一文帶你了解超高分子量聚乙烯油井內襯管

一、超高分子量聚乙烯油井內襯管應用前景：   

    石油管道為石油做為能源工業的特殊產品，在我國當今國民經濟結構中，起著重要作用。由于環境、土壤、輸送介質等因素的影響，造成管線磨損、腐蝕破漏，甚至管線報廢，這樣需要對管道進行修復或局部更換。磨損與腐蝕是造成石油工業中金屬管道破壞的主要原因之一，它大大降低了管道的使用壽命，增加了石油成本。隨著油田的滾動，油田產出液逐漸進入中、高含水期，油氣集輸管網中腐蝕問題就越來越嚴重，嚴重影響到了采油的安全。內襯高分子油管是在鋼制普通油管內襯一層特種聚乙烯管，采用技術使襯管與油管緊貼在一起，形成“管中管"結構。這種內襯油管不僅可以解決油管偏磨與腐蝕難題，同時由于所的高分子管摩擦系數較低，還可降低油井光桿負荷、抽油桿柱底部應力，延長抽油桿柱的壽命。

二、超高分子量聚乙烯油井內襯管性能特點：

    超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內襯油管是在鋼制普通油管內襯一層超高分子量聚乙烯（UHMWPE）管材，采用技術使襯管與鋼制油管緊貼在一起，形成“管中管”結構。這種內襯油管不僅可以解決油管偏磨、腐蝕、結臘等難題，同時由于其摩擦系數較低，還可降低油井光桿負荷、抽油桿柱底部應力，延長抽油桿柱的壽命。

    超高分子量聚乙烯（UHMWPE）材料是一種新型超分子高分子材料，是聚合物的全面提升，它能夠在外力的作用下，通過材料內部結構的改變而伸縮、彎曲、束緊或膨脹，和生物肌肉相似，這種具有形狀記憶功能和自我修復功能的智能綠色材料，應用前景非常廣闊。

    超高分子量聚乙烯（UHMWPE）材料，通過設備與特殊工藝的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內襯油管，具有自感知和記憶及自我修復的功能；

    超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內襯油管具有膨脹后進行收縮，收縮后隨之膨脹放松的特性，確保襯管緊密貼合在鋼制油管的內表面，而無需任何粘結劑；

    隨著采油井深度增加和溫度與壓力的上升，可自適應油井溫度[1]變化和應力變化導致的油管伸縮變形而仍然保證襯管與鋼制油管端部的密封。

    超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內襯油管是抗磨、抗腐油管的全面升級產品，可長期在地下復雜、惡劣的環境中使用。

三、超高分子量聚乙烯油井內襯管技術指標：

3.1 外觀要求

 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內襯管外表面應光滑、無裂紋、無空洞等質量缺陷。

3.2 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內襯管的耐腐蝕性能指標

在一定溫度和濃度范圍內能耐各種腐蝕性介質（酸、堿、鹽）及各種有機介質，在下表所列80℃的腐蝕性介質或有機溶劑中浸滯30天，外表無任何反常現象，其它物理性能也幾乎沒有變化。

四、 超高分子量聚乙烯油井內襯管配套設備：

4.1內襯管縮徑機

    在超高分子量聚乙烯管緊襯到鋼制油管管內表面前對管材進行預處理，使得內襯管的外徑略小于鋼制油管的內徑。    

4.2內襯管襯入設備

 利用夾頭夾緊超高分子量聚乙烯管材的一端借助卷揚機將管材拉進鋼制油管。使得超高分子量聚乙烯管緊襯到鋼制油管管內表面，保證內襯管不會產生軸向移動。

4.3管端翻邊機

保證內襯管端緊貼鋼制油管端部。

 

