[发明专利]超高分子量聚乙烯复合油管生产方法及生产系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合油管的生产方法及生产系统，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯复合油管生产工艺及生产系统。

背景技术

油井管作为石油、天然气勘探、开发领域的重要耗材，在石油工业中占有重要的位置，其主要包括钻柱构件，如钻杆、方钻杆、钻铤，套管及油管等。目前我国每年消耗油井管200多万吨，其中油管的消耗约50万吨。

现有技术中，一般采用钢质油管，其使用寿命短、更换周期短，主要原因来自于使用过程中的磨损和腐蚀两个方面。其中，磨损主要表现为偏磨，偏磨之后易加剧油管的电化学腐蚀。另一方面，由于钢质油管内壁容易出现结垢，主要是结蜡，导致油管有效孔径减小，造成不得不频繁升井、停车清洗，既降低生产效率，又导致生产成本的增加。

为解决油管的磨损、腐蚀、管壁结垢堵孔等问题，人们尝试了如内壁涂层、内衬管等多种方法。

其中，采用内壁涂层处理方法进行油管处理，由于油管内除锈无法做到干净、彻底，造成内壁涂层附着力降低，在油管使用过程中涂层会逐渐剥落、脱离；更为严重的是，脱落下来的涂料杂质甚至还可能引发井下事故；

采用衬胶、衬塑等内衬方法进行油管处理，是目前相对较好的一种解决办法，对于延长油管的使用寿命、减少油管内壁结垢造成堵孔等方面具有较好地技术效果。但现有技术中的各种衬胶、衬塑复合油管由于所衬衬里层材质及内衬工艺的原因，或多或少地均存在与钢管贴合性不好，容易出现内衬层剥离、松脱，使用寿命短的问题。

近年来，超分子量聚乙烯产业发展更是十分迅速。主要原因在于，超高分子量聚乙烯管具有极高的耐磨特性、极高的耐冲击性、优良的耐腐蚀性能和良好的自润滑性、独特的耐低温性、不易结垢、耐环境应力开裂性能优异、抗疲劳强度高等性能。

基于上述超高分子量聚乙烯的优越的材料性能，近年来，超高分子量聚乙烯材料作为衬里的各种钢衬超高分子量聚乙烯的管材得到了开发和应用。其采用的加工工艺一直沿用传统的将待衬塑料加热熔化至流态再进行注塑的工艺的但传统注塑方法进行钢衬塑，这其中，钢铁表面处理工序复杂、处理要求高，注塑过程需要预先制作模具，成型后还需要脱模等繁琐工艺步骤，一定程度造成了成品质量及质量的稳定性和一致性差，甚至出现超高分子量聚乙烯材料与钢管贴合性不好、内衬层剥离、松脱等现象，且产品的制造成本高等诸多方面的不足。

发明内容

本发明的目的是，提供一种复合工艺简单、制造成本低廉、复合效果好的超高分子量聚乙烯管复合油管的生产方法。其利用超高分子聚乙烯材料记忆性好的特性，将外径大于钢管内径的超高分子量聚乙烯内衬管经缩径机缩径处理后插入钢管中，再在高温的作用下将超高分子量聚乙烯内衬管恢复到缩径处理前的直径，使得超高分子量聚乙烯管内衬管与钢管之间形成一体式结构，其结合致密、牢固，不会出现分层与剥离。

本发明要解决的技术问题是，如何将外径大于钢管内径的超高分子量聚乙烯内衬管进行缩径处理，并将缩径处理后的超高分子量聚乙烯内衬管在插入钢管之后实现其“直径记忆性恢复”的技术问题；并有效解决传统复合工艺生产的复合管易于出现分层剥离或松动的技术问题。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是，一种超高分子量聚乙烯复合油管的生产方法，包括以下步骤：

将超高分子量聚乙烯原料和添加剂加到低速混料机中混合，得到混合料的步骤；

将混合料加到挤出机，在挤出机内加热至熔点以上并挤出至成型模具，在成型模具内成型为超高分子量聚乙烯管的步骤；其中，所述添加剂中含有纳米二硫化钼，纳米石墨；

将上述超高分子量聚乙烯管依次经过真空定径、冷却定型、定长切断，制得超高分子量聚乙烯内衬管的步骤；

将超高分子量聚乙烯内衬管经缩径机进行缩径处理的步骤；

其中，所述缩径机具有多组压辊，每组压辊由三个同直径的压辊组成，每个压辊的外端面表面均为120度圆弧面，每组压辊的外端面沿超高分子量聚乙烯内衬管进入的方向形成一个封闭的由粗到细的圆台形空腔；所述超高分子量聚乙烯内衬管从所述圆台形空腔的粗端进入，在每组压辊旋转带动和挤压下从该圆台形空腔的细端出来，对所述内衬管进行缩径处理；经缩径处理后的超高分子量聚乙烯内衬管外径比钢管内径小2mm；

将缩径后的超高分子量聚乙烯内衬管与钢管在复合模具内进行复合制得半成品复合管的步骤；其中，缩径处理前的超高分子量聚乙烯内衬管的外径大于所述钢管的内径；

本步骤中，所制得的半成品复合管其超高分子量聚乙烯内衬管的长度比所述钢管的长度长；