內外包覆熱熔塑料層的油、水井採注管柱及其製作方法與流程

2023-12-10 14:29:32 2

本發明用於油田、採油井、定向採油井、水平採油井、杆管偏磨採油井、注水井等使用的採油、注水管柱，特別是一種內外包覆熱熔塑料層的油、水井採注管柱及其製作方法。

背景技術：

目前我國大部分油田已進入中後期，即石油二次和三次開採時期。油井含水量高，石油產能下降。為進一步提高採收率，採取泵注化學增油液劑、化學洗井、三元複合體系驅油等方法提高採收率。但隨著提高採收率技術的應用，對油井管柱結垢、腐蝕也越來越嚴重，極大程度地影響了正常生產。

有人設計的油田採油井、注水井、定向採油井、水平採油井、杆管偏磨採油井使用的複合油管，是以在油管外壁塗覆防腐層、在油管內壁加防腐蝕的複合材料內襯管的方式防腐，油管和油管之間採用接箍聯接。但這種複合油管柱存在不少的問題，主要表現為：1、由於在兩根油管接箍聯接處有8-10mm的縫隙，會造成腐蝕點的集中，加劇腐蝕，使油管達不到完全防腐蝕的目的。2、油管內壁的防腐採用的是將防腐內襯管嵌入在油管內孔中的方式，油管內壁與內襯管之間未完全結合為一體，長期使用中，在油井溫度作用下易串動、伸縮、鼓包，造成油管的內襯管與油管之間產生可被腐蝕的空間並造成環形結垢。3、油管的管口切口上沒有防腐措施，形成了易腐蝕區域。4、油管外塗層厚度0.6-0.8mm，不耐磨，在長期使用中塗層易剝落脫離。

針對油管的管口缺乏防腐措施，又有人提出一種新的設計方案，是在兩相接油管的管口間墊上墊圈，此設計在油管的使用中的確能起到很好的管口防腐作用，但其缺陷是，油管長期使用後，由於管內的油、水對墊圈不斷的衝擊，墊圈有可能變形，被衝刷脫落到油管中。在這種情況下，不但對管口起不到防腐作用，而且由於兩管口之間存在的縫隙，直接影響了管柱的牢固程度。

技術實現要素：

為彌補目前油管柱存在的上述缺陷，本發明設計出一種新型的防腐耐磨全包覆熱熔塑料層的採油、注水管柱及其製作方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種內外包覆熱熔塑料層的油、水井採注管柱，由一根根採注鋼管從上至下連接在一起；每一根採注鋼管的內壁包覆內熱熔塑料層，外壁包覆外熱熔塑料層，三者牢牢的結合為一體；每兩根採注鋼管之間均由管接箍螺接在一起，從上至下構成了一整根油、水井採注管柱；在每兩根採注鋼管的管口間墊有管口墊圈，管口墊圈的內圈是平板形、外圈是外大內小的梯形；在所述的管接箍內壁的中間，相應開有一道與所述的管口墊圈的梯形外圈相匹配的梯形槽，使管口墊圈的梯形外圈牢固的嵌入其中。

管口墊圈的內徑與所述的內熱熔塑料層的內徑相同。

在採注鋼管的管口頂端切口上包覆有管口熱熔塑料層。

所述的管口熱熔塑料層為弧形。

在每一管接箍的外表面包覆有管接箍熱熔塑料層。

所述的內熱熔塑料層的厚度為1.5-4mm，外熱熔塑料層的厚度為0.5-1.5mm。

一種內外包覆熱熔塑料層的油、水井採注管柱的製作方法，主要包括以下步驟：

對鋼管中頻加熱，然後或同時將塑料熱熔；鋼管加熱的溫度高於塑料熔化的溫度；

用擠出機將熱熔的塑料擠出包敷在被中頻加熱並勻速前行的鋼管外壁上，形成外熱熔塑料層；

用縮徑機縮徑將外徑略大於鋼管內徑的塑料管插入鋼管中；

對充氣保壓的鋼管從一端到另一端在勻速移動中進行中頻加熱，此時塑料管的外層熔化緊緊粘敷到鋼管內壁，形成內熱熔塑料層；

然後冷卻、放氣；

對露出鋼管兩端的塑料管加熱至熔化溫度，用模壓機模壓到鋼管的端面切口上形成弧形塑料切口；此時採注管加工製作完成；

用注塑機對管接箍外表面進行塑料包敷，然後對管接箍內壁中間的梯形槽注塑，形成內圈是平板形、外圈是外大內小的梯形的管口墊圈；

將採注管由當中的管接箍連接在一起；這樣一根根採注管串聯連接成一整根採注管柱。

上述所有步驟中的塑料均採用聚丙烯、聚乙烯或工程塑料。

本發明的優異效果是：

本發明由於在油、水井整體的採注鋼管內外都包覆上熱熔塑料層，無鋼材裸露點，使採注鋼管內壁與熱熔塑料層之間沒有縫隙，阻隔了液體、氣體與鋼材的接觸。又由於在管接箍內壁中間位置加設了與內襯管內孔直徑相同且不能脫落的墊片，起到了使全採油井、注水井管柱內壁完全防腐蝕的作用，而且起到了採注管柱管壁的抗磨作用，提高了採注鋼管的使用壽命，使整體注採管柱提高使用壽命提高3-5倍。延長油、水井免修期2-3倍。本採注管柱節約鋼材，降低石油開採成本，減少了油井的故障率，提高了採油井、注水井、定向井、水平井、杆管偏磨井的修井作業的免修期，提高了工作效率。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖(僅用兩根採注管相連接表示)。

