高酸性气田弯头保温块的制作方法

文档序号:4435380阅读:132来源:国知局

专利名称::高酸性气田弯头保温块的制作方法
技术领域
:本发明涉及油气田集输管道防腐保温材料制作工艺
技术领域
,确切地说涉及一种适用于含硫量大,气体湿度大的油气田,在进行气田试采地面工程、内部集输工程、净化气集输工程、天然气净化厂工程等的管线建设中的弯头保温块的制作方法。
背景技术
:为了快速开发油气田,在实施油气井钻井过程中就要开始建设油气田的集输管道,对于一些不含硫化氢的油气田,在建设技术管道时,只要对集输管道进行预处理后就可以用于管道的建设了,但是,在遇到含有硫化氢的原油和天然气的油气田来说就不能简单处理了,特别是一些含硫量大,气体湿度大的油气田,在进行气田试采地面工程、内部集输工程、净化气集输工程、天然气净化厂工程等的管线建设时。目前较好的管道防腐技术是对钢质管道进行3层PE防腐带的缠绕,然后再制作保温块对管道实施保温,共同来解决湿含硫天然气在输送过程中产生液态水的问题,避免水和输送介质中的硫化物反应形成亚硫酸,导致钢管被腐蚀。可见,保温块的制作质量是能否解决"遇到含硫量大,气体湿度大的油气田,在进行气田试采地面工程、内部集输工程、净化气集输工程、天然气净化厂工程等的管线建设"的问题中至关重要的一环。但目前,对直管和弯管进行保温,特别是弯管的保温块的制作过程中,由于弯管的弯曲度范围较宽,从5。90°,导致弯头保温块的制作难度大,目前还未有更好的解决办法。
发明内容为解决上述技术问题,本发明提出了一种适用于含硫量大,气体湿度大的油气田,在进行气田试采地面工程、内部集输工程、净化气集输工程、天然气净化厂工程等的管线建设中的弯头保温块的制作方法,本发明广泛应用于现场补口中,不仅应用在弯头保温补口,还可应用在直管补口,采用本方法制作的保温块,其性能及可操作性得到了设计要求,本方法制作保温块的一次合格率90%以上。本发明是通过下述技术方案实现的—种高酸性气田弯头保温块的制作方法,其特征在于步骤如下a、预备好制作弯头保温块的模具,并在模具内壁刷涂脱模剂或贴一层塑料薄膜,待用;b、将组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯按照1:11.l的比例混合,并根据模具的体积计算所需组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯的用量;c、对组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯分别进行水浴加热,对弯头进行水蒸气加热,水浴和水蒸气的加热温度均为2026°C;d、对加热的组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯用电钻进行机械搅拌1030s,且混合均匀;e、将混合均匀的组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯倒入模具内,并立即将模具和模具两端的密封圈锁死;f、组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯在模具内固化成保温块,保温块完全固化后打开模具,保温块制作完成。本发明更进一步的技术方案是b步骤中组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯的配比为1:1.05。本发明更进一步的技术方案是C步骤中对组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯进行水浴加热的温度为25°C。本发明更进一步的技术方案是d步骤中机械搅拌的时间为15s。本发明更进一步的技术方案是,在f步骤还有g步骤、用刀将保温块沿保温块的轴向从中间划开,将保温块一分为二。本发明更进一步的技术方案是g步骤后,取下保温块,并将保温块整齐堆放,堆放过程中避免日晒雨淋。所说的模具,其制造方法为a、直钢管选择,根据弯头的外径和所需保温块的厚度,采用公式1计算出模具的内径,模具内径和所选模具的壁厚确定制作模具的钢管的规格型号,制作模具的直钢管壁厚为810mm,外径大钢管,相应的壁厚选择要厚些;公式1:模具的内径=(钢管管径+2X防腐层厚度+2X保温层厚度+2X防护层厚度),其中,防腐层厚度指被保温的钢管的防腐层的厚度;保温层厚度指被保温防腐管的设计的保温层的厚度;防护层厚度指保温管的防护层的厚度,单位为mm;b、钢管的分割根据弯头的曲率半径计算出模具的曲率半径,弯头的曲率半径公式为R=5DN,其中,R代表弯头的曲率半径,DN代表弯头的公称直径,模具的曲率半径与弯头的曲率半径相同;根据弯头的内外弧的长度计算出模具的内外弧的长度;外弧长1^=巧*9,其中,巧是模具半径+钢管半径,9是弯头的弧度;内弧长1^=1~2*9,其中,^是模具半径-钢管半径,e是弯头的弧度;根据模具的内外弧长把所选择的直钢管进行分割,要保证分割的几段弧线可以近似看成直线,以确保组焊后的模具的曲率半径和弯头的曲率半径相同。c、模具的焊接,将分割好的直钢管中的各个部分,进行焊接成弯头模具所需的弯管,焊接过程中采取对称焊接的方式焊接所述分割好的直钢管中的各个部分,从而形成模具毛坯;d、模具的内外壁处理,分段焊接后,对模具毛坯内外壁焊缝进行打磨,确保模具的内外壁光滑;e、模具的密闭性和牢固性处理,在经d步骤后的模具两端部设置密封圈,在模具上设置固定模具的锁扣。