本發(fā)明屬于油氣田開采設備技術領域，尤其是一種油氣田使用的非金屬油管制備方法。

背景技術：

目前油氣田使用的油管均采用無縫鋼管加工制成，油管包括管體和接箍，各管體之間通過接箍兩端的內錐管螺紋實施相互串接密封，在使用過程中易造成油管磨損、腐蝕、管壁結垢及錐管絲扣損壞等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象導致頻繁修井，而頻繁修井則降低了油氣生產效率，導致油氣開采成本增加。

油管易磨損、腐蝕及管壁結垢目前多采用在其內壁進行涂層處理，由于管體內壁的除銹工作很難做到干凈、徹底，造成內壁涂層附著力低，尤其在使用過程中附著力低的涂層會逐漸剝落、脫離，而脫落下來的涂料雜質甚至還可能造成卡泵，產生新的修井問題。

也有在管體內壁加裝聚乙烯內襯來解決磨損、腐蝕及管壁結垢，但由于內襯材質及加裝工藝等原因，均存在內襯與管體貼合性不好因素，容易產生內襯層剝離、松脫，使用壽命不穩(wěn)定等問題。此外加裝內襯需要對管體內表面處理干凈且處理的要求高，加裝時內襯需要縮徑、穿管、加熱、翻邊等繁瑣工藝，加裝內襯的制造成本高。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種油氣田使用的非金屬油管制備方法，該方法制備出的非金屬油管具有優(yōu)異的力學性能、防腐性能、耐磨性能、熱學性能，可以廣泛應用于油氣田，降低生產成本和維修成本，提高油氣田生產效率。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種油氣田使用的非金屬油管制備方法，非金屬油管包括管體和接箍，管體的內徑、外徑和長度尺寸按油氣田相關使用標準執(zhí)行，接箍對兩根管體實施對接密封，制備方法使用到螺桿擠出機、絲扣模壓機，其特征是：

管體和接箍均包含有耐熱層管、中間加強層管和防腐層管，耐熱層管由分子量在150～320萬的聚乙烯或是丁二烯在剛性催化劑催化下聚合而成的耐熱高分子聚合物組成，中間加強層管由耐中高壓的玻璃纖維、增強型聚酯纖維、芳綸、聚乙烯纖維及網狀高強度鋼絲共同組成，防腐層管由分子量在250～420萬的聚乙烯組成；

管體的耐熱層管內徑設定為d且其防腐層管外徑設定為d而其長度設定為l，中間加強層管的內徑等于耐熱層管的外徑，中間加強層管的外徑等于防腐層管的內徑，在管體防腐層管的兩端設有長度為l1的外圓錐凸臺，l1小于l，每個所述外圓錐凸臺通過絲扣模壓成型制備有外錐管螺紋；接箍的長度≥2l1，在接箍的耐熱層管設有內圓錐凸臺，每個所述內圓錐凸臺內徑通過絲扣模壓成型制備有通體內錐管螺紋，內錐管螺紋的公稱內徑等于外錐管螺紋的公稱外徑，通過接箍的通體內錐管螺紋聯(lián)接相鄰兩根管體的外錐管螺紋并以此類推；

制備管體時：

①將聚乙烯或是丁二烯以及剛性催化劑置于高速攪拌器中，高速攪拌3～30分鐘后出料得到耐熱高分子聚合物，然后將耐熱高分子聚合物烘干備用；

②將中間加強層管清洗干凈并在30～60℃時預熱5分鐘，然后在中間加強層管的內外表面均勻涂覆粘結樹脂后冷卻備用；

③將中間加強層管套在螺桿擠出機的設計位置上，通過螺桿擠出機將耐熱高分子聚合物擠在中間加強層管的內孔中，模內冷卻并使內層管的壁厚控制在0.6～3.5mm，冷卻后按大于所述l進行切割成型制備出半成品管體，所述半成品管體的內徑應符合所述d；

④將③中的所述半成品套在螺桿擠出機的設計位置上，通過螺桿擠出機將聚乙烯擠在中間加強層管的外圓中，模內冷卻并使內層管的壁厚控制在1.2～5.4mm，冷卻后按所述l進行切割成型制備出成品管體，所述成品管體的外徑應符合所述d；