圖中標記：

1、採注鋼管，2、內熱熔塑料層，3、外熱熔塑料層，4、管接箍，5、管口墊圈，6、管口熱熔塑料層，7、管接箍熱熔塑料層。

具體實施方式

參見圖1，本發明一種內外包覆熱熔塑料層的油、水井採注管柱，是把一根根採注鋼管1從上至下連接在一起。每一根採注鋼管1的內壁包覆內熱熔塑料層2，外壁包覆外熱熔塑料層3。內熱熔塑料層2和外熱熔塑料層3是採用熱熔技術將塑料分別熔合在採注鋼管1的內、外壁上，使三者牢牢的結合為一體，完全消除了內外層剝離、脫落的危險，起到了採注鋼管1內外壁完全防腐及耐磨的作用。在每一根採注鋼管1的端頭均為螺扣，每兩根採注鋼管1之間均由管接箍4螺接在一起。從上至下所有的採注鋼管1都由管接箍4螺接，構成了一整根油、水井採注管柱。

為解決採注鋼管1與採注鋼管1接口間連接不緊密並產生易被腐蝕的問題，本發明採用的方案是：一是在每兩根採注鋼管1的管口間墊有管口墊圈5，二是在採注鋼管1的管口頂端切口上也包覆了弧形的管口熱熔塑料層6，其弧形設計增加了切口的密封接觸面積。採用這兩種方法使管與管間完全密封、固定連接不鬆動，而且由於採注管柱整體管柱內壁由塑料全包覆，阻斷了液體、氣體與管內壁的接觸，消除了腐蝕現象，完全杜絕了採注鋼管1被腐蝕的可能性。

為解決管口墊圈5有可能脫落到油管中的問題，本發明的管口墊圈5設計成內圈是平板形、外圈是外大內小的梯形的形式。管口墊圈5的內徑與所述的內熱熔塑料層2的內徑相同。在所述的管接箍4內壁的中間，相應開有一道與所述的管口墊圈5的梯形外圈相匹配的梯形槽，使管口墊圈5的梯形外圈牢固的嵌入其中，管口墊圈5再也沒有脫落的可能。

為最大限度的對採注管柱起到防腐、耐磨的作用，在每一管接箍4的外表面同樣包覆管接箍熱熔塑料層7。管接箍熱熔塑料層7同樣採用熱熔技術將塑料熔合在管接箍4的外表面上。

作為實施例，本發明中所有的塑料可以採用聚丙烯、聚乙烯或工程塑料等。所述的內熱熔塑料層2的厚度為1.5-4mm，外熱熔塑料層3的厚度為0.5-1.5mm。

通過上述技術方案，採注鋼管1的內外表面整體均被塑料層包覆，對本發明採注管柱起到了完全的耐磨、防腐的保護作用。

本發明採注管柱的製作方法是由以下步驟實現的：

1、採用口徑一致的多根無縫鋼管，經探傷檢驗，最後以無傷鋼管作為採注鋼管；

2、對採注鋼管外壁作噴砂、除鏽、拋丸處理，達到sa2.5標準；兩端套絲扣；

3、對所述經處理的鋼管中頻加熱，然後(或同時)將塑料熱熔；鋼管加熱的溫度高於塑料熔化的溫度10-15℃；所述的塑料採用聚丙烯、聚乙烯或工程塑料等；

4、擠出機將熱熔的塑料擠出包敷在被中頻加熱並勻速前行的鋼管的外壁上，形成外熱熔塑料層；其厚度由鋼管行走速度和塑料擠出量控制，形成的外熱熔塑料層厚度為0.5-1.5mm；鋼管一根接一根在行走中被包敷外熱熔塑料層；

5、再對包敷外熱熔塑料層的鋼管內壁作噴砂、除鏽、拋丸處理，達到sa2.5標準；

6、取來已事先制好、堆放待用的塑料管，所述塑料管壁厚1.5-4mm，其外徑大於鋼管內徑0.5-1mm；然後用縮徑機縮徑插入內壁已作處理的鋼管中，使塑料管兩端各長出鋼管埠30-40mm為止；

7、用電木材料封堵塑料管兩端，向內充氣，至4-6公斤壓力，保壓；

8、對充氣保壓的鋼管從一端到另一端在勻速移動中進行中頻加熱，鋼管加熱到所述塑料管的熔化溫度或高於熔化溫度10-15℃；此時塑料管的外層熔化緊緊粘敷到鋼管內壁，形成內熱熔塑料層；

9、當鋼管移出中頻加熱圈的距離達到20-40cm時，開始對鋼管的移出部分進行冷卻，最後整根鋼管冷卻到室溫；放氣；

10、將塑料管兩端裁切至露出鋼管埠20mm長；

11、對露出鋼管兩端的塑料管加熱至熔化溫度，用模壓機模壓到鋼管的端面切口上形成弧形塑料切口；此時一根採注管加工製作完成；每一根採注管都由上述步驟加工製作；

12、對備用的管接箍用注塑機對其外表面進行塑料包敷，然後對管接箍內壁中間的梯形槽注塑，形成內圈是平板形、外圈是外大內小的梯形的管口墊圈；

13、把一個帶有管口墊圈的管接箍擰緊到步驟11的一根採注管的一端，採注管另一端空置；每一根採注管都作如此處置；

14、將一根採注管空置的一端擰入到另一根採注管的管接箍上，使兩根採注管由當中的管接箍緊緊連接在一起；這樣一根根採注管串聯連接成一整根採注管柱。

其中，步驟6中的縮徑機在社會上有不同的設計，我們經過實驗選取，認為實用新型專利200720005626.7中的縮徑機的縮徑效果較好。