本发明的优点表现在;与现有技术相比,本发明尤其适用于含硫量大,气体湿度大的油气田,在进行气田试采地面工程、内部集输工程、净化气集输工程、天然气净化厂工程等的管线建设中的保温,本发明广泛应用于现场补口中,不仅应用在弯头保温补口,还可应用在直管补口,采用本方法制作的保温块,其性能及可操作性得到了设计要求,本方法一次合格率90%以上。本发明的c和d步骤,保证了保温块质量的稳定性。本发明中c步骤的料温25°C、d步骤中的机械搅拌时间15s、b步骤中的组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯配比l:1.05,能保证生产出来的保温块质量最好。保温块制作料温和弯头温度在2026°C时,发泡质量最好,泡孔的闭孔率高;组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯的利用率最高,死皮薄,最省料。保温块的切割方式,提高了工作效率,降低了施工难度。下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,其中图1为弯头保温块的制作流程示意图图2为制作出的模具结构示意图图3为模具制作b步骤中,把所选择的直钢管进行分割的示意图图4为模具制作c步骤中形成的模具毛坯结构示意具体实施例方式实施例1参照说明书附图l,本发明公开了—种高酸性气田弯头保温块的制作方法,步骤如下a、预备好制作弯头保温块的模具,并在模具内壁刷涂脱模剂或贴一层塑料薄膜,待用;b、将组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯按照1:11.l的比例混合,并根据模具的体积计算所需组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯的用量;c、对组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯分别进行水浴加热,对弯头进行水蒸气加热,水浴和水蒸气的加热温度均为2026°C;d、对加热的组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯用手动电钻进行机械搅拌1030s,且混合均匀;e、将混合均匀的组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯倒入模具内,并立即将模具和模具两端的密封圈锁死;f、组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯在模具内固化成保温块,保温块完全固化后打开模具,保温块制作完成。本发明更进一步的技术方案是,在f步骤还有g步骤、用刀将保温块沿保温块的轴向从中间划开,将保温块一分为二。本发明更进一步的技术方案是g步骤后,取下保温块,并将保温块整齐堆放,堆放过程中避免日晒雨淋。所说的模具,其制造方法为a、直钢管选择根据弯头的外径和所需保温块的厚度,采用公式1计算出模具的内径,模具内径和所选模具的壁厚确定制作模具的钢管的规格型号,制作模具的直钢管壁厚为810mm,外径大钢管,相应的壁厚选择要厚些;公式1:模具的内径=(钢管管径+2X防腐层厚度+2X保温层厚度+2X防护层厚度),其中,防腐层厚度指被保温的钢管的防腐层的厚度;保温层厚度指被保温防腐管的设计的保温层的厚度;防护层厚度指保温管的防护层的厚度,单位为mm;b、钢管的分割根据弯头的曲率半径计算出模具的曲率半径,弯头的曲率半径公式为R=5DN,其中,R代表弯头的曲率半径,DN代表弯头的公称直径,模具的曲率半径与弯头的曲率半径相同;根据弯头的内外弧的长度计算出模具的内外弧的长度;外弧长1^=巧*9,其中,巧是模具半径+钢管半径,9是弯头的弧度;内弧长1^=1~2*9,其中,^是模具半径-钢管半径,e是弯头的弧度;根据模具的内外弧长把所选择的直钢管进行分割,要保证分割的几段弧线可以近似看成直线,以确保组焊后的模具的曲率半径和弯头的曲率半径相同。c、模具的焊接,将分割好的直钢管中的各个部分,进行焊接成弯头模具所需的弯管,焊接过程中采取对称焊接的方式焊接所述分割好的直钢管中的各个部分,从而形成模具毛坯;d、模具的内外壁处理,分段焊接后,对模具毛坯内外壁焊缝进行打磨,确保模具的内外壁光滑;e、模具的密闭性和牢固性处理,在经d步骤后的模具两端部设置密封圈,在模具上设置固定模具的锁扣。实施例2在实施例1的基础上,本发明更进一步的技术方案是b步骤中组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯的配比为1:1.05。c步骤中对组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯进行水浴加热的温度为25t:。d步骤中机械搅拌的时间为15s。实施例3模具的一较佳实施方式1、钢管选择由于弯头本身性能的局限性(例如圆度不够,在直管煨制弯头的过程中,会造成直管的圆度局部变形为椭圆,而局部椭圆形的模具势必会造成保温块的厚度不均匀),所以通过对直管进行分割后重新组焊的方式来制作模具。针对小406.4的弯头,根据现有的钢管选取了壁厚为6mm,10mm,12mm钢管进行模具试制作。6mm厚的钢管在使用过程中容易发生变形,而12mm厚的钢管使用时操作不便,模具比较重,所以最终选择10mm厚的钢管制作模具。2.模具半径的确定首先根据弯头的外径和保温块的厚度,计算出模具的内径=(钢管管径+2X防腐层厚度+2X保温层厚度+2X防护层厚度),其中,防腐层厚度指被保温的钢管的防腐层的厚度;保温层厚度指被保温防腐管的设计的保温层的厚度;防护层厚度指保温管的防护层的厚度,单位为mm,本工程对小406.4弯头选取小508X10mm的直管就可以满足要求。