高压玻璃钢管制造工艺技术研究 玻 复参考042费下载.doc

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1、高压注术研究孙久亮1引言近年来，我国东部油皿多已进人后期开发。为了稳定原油生产，各油田普遍采用注水工艺来增加地层能量，提高产液量，从而达到稳产增产的H的。但是，由于我国淡水资源匾乏，所以在注水工艺屮多采用污水冋注，根据国内某油皿的调查研究表明，由于在回注的污水小含有大量的腐蚀性物质，如：H2S,SO2,NaCl,Ca2+'等，这些物质对金属的平均腐蚀速度为每年1一1.7mmo长期以来，国内外都在积极开展新材料、新工艺的研究，在二次采油和三次采油过程屮使用高压玻璃钢管作为地面油气集积和输送管线，以及井下油管、套管已是屡见不鲜。为了解决H前各大油田

2、存在的钢管严重腐蚀问题，打破高丿玉玻璃钢管单纯依赖国外技术的现状，我们把高压玻璃钢管道作为一个系统工程，从材料选择、管材（件）制造、质量控制到安装抢修以及售后服务，均制定了一•整套完整的工艺。经在油田实际运行证明，我们研制的高用玻璃钢管道完全能够满足油出使用要求，主要性能指标已超过国际先进水平。2高压玻璃钢管的特点及重点应用领域采用纤维缠绕工艺制造的高压玻璃钢管与传统的钢管、混凝土管相比，除具备复合材料本身的一些优异特性外，还具有以下特点：（1）使用寿命长。其设计使用寿命可达到30年至50年；（2）性能可设计性、产品适用性强。可根据使用工况设计

3、成耐高温（一般最高可达120°C,选择合适的树脂体系可达到160°C）、耐高床（一般最高可达25MPa；经过特殊设计，部分型号可达到30MPa）,满足一定腐蚀性能要求的产殆；（3）安装、运输方便，免维护。玻璃钢的密度不足钢的1/4,搬运、安装都非常方便，DN100以下的管线只需3个人和一些必备的简单工具即可，工程费用低；（4）内壁光滑，介质输送阻力小。由于模具表面光洁度高，制成的管道内壁哈森一威廉姆斯系数高达150,且其不结垢的特性使管内壁的光洁度不会随吋间而改变；（5）抗菌性能好，不易寄生有机物。这一点对于二次和三次采油过程屮使用的聚合物和微

4、生物驱油技术非常有利；（6）导热系数小，不足钢的百分之一，保温性能好。表1高压玻璃钢管与钢管的性能比较名称玻璃钢管钢管比强度（MPa）100—16849拉伸强度（MPa）环向320380轴向160冲击强度（c/m2）1.5X1052.3x105密度（g/cm'）1.8〜2.17.84弹性模量（GPa）环向25.2210x103轴向17.6导热系数（W/mlc）0.23〜0.45□4热膨胀系数（m/m/C）1.12x10~51.23x105绝对粗糙度（伽）0.00530.046摩阻系数0.0160.035Hazen一W订1ions系数C15012

5、0高压玻钢管在石油工业主要用于以下领域：(1)原油或天然气集积和输送；(2)化学处理及污水处理管线；(3)高、屮、低压流体输送管线；(4)盐水注人管线；⑸三次采油注入(聚合物、C02,NsOII等)管线；(6)罐进、出液管及站内管线。(7)生产井，处理井(盐水、化学流体或污水)，注人井(盐水、CO?、聚合物、热等)。其小(1)-(6)采用高床玻璃钢线管，(7)采用高压玻璃钢油管、套管。高压玻璃钢管与钢管的性能比较3.1物理机械性能高压玻璃钢管(线管)与钢管的性能比较如表1所示。3.2流体性能高压玻璃钢管与钢管的流体性能对比见图1。1601401

6、2010080604020°高压玻璃钢管内防腐新钢管无内防腐钢管旧钢管已腐钢管■图1哈森系数c值对比4高压玻璃钢管制造工艺流程高压玻璃钢管以高强度的连续无捻粗纱浸渍环氧树脂，采用纤维缠绕工艺制造，主要制造工艺流程如下图2所示。图2高压玻璃钢管制造丁•艺流稈图5材料选择5.1增强材料选择增强材料时主耍考虑如下几个因素:(1)所用基体材料的类型；(2)浸润剂的种类；(3)设计上的考虑；(4)缠绕设备；(5)制品工况;(6)成本因素。玻璃纤维在选择吋工艺性能非常重要，因为工艺性能的好坏不仅影响产品质量，而且直接影响生产效率见表2。表2常用玻璃纤维的物

7、理一机械性能性能玻璃纤维规格73511002000偶联剂硅烷型单丝直径(um)13.416.415.6固含量(％)0.550.670.74拉伸强度(MPa)2350〜279()2200〜2700221()〜2700拉伸模量(GPa)72.45.2基体材料(1)树脂体系的选择纤维的类型、站种及铺层决定了复合材料的极限强度，而树脂基体则通过与增强材料的有效匹配和应力传递作用，使纤维的性能得以充分发挥，从而制造出高性能的复合材料制晶。此外，高床玻璃钢管的有些性能如耐高温性能、耐腐蚀性和耐老化性能等，主要由树脂基体决定。环氧树脂和乙烯基酷树脂是制造高压

8、玻璃钢管吋常用的树脂基体。环氧树脂具有优杲的物理机械性能，在高温下具有优良的性能保持率。同吋具有优杲的操作性能和加工性能，用它制成的复合材料性能优良，