備製造，先生產內管，進一步到複合線上複合並擠出成型。
[0036]綜上所述，本實用新型具有結構設計合理、簡單，承壓能力高、抗拉強度好的優點，是一種耐腐蝕、使用壽命長的柔性複合管柱。
【權利要求】
1.一種連續複合多功能採注管柱，由四層結構構成，其特徵在於，所述四層結構包括有內管(I)、增強抗壓層(2)、抗拉層(3)和外保護層(4)，所述增強抗壓層(2)至少設置兩層，置於內管(I)與抗拉層(3)之間，所述增強抗壓層(2)環向包裹內管(1)，呈纖維纏繞或編織成型結構，所述抗拉層(3)與管柱軸心線平行等距離設置於增強抗壓層(2)的外表面，所述外保護層(4)覆蓋抗拉層(3)，呈擠出成型的一體結構。
2.根據權利要求1所述的一種連續複合多功能採注管柱，其特徵在於，所述增強抗壓層(2)與管柱軸心線成30°飛0°角度，呈纖維雙向交叉纏繞或編織結構，由右螺旋層和左螺旋層組成，所述增強抗壓層(2)設置為2 — 4層。
3.根據權利要求1或2所述的一種連續複合多功能採注管柱，其特徵在於，所述增強抗壓層(2)其所用材質是超高分子量聚乙烯纖維、芳綸纖維、聚酯纖維、聚醯胺纖維、碳纖維中的一種。
4.根據權利要求3所述的一種連續複合多功能採注管柱，其特徵在於，所述抗拉層(3)其所用材質是高強度鋼絲繩、超高分子量聚乙烯纖維束/帶、芳綸纖維束/帶、聚酯纖維束/帶、聚醯胺纖維束/帶、碳纖維束/帶中的一種。
5.根據權利要求3所述的一種連續複合多功能採注管柱，其特徵在於，所述外保護層(4)其所用材質是聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚醯胺中的一種。
【文檔編號】E21B43/00GK204252959SQ201320780134
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】劉海鷹, 鄒慈勝 申請人:江蘇申視新材料科技有限公司