其次再根据44弯头的曲率半径计算出模具的半径(R=5DN,其中,R代表弯头的曲率半径,DN代表弯头的公称直径,模具的曲率半径与弯头的曲率半径相同;)。最后根据44弯头的内外弧的长度计算出模具的内外弧的长度(根据设计要求留出热影响区),把模具进行分割,要保证分割的几段弧线可以近似看成直线,以确保组焊后的模具的曲率半径和弯头的曲率半径相同,经过反复测试,我们将其分割成6份,如图3所示。3.模具的焊接按照上面的计算,把直管按照预定的设计进行下料。并将其进行切割如图2所示的AB块和CD块。分段焊接的时候要注意方向(见图4),再进行焊接,在焊接过程中为了确保曲率半径不会改变,采取对称焊接的方法。确保了模具的圆度达到要求,从而使保温块的厚度更加均匀。4.模具的内外壁处理分段焊接后,对模具内外壁焊缝进行打磨,确保模具内外表面光滑,解决了虾米腰搭接的保温块表面不光滑的现象,模具取下后,保温块的外观光滑、平整达到了预期效果。操作人员直接用刀将保温块沿保温块的轴向一分为二,简化了制作公母扣的工序,提高了效率。5.模具的密闭性为了确保发泡模具的密闭性,减少组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯的浪费,在模具两端安装密封圈l,在模具下方安装固定锁扣2,确保了模具的密闭性及牢固性。结论通过以上5个步骤制作加工的模具保证了施工需要,模具操作方便,密闭性好,保温块的厚度均匀,外观光滑,达到了预定的目标。实施例3本发明的另一较佳实施方式选取最佳工艺参数在环境温度、模具体积一定的情况下,要制作出合格的保温块主要通过改变料温、组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯配比和搅拌时间来决定。通过正交试验极差分析法,确定最佳工艺参数。因子水平表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>按因子水平表作正交试验计划,并将试验结果记录在对应的试验条件后,如下表正交试验表(L9(34))<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>结论选择X3W1M1组合为最佳组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯配比,即料温25t:、搅拌时间15s、组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯配比1:1.05,小泡试验结果最佳。根据小泡试验的结论和模具的体积,计算模具发泡时组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯的用量,最终测得实际模具发泡密度为52.355.4kg/m3达到了设计要求。料温、弯头温度控制为避免因环境温度低造成组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯发泡过程中出现很厚的死皮,造成材料的浪费,我们采用对弯头和组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯进行加热方法。通过一个加热水槽对组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯进行加热,因为水是比较稳定的传热介质,且可以重复利用,所以选择水槽加热;对弯头采用水蒸气加热的方式,进行温度控制。结论经过多次试验后,料温和弯头在2426t:时,发泡质量最好,泡孔的闭孔率高;组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯的利用率最高,死皮薄,最省料。实施四、浇注方式选择我们根据实际情况选择了2种浇注方式即倾斜式(模仿山坡倾斜)和卧式。浇注方式性能比较表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在实际操作中发现由于环境温度、料温的影响即使用了足够多(1+(5060%))的料保温层仍充不满整个模具的现象,我们采用了卧式发泡法。这种发泡方式,便于注入组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯,密度相对均匀,保温块质量稳定,达到了设计的要求。采用机械搅拌的方式对混合后的组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯进行搅拌,达到了充分混合的要求,保证了保温块的性能稳定,不会因为搅拌不均而造成保温块局部松软或者保温块发酥的现象。结论卧式发泡加机械搅拌方式,保证了保温块质量稳定性。八、检查效果对保温块进行随机取样,相关的性能检验结果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>被抽查的保温块的各项指标均达到了设计的要求,实现了既定的目标(一次合格率90%以上)。目前本工程已经正式投产,我公司制作的保温块已经在现场补口中应用,不仅应用在弯头保温补口,直管补口也是采用我公司制作的保温块,其性能及可操作性得到了设计和甲方的认可。