[发明专利]一种高阻隔低渗透柔性可盘绕式复合管

说明书

技术领域

本发明涉及复合管技术领域，尤其涉及一种高阻隔低渗透柔性可盘绕式复合管。

背景技术

近年来，随着我国油气资源技术的发展，非金属管线尤其是柔性可盘绕式复合管，因其重量轻、柔性可盘绕和耐腐蚀等优点，广泛的应用于油气资源的开采中。柔性可盘绕式复合管的其主要结构构成为：内护套、增强层及外保护层。内护套的主要作用为密封输送流体，防止流体泄露、渗透；增强层的主要作用为提供管体需要的增强压力；外保护层主要作用为保护整体管体。内衬层的材料对复合管质量起到关键性作用。目前，内衬层的材料一般选用高密度聚乙烯(HDPE)，HDPE具有较高的耐温、耐油性、耐蒸汽渗透性、抗环境应力开裂性。

虽然高密度聚乙烯对水蒸气的透过有极佳的防渗性能，但是由于柔性可盘绕式复合管输送的为中高压流体，在这种情况下高密度聚乙烯流体中对含有的溶解氧、二氧化碳、硫化氢以及有机溶剂的防渗性能较差，特别在高压情况下，其防渗性能变的更差。而在油田流体输送的实际应用中，流体常常会伴随着溶解氧、二氧化碳、硫化氢等易渗透介质。这些介质渗透出来会造成增强层的材料的水解、腐蚀失效；在快速泄压时会造成整体管道的坍塌失效。 针对这个问题，复合管技术领域出现了提高衬层材料的防渗性的技术及方法。

中国专利申请号为201510566619.3的发明专利申请公开了一种柔性管用内衬材料及其柔性管，其内衬层材料，由第一高分子材料、第二高分子材料和辅剂共混而成，其中，所述第一高分子材料为以高密度聚乙烯为基体的高分子材料，第二高分子材料为热塑性弹性体，起到阻隔作用的片状填料为白云母、黑云母、金云母、高岭土、无水高岭土和蒙脱土；该内衬层材料中的无机阻隔片状填料，在中高压情况下，特别是高压情况下，在管体流体长时间脉冲波动下，无机片状填料与高分子材料界面可能会产生疲劳失效，发生“脱粘”现象，降低防渗性能。

中国专利申请号为201510569557.1的发明专利申请公开了一种多层结构的高阻隔共混材料，所述阻隔材料以聚甲基乙撑碳酸酯（PPC）及乙烯乙烯醇共聚物（EVOH）通过共混制备。聚甲基乙撑碳酸酯（PPC）的加工热稳定性较差，在高温条件下，很容易产生大分子主链的断裂及从端基开始的解拉链式降解，严重降低其阻隔性能；乙烯乙烯醇共聚物（EVOH）分子结构中存在羟基（-OH），具有亲水性，吸水后导致阻隔性能下降。

中国专利申请号为201510138967.0的发明专利申请公开了一种多层树脂管，中国专利申请号为201510138968.5的发明专利申请公开了一种液压树脂管，均设计了低渗透性树脂内层包括最内层的氟树脂层及上层的聚苯硫树脂层。该种低渗透设计工艺存在两个问题：首先氟塑料的价格高，成本较高；其次由于氟塑料与聚苯硫树脂之间没有进行粘结设计，聚苯硫树脂起到了阻隔低渗透作用，却在氟塑料与聚苯硫树脂界面中容易产生“气室”，影响其使用寿命，若该工艺用于中高复合管中，在快速泄压时会造成最内层的氟树脂层的坍塌失效。

发明内容

本发明的目的就是提供一种在中高压情况下，能够有效避免材料组分之间界面疲劳失效问题，并具有高阻隔低渗透的柔性可盘绕式复合管。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种高阻隔低渗透柔性可盘绕式复合管，其特征在于由内衬层、阻隔层、增强层及外护套构成；其中，

所述的内衬层为以高密度聚乙烯为基体的高分子材料构成或由高密度聚乙烯、高分子阻隔材料及助剂共混而成；

所述的阻隔层材料为高分子阻隔材料及助剂共混而成。

另外，构成上述一种高阻隔低渗透柔性可盘绕式复合管的附加技术特征还包括：

——所述助剂为偶联剂、界面相容剂和润滑剂；

——所述偶联剂为硅烷类偶联剂；

——所述界面相容剂为乙烯类接枝物，包括：马来酸酐接枝苯乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯辛烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物中的一种或几种；

——所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸甘油酯、石蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺、低分子量聚丙烯中的一种或几种；

——所述的高密度聚乙烯为80级或100级聚乙烯树脂；

——所述的高分子阻隔材料为聚苯硫醚、聚亚苯基硫醚、聚甲基乙撑碳酸酯、乙烯乙烯醇共聚物、聚偏二氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种；

——所述的内衬层及阻隔层，可以采用多层共挤或分步挤出成型。