在具備上述①～②條件下制備接箍時：

⑤將中間加強層管套在螺桿擠出機的設計位置上，通過螺桿擠出機將耐熱高分子聚合物擠在中間加強層管的內孔中，模內冷卻并使內層管的壁厚控制在0.6～3.5mm，冷卻后按大于所述l進行切割成型制備出半成品接箍，所述半成品接箍的內徑應小于所述d；

⑥將⑤中的所述半成品接箍套在螺桿擠出機的設計位置上，通過螺桿擠出機將聚乙烯擠在中間加強層管的外圓中，模內冷卻并使內層管的壁厚控制在1.2～5.4mm，冷卻后按≥2l1進行切割成型制備出成品接箍；

將所述成品管體或是所述成品接箍分別放在絲扣模壓機上制備出兩端均為l1的外錐管螺紋管體或是≥2l1的內錐管螺紋接箍即可，要求管體及接箍均具備以下技術性能：

管體和接箍的長期靜液壓強度≥15mpa；

管體和接箍的抗拉強度≥126mpa而屈服強度控制在105～134mpa[25℃]；

管體和接箍的耐溫軟化點達到150℃；

管體和接箍的結構密度控制在0.941～1.56g/cm³。

上述剛性催化劑是帶結合功能團和空穴的剛性聚合物。

上述網狀高強度鋼絲是鋼絲左右螺旋纏繞成型的網狀結構，或是鋼絲纏繞成型的螺旋狀結構。

由于采用如上所述技術方案，本發(fā)明產生如下積極效果：

1、本發(fā)明油管的管體和接箍其耐磨性是普通鋼管體和接箍的4倍，經測算比普通鋼管體和接箍的輸送效率可以提高20％左右。

2、耐熱層管由聚乙烯或是丁二烯在剛性催化劑催化下聚合而成的耐熱高分子聚合物，可以顯著提高管體和接箍的耐溫性能。

3、本發(fā)明油管的管體和接箍密度僅是普通鋼管體和接箍密度的五分之一左右，但摩擦系數(shù)僅是普通鋼管體和接箍的六分之一左右。

4、管體的外錐管螺紋和接箍的內錐管螺紋均符合相關標準，不改變油氣田現(xiàn)有作業(yè)工藝。

5、本發(fā)明的制備方法簡單、易操作、設備投資小、易于規(guī)?；a，能節(jié)省大量鋼材，減輕油氣田工人的操作強度，非常適用在油氣田推廣使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的軸向剖視簡圖。

圖2是本發(fā)明管體的徑向剖視簡圖。

上述圖中：1-管體；1.1-耐熱層管；1.2-中間加強層管；1.3-防腐層管；2-接箍。

具體實施方式

本發(fā)明是一種油氣田使用的非金屬油管制備方法，油氣田使用的非金屬油管包括管體和接箍，管體和接箍是油管密不可分的整體，只有非金屬管體和非金屬接箍才能構成非金屬油管，這也是本發(fā)明將管體和接箍合二為一共述的理由之一。

本發(fā)明的制備方法使用到螺桿擠出機、絲扣模壓機，螺桿擠出機和絲扣模壓機均為常規(guī)設備且市場有售。

結合圖1-2，本發(fā)明的非金屬油管包括管體1和接箍2，管體1的內徑、外徑和長度尺寸按油氣田相關使用標準執(zhí)行，接箍2對兩根管體實施對接密封。管體1和接箍2均包含有耐熱層管1.1、中間加強層管1.2和防腐層管1.3，耐熱層管1.1由分子量在150～320萬的聚乙烯或是丁二烯在剛性催化劑催化下聚合而成的耐熱高分子聚合物組成，所述剛性催化劑是帶結合功能團和空穴的剛性聚合物。中間加強層管1.2由耐中高壓的玻璃纖維、增強型聚酯纖維、芳綸、聚乙烯纖維及網狀高強度鋼絲共同組成，所述網狀高強度鋼絲是鋼絲左右螺旋纏繞成型的網狀結構，或是鋼絲纏繞成型的螺旋狀結構。防腐層管1.3由分子量在250～420萬的聚乙烯組成。耐熱層管1.1、中間加強層管1.2和防腐層管1.3形成一體式結構，雖然其強度指標略低于金屬油管，但其結合致密、牢固，不會出現(xiàn)分層與剝離現(xiàn)象而且重量輕，完全滿足油氣田的使用。