权利要求一种高酸性气田弯头保温块的制作方法,其特征在于步骤如下a、预备好制作弯头保温块的模具,并在模具内壁刷涂脱模剂或贴一层塑料薄膜,待用;b、将组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯按照1∶1~1.1的比例混合,并根据模具的体积计算所需组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯的用量;c、对组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯分别进行水浴加热,对弯头进行水蒸气加热,水浴和水蒸气的加热温度均为20~26℃;d、对加热的组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯用手动电钻进行机械搅拌10~30s,且混合均匀;e、将混合均匀的组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯倒入模具内,并立即将模具和模具两端的密封圈1锁死;f、组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯在模具内固化成保温块,保温块完全固化后打开模具,保温块制作完成。2.根据权利要求l所述的高酸性气田弯头保温块的制作方法,其特征在于b步骤中组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯的配比为1:1.05。3.根据权利要求l所述的高酸性气田弯头保温块的制作方法,其特征在于c步骤中对组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯进行水浴加热的温度为25°C。4.根据权利要求l所述的高酸性气田弯头保温块的制作方法,其特征在于d步骤中机械搅拌的时间为15s。5.根据权利要求1或2或3或4所述的高酸性气田弯头保温块的制作方法,其特征在于在f步骤还有g步骤用刀将保温块沿保温块的轴向从中间划开,将保温块一分为二。6.根据权利要求5所述的高酸性气田弯头保温块的制作方法,其特征在于g步骤后,取下保温块,并将保温块整齐堆放,堆放过程中避免日晒雨淋。7.根据权利要求1所述的高酸性气田弯头保温块的制作方法,其特征在于所说的模具,其制造方法为a、直钢管选择,根据弯头的外径和所需保温块的厚度,采用公式1计算出模具的内径,模具内径和所选模具的壁厚确定制作模具的钢管的规格型号,制作模具的直钢管壁厚为810mm,外径大钢管,相应的壁厚选择要厚些;公式1:模具的内径=(钢管管径+2X防腐层厚度+2X保温层厚度+2X防护层厚度),其中,防腐层厚度指被保温的钢管的防腐层的厚度;保温层厚度指被保温防腐管的设计的保温层的厚度;防护层厚度指保温管的防护层的厚度,单位为mm;b、钢管的分割,根据弯头的曲率半径计算出模具的曲率半径,弯头的曲率半径公式为R=5DN,其中,R代表弯头的曲率半径,DN代表弯头的公称直径,模具的曲率半径与弯头的曲率半径相同;;根据弯头的内外弧的长度计算出模具的内外弧的长度;外弧长=ri*e,其中,ri是模具半径+钢管半径,9是弯头的弧度;内弧长1^=1~2*9,其中,^是模具半径-钢管半径,e是弯头的弧度;根据模具的内外弧长把所选择的直钢管进行分割,要保证分割的几段弧线可以近似看成直线,以确保组焊后的模具的曲率半径和弯头的曲率半径相同。c、模具的焊接,将分割好的直钢管中的各个部分,进行焊接成弯头模具所需的弯管,焊接过程中采取对称焊接的方式焊接所述分割好的直钢管中的各个部分,从而形成模具毛坯;d、模具的内外壁处理,分段焊接后,对模具毛坯内外壁焊缝进行打磨,确保模具的内外壁光滑;e、模具的密闭性和牢固性处理,在经d步骤后的模具两端部设置密封圈(1),在模具上设置固定模具的锁扣(2)。全文摘要本发明公开了一种高酸性气田弯头保温块的制作方法,涉及油气田集输管道防腐保温材料制作工艺
技术领域
,其采用a、预备好制作弯头保温块的模具,待用;b、将组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯按照1∶1~1.1的比例混合,并根据模具的体积计算所需组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯的用量;c、对组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯分别进行水浴加热,对弯头进行水蒸气加热;d、对加热的组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯用手动电钻进行机械搅拌;e、将混合均匀的组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯倒入模具内;f、组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯在模具内固化成的保温块能广泛应用于现场补口中,不仅应用在弯头保温补口,还可应用在直管补口,采用本方法制作的保温块,其性能及可操作性得到了设计要求,本方法一次合格率90%以上。文档编号B29C39/38GK101698322SQ200910216058公开日2010年4月28日申请日期2009年10月30日优先权日2009年10月30日发明者刘平,刘锋,唐遂康,姚红艳,曾传银,邱仕银申请人:四川石油天然气建设工程有限责任公司
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