五、超高分子量聚乙烯油井內襯管內襯工藝要求

5.1熱膨脹內襯工藝

確保內襯管與油管結合力：拉出力≥20kN

5.2 內襯翻邊工藝

實現油管端部密封：密封壓力≧20MPa

5.3內襯工藝操作要點

  5.3.1油管必須清洗干凈；

  5.3.2利用縮徑機將內襯管適量縮徑；

  5.3.3將縮徑后的內襯管拉入鋼制油管內，并在兩端留出適當的長度；

  5.3.4將內襯管留出的兩個端面緩慢均勻加熱后，通過翻邊機翻邊即可。

六、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）內襯油管應用范圍

1、采油井：適用于油管偏磨、結臘、腐蝕嚴重、抽油桿故障率高、結垢的油井。

2、注水井：適用于腐蝕、結垢嚴重的注水井。

3、輸送管：井下不適用的腐蝕和偏磨嚴重的舊油管內襯后可用作輸油管。

4、腐蝕性氣井：適用于有H2S和CO2氣體腐蝕的氣井。

5、海上油井：超長壽命可以降低海上采油成本。

七、超高分子量聚乙烯內襯油管技術可行性分析報告

1．聚乙烯(PE)原料方面的主要進展

   1989年，比利時SOLVAY公司了第三代聚乙烯（PE）管材樹脂，該材料具有雙峰型分子量分布，結構上與第二代中密度聚乙烯（MDPE）管材樹脂顯著不同。雙峰型樹脂較單峰型樹脂性能上的進步主要體現在如下幾個方面：優異的慢速裂紋增長抵抗能力，的快速裂紋擴展抵抗能力和較好改善了刮痕敏感度，以及具有較高的剛度，成為聚乙烯(PE)管材料發展的亮點。

   第四代聚乙烯（PE），高密度聚乙烯（HDPE）管材樹脂是通過PE交聯實現的，其可使PE管在壁很薄的情況下耐更高的壓力。交聯聚乙烯（PE）管材樹脂的成本比傳統的PE成本高5倍。

   第四代聚乙烯（PE）新型管材樹脂（雙峰乙烯—已烯共聚物）在物理性能上*第三代樹脂，具有的耐慢速裂紋生長和耐快速開裂擴展性能，并且是*個耐性超過已烯共聚中密度聚烯材料的高密度材料，比第三代聚乙烯（PE）管材樹脂具有更均勻的擠出性能。

    聚乙烯（PE）是zui常用的高分子材料，*個合成高分子材料，是1909年報道的美國Baekeland發明的酚醛樹脂。1920年，德國科學家Staudinger提出高分子的長鏈分子概念后，開始了用化學合成的方法大規模合成高分子材料的時代。1935年，英國帝國化學公司（ICI）出高壓聚乙烯（PE）樹脂因其極低的介電常數而在第二次世界大戰期間用作雷達電纜和潛水艇電纜的絕緣材料。

     第五代超高分子量聚乙烯（UHMW PE）智能結構材料，材料智能化是未來各類材料發展的方向。智能材料是指材料的作用和功能可隨外界條件的變化而有意識的調節、修飾和修復，高分子材料中長鏈分子的豐富構象變化及較弱的分子鏈間相互作用，賦予高分子材料以自適應性。高分子表現出的其結構、作用和功能隨外界環境而變化的物質特征，是智能材料應用的基礎。已經知道無論是zui大的力學載荷的傳遞，還是zui快的功能信號的傳遞，都是沿著高分子的鏈軸方向，因此掌握外場存在下分子鏈的取向和聚集，實現外場方向與分子鏈取向和聚集的同步變化，則能在不同方向和不同層次上調節和發揮高分子結構材料的功能和性質，使其表現出智能性。

    第五代超高分子量聚乙烯（UHMW PE）智能材料，是一種仿生科學高分子聚合物材料。20世紀70年代中期，美國科學家Heeger，MacDiarmid和日本白川英樹發現改變了高分子只能是絕緣體的觀念，在塑料導電研究領域取得突破性的發現，具有光、電、磁活性的導電聚合物成為對物理學家和化學家都具有重要意義的研究領域。導電聚合物在發光二極管、太陽能電池、和微型電視顯示裝置等領域不斷找到新的用武之地。

2．內襯UHMW PE抗磨、抗腐油管的發展：

    內襯聚乙烯（PE），zui早是應用在輸送管上。早在上個世紀90年代初，德國、美國、日本等就開始應用。

    內襯UHMW PE抗磨、抗腐油管是于1995年由美國先，后來經過了多次的變化和改進。到2000年，該技術被許多石油公司認可，并廣泛應用。到現在為止，北美地區約有16，000口油井和8，000口左右的水井采用了UHMW PE內襯油管。在范圍內，約有近30，000口油水井使用該產品。由于該產品具有優良的抗磨、抗腐性能，用戶很滿意，享有良好的口碑。內襯UHMW PE抗磨、抗腐油管的使用，大大降低了井下故障。因而，在過去的幾年時間里，越來越多的石油公司對該特種油管表示青睞。