利用超高分子量聚乙烯或是丁二烯具有良好的防腐、耐磨、自潤滑、表面光滑等材料特性，可以解決非金屬油管的磨損、腐蝕、結垢等問題，提高非金屬油管的抗壓和抗拉性能。

管體1的耐熱層管1.1內徑設定為d且其防腐層管1.3外徑設定為d而其長度設定為l，優(yōu)選的管體參考外徑d＝φ73mm而其參考內徑d＝φ62mm。中間加強層管1.2的內徑等于耐熱層管1.1的外徑，中間加強層管1.2的外徑等于防腐層管1.3的內徑，在管體1防腐層管1.3的兩端設有長度為l1的外圓錐凸臺，l1小于l，每個所述外圓錐凸臺通過絲扣模壓成型制備有外錐管螺紋。

接箍的長度大于2l1，在接箍2的耐熱層管1.1設有內圓錐凸臺，每個所述內圓錐凸臺內徑通過絲扣模壓成型制備有通體內錐管螺紋，內錐管螺紋的公稱內徑等于外錐管螺紋的公稱外徑，通過接箍的通體內錐管螺紋聯(lián)接兩根管體的外錐管螺紋并以此類推。接箍可根據上述優(yōu)選的管體尺寸而定，接箍的外徑尺寸以不與現(xiàn)有套管、抽油泵發(fā)生干涉為準。

本發(fā)明在制備管體時：

①將聚乙烯和丁二烯以及剛性催化劑置于高速攪拌器中，高速攪拌3～30分鐘后出料得到耐熱高分子聚合物，然后將耐熱高分子聚合物烘干備用。

②將中間加強層管清洗干凈并在30～60℃時預熱5分鐘，然后在中間加強層管的內外表面均勻涂覆粘結樹脂后冷卻備用。

③將中間加強層管套在螺桿擠出機的設計位置上，通過螺桿擠出機將耐熱高分子聚合物擠在中間加強層管的內孔中，模內冷卻并使內層管的壁厚控制在0.6～3.5mm，冷卻后按大于所述l進行切割成型制備出半成品管體，所述半成品管體的內徑應符合所述d。

④將③中的所述半成品套在螺桿擠出機的設計位置上，通過螺桿擠出機將聚乙烯擠在中間加強層管的外圓中，模內冷卻并使內層管的壁厚控制在1.2～5.4mm，冷卻后按所述l進行切割成型制備出成品管體，所述成品管體的外徑應符合所述d。模內冷卻溫度按螺桿擠出機常規(guī)設置即可。

在具備上述①～②條件下制備接箍時：

⑤將中間加強層管套在螺桿擠出機的設計位置上，通過螺桿擠出機將耐熱高分子聚合物擠在中間加強層管的內孔中，模內冷卻并使內層管的壁厚控制在0.6～3.5mm，冷卻后按大于所述l進行切割成型制備出半成品接箍，所述半成品接箍的內徑應小于所述d。

⑥將⑤中的所述半成品接箍套在螺桿擠出機的設計位置上，通過螺桿擠出機將聚乙烯擠在中間加強層管的外圓中，模內冷卻并使內層管的壁厚控制在1.2～5.4mm，冷卻后按≥2l1進行切割成型制備出成品接箍。

實際上成品接箍的制備過程如同于成品管體，只不過是成品接箍的內外徑尺寸大于成品管體的內外徑尺寸而已，其它相關尺寸如內錐管螺紋按下述方式進行即可。

將所述成品管體或是所述成品接箍分別放在絲扣模壓機上制備出兩端均為l1的外錐管螺紋管體或是≥2l1的內錐管螺紋接箍即可，要求管體及接箍均具備以下技術性能：

管體和接箍的長期靜液壓強度≥15mpa；

管體和接箍的抗拉強度≥126mpa而屈服強度控制在105～134mpa[25℃]；

管體和接箍的耐溫軟化點達到150℃；

管體和接箍的結構密度控制在0.941～1.56g/cm³。

本發(fā)明在制備過程中：在其各生產線上設置了超聲波掃描裝置、米重測量控制裝置、壁厚監(jiān)視控制器等全自動電腦控制系統(tǒng)，并在制備過程中對管體和接箍進行動態(tài)控制，以確保非金屬油管的生產質量。