一种深井耐压薄壁管的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种在运输介质情况下使用的复合管领域。更具体地说，本实用新型尤其涉及一种应用在深井中进行石油传输的深井耐压薄壁管。
【背景技术】
[0002]目前，玻璃纤维复合管因具有良好的耐腐蚀性、耐温特性以及对流体的传输阻力小而被应用于各个领域，比如说应用于工业上进行煤气的输送，应用在学校的化学实验室作为上下水管道，更是应用在矿产开发上进行井下石油的运输。而其中，管壁厚度较薄的玻璃纤维复合管在应用到对矿产开发的深井石油运输过程中(可称油管)，人们发现其很难在深井下下还能保持较佳的耐温特性、耐压特性以及抗拉特性，导致应用受阻，比如通常壁厚为6-8mm的玻璃纤维复合管很难在井下3000-4000米的环境中耐温150-180度，耐压70-100Mpa ;而其抗拉的效果也并不理想，比如说通常条件下，6mm左右厚度的玻璃纤维复合管按其抗拉强度240兆帕/cm3计算，并不能承受使用时的26吨拉力(70*79截面积)，因此在人们需要将管拔出时易纵向变形甚至粹断，极其影响人们的使用。当然有人提出采用管壁厚度较厚的玻璃纤维复合管可解决上述提到的问题，但是这种方案不仅使得复合管井下占用体积大，还很难保证石油传输的输送效率。进一步的是，玻璃纤维薄壁复合管外层在抗老化性、耐磨性也需要提高，以提高使用寿命。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0004]本实用新型还有一个目的是提供一种深井耐压薄壁管，其在基本不改变原始管壁厚度的情况下，通过在传统的玻璃纤维复合管中添加具有高强度的碳纤维层，并让碳纤维层与玻璃纤维层之间具有独特的卷制结构，使得整个薄壁管在抗拉强度、抗内外压力强度上具有突出的优势，尤其适用于深井恶劣环境中进行石油运输。
[0005]为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了以下技术方案:
[0006]一种深井耐压薄壁管，其为壁厚在6-8mm的玻璃纤维复合管，所述复合管包括:
[0007]由内向外分布的由树脂粘接的基层、增强层和保护层，其中
[0008]所述增强层包括第一增强层和第二增强层，所述第一增强层为包裹在基层外沿复合管径向依次交替分布的第一碳纤维层和第一玻璃纤维层，所述第二增强层包裹在第一增强层的外部，其为由浸有树脂的第二碳纤维层和第二玻璃纤维层以不同的宽度在复合管轴向上并排螺旋缠绕而成，其中所述第二碳纤维层的宽度是第二玻璃纤维层宽度的1.5-2倍；
[0009]所述保护层由浸有树脂的芳纶纤维在复合管轴向上螺旋缠绕而成。
[0010]优选的是，所述增强层还包括第三增强层，其粘接第二增强层外部，
[0011]其中所述第三增强层为沿复合管轴向分布的多节具有相同径向厚度及轴向宽度的复合层，所述复合层由具有相同层数的并在复合管径向上呈内外分布的第三碳纤维层和第三玻璃纤维层构成，且相邻两节复合层之间的第三碳纤维层与第三玻璃纤维层交错分布。
[0012]优选的是，所述第一增强层中，第一碳纤维层的厚度小于第一玻璃纤维层的厚度。
[0013]所述增强层在复合管中所占的管壁厚度为4.4-5.6mm，其中
[0014]所述第一增强层的厚度在1.5-2_，所述第二增强层的厚度在1.5-2_，所述第三增强层的厚度在1.4-1.6mm。
[0015]优选的是，所述基层为由多层玻璃纤维压制而成的中空管状层，其在复合管中所占的壁厚为0.8-1.2mm。
[0016]优选的是，所述保护层在复合管中所占的壁厚为0.8-1.2mm。
[0017]优选的是，所述树脂采用不饱和聚酯树脂，所述不饱和聚酯树脂为双酚A型不饱和聚酯树脂或环氧丙烯酸树脂。
[0018]本实用新型所提供的深井耐压薄壁管至少包括以下有益效果:
[0019]其一、在传统的玻璃纤维薄壁复合管中设置了增强层，且所述增强层为玻璃纤维与碳纤维组合的复合层，其不仅保留了原有复合管的优异特性，还增加了整个复合管的抗拉强度以及抗内外压力强度，使其在深井应用中备受广大群众的青睐；具体来说，所述增强层中的第一增强层通过第一碳纤维层和第二玻璃纤维层在复合管径向上的交替布局，增加了复合管的抗内外压力强度，而所述增强层中的第二增强层通过第二碳纤维层和第二玻璃纤维层在复合管轴向上的并排缠绕分布，增加了复合管的抗拉强度；
[0020]其二、在传统的玻璃纤维薄壁复合管中设置了由芳纶纤维构成的保护层，因芳纶纤维具有良好的抗老化性、耐腐蚀性以及耐磨性，更重要的是其还具有耐高温特性，使得整个复合管所具备的特性满足了人们的期望，具有较大的推广价值。
[0021]本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型所述的深井耐压薄壁管横向截面示意图；
[0023]图2为本实用新型所述的深井耐压薄壁管增强层的横向截面示意图；
[0024]图3为本实用新型所述的深井耐压薄壁管增强层的纵向截面示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0026]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0027]如图1-3所示，本实用新型提供了一种深井耐压薄壁管1，其为壁厚在6-8_的一种玻璃纤维复合管(可简称为玻璃纤维薄壁复合管)，所述复合管包括由内向外分布的由树脂粘接的基层11、增强层12和保护层13，其中
[0028]所述增强层12包括第一增强层121和第二增强层122，所述第一增强层为包裹在基层外沿复合管径向依次交替分布的第一碳纤维层和第一玻璃纤维层(相当于卷一层碳纤维再卷一层玻璃纤维，依次交替)，所述第二增强层包裹在第一增强层的外部，其为由浸有树脂的第二碳纤维层和第二玻璃纤维层以不同的宽度在复合管轴向上并排螺旋缠绕而成，其中所述第二碳纤维层的宽度是第二玻璃纤维层宽度的1.5-2倍(这里所述“宽度”为碳纤维材料或是玻璃纤维材料在复合管壁面上所占据的宽度)；所述保护层由浸有树脂的芳纶纤维在复合管轴向上螺旋缠绕而成。
[0029]仔细分析上述方案，其第一增强层中的第一碳纤维层和第一玻璃纤维层相当于是复合管径向上的交替分布，通过在径向上的相互作用增加了复合管的抗内外压力强度；而第二增强层中的第二碳纤维层和第二玻璃纤维层相当于是复合管轴向上的交替分布，通过在轴向上的相互作用增加了复合管的抗拉强度。当然第一增强层在一定程度上也能增加复合管的抗拉强度，因为其毕竟在复合管的轴向上