一种钢丝增强复合管及其制备方法与流程

本发明属于油田用管道制备，具体涉及一种钢丝增强复合管及其制备方法。

背景技术：

1、近年来随着油田介质环境的日益苛刻，基于非金属管材在油田防腐中的优势，采油、采气、集输、注水等工程应用中选用合适的非金属复合管已成为目前管道防腐的一个重要的发展方向。目前非金属复合管的主要结构层包括以下三个部分，分别为内衬层、增强层和外保护层，其中内衬层通常为各类热塑性塑料，主要起到隔离输送流体与增强层的作用。增强层起到主要的承载作用，为各类型的纤维或者纤维增强复合材料。外保护层通常由聚乙烯等热塑性塑料构成，起到保护增强层的作用。通过结构设计，复合结构管材能满足多种工况的应用，具有承压能力高、比重轻、耐腐蚀等优点。

2、但随着目前对环境保护、能源利用要求的逐渐提高，对非金属复合管的回收也提出了更多的要求。非金属复合管中的内衬和外保护层通常为单一材质的材料，回收相对简单，而非金属复合管的增强层为复合材料，回收存在一个分离的过程，目前常用的分离方法是在除杂后进行粉碎、筛分，得到粉末状的树脂产品和纤维状的纤维。该方法的优点是工艺简单，不需要专用设备，技术门槛低，但缺点是分离效果相对差，基体中的玻璃纤维或高分子纤维在回收过程中大幅度损伤，几乎无法继续利用。因此，传统的非金属复合管在回收利用时利用率低。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种钢丝增强复合管及其制备方法，该复合管的加工不需要新型设备，并且原材料回收利用率高，复合管成本低、承压能力强、制备技术简便。

2、为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种钢丝增强复合管，包括内衬层、增强层和外保护层，所述增强层包括钢丝增强热塑性塑料增强带，所述钢丝增强热塑性塑料增强带包括热塑性塑料和单方向排列在所述热塑性塑料中的钢丝；至少两层所述钢丝增强热塑性塑料增强带按照设定缠绕方向缠绕在所述内衬层的外表面上构成所述增强层，且所述钢丝增强热塑性塑料增强带的缠绕层数为偶数；所述外保护层设置在所述增强层上。

4、进一步地，所述钢丝增强热塑性塑料增强带的缠绕方向与所述内衬层的轴线的夹角为40°～60°，且相邻两层所述钢丝增强热塑性塑料增强带之间角度相差为90°。

5、进一步地，还包括轴向加强层，所述轴向加强层设置在所述增强层外表面，所述轴向加强层为所述钢丝增强热塑性塑料增强带，且所述钢丝增强热塑性塑料增强带中的所述钢丝与所述内衬层的轴线平行。

6、进一步地，所述内衬层为热塑性塑料。

7、进一步地，所述热塑性塑料包括聚乙烯或聚烯烃类材料。

8、进一步地，所述外保护层为热塑性塑料。

9、进一步地，所述热塑性塑料包括聚乙烯或聚烯烃类材料。

10、进一步地，所述热塑性塑料中的所述钢丝之间不接触。

11、一种钢丝增强复合管的制备方法，包括：在制备好的所述内衬层外表面按照设定缠绕方向进行所述钢丝增强热塑性塑料增强带的缠绕，所述钢丝增强热塑性塑料增强带的缠绕层数至少为两层，且所述钢丝增强热塑性塑料增强带的缠绕层数为偶数，边缠绕边加热，形成所述增强层，将所述钢丝增强热塑性塑料增强带与所述内衬层熔接成一整体；在所述增强层上制备所述外保护层。

12、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明提供的一种钢丝增强复合管，增强层包括钢丝增强热塑性塑料增强带，钢丝增强热塑性塑料增强带包括热塑性塑料和单方向排列在热塑性塑料中的钢丝，采用钢丝增强热塑性塑料增强带作为增强层材料，增强材料为钢丝，在回收时易于与热塑性塑料分离，且回收过程对钢材性能影响小，原材料回收利用率高。至少两层钢丝增强热塑性塑料增强带按照设定缠绕方向缠绕在内衬层的外表面上构成增强层，且钢丝增强热塑性塑料增强带的缠绕层数为偶数，得到的增强层强度高，可达1100mpa-1200mpa，断裂伸长率高，可达5％-6％，并且防磕碰能力强。

13、进一步地，在轴向加强层设置在增强层外表面，轴向加强层为钢丝增强热塑性塑料增强带，且钢丝增强热塑性塑料增强带中的钢丝与内衬层的轴线平行，提高了复合管轴向的强度。

14、进一步地，内衬层为热塑性塑料，热塑性塑料包括聚乙烯或聚烯烃类材料，同类型热塑性塑料材料回收简单且利用率高。

15、进一步地，外保护层为热塑性塑料，热塑性塑料包括聚乙烯或聚烯烃类材料，同类型热塑性塑料材料回收简单且利用率高。

16、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种钢丝增强复合管，其特征在于，包括内衬层(21)、增强层(22)和外保护层(24)，所述增强层(22)包括钢丝增强热塑性塑料增强带，所述钢丝增强热塑性塑料增强带包括热塑性塑料(12)和单方向排列在所述热塑性塑料(12)中的钢丝(11)；至少两层所述钢丝增强热塑性塑料增强带按照设定缠绕方向缠绕在所述内衬层(21)的外表面上构成所述增强层(22)，且所述钢丝增强热塑性塑料增强带的缠绕层数为偶数；所述外保护层(24)设置在所述增强层(22)上。

2.根据权利要求1所述的一种钢丝增强复合管，其特征在于，所述钢丝增强热塑性塑料增强带的缠绕方向与所述内衬层(21)的轴线的夹角为40°～60°，且相邻两层所述钢丝增强热塑性塑料增强带之间角度相差为90°。

3.根据权利要求1所述的一种钢丝增强复合管，其特征在于，还包括轴向加强层(23)，所述轴向加强层(23)设置在所述增强层(22)外表面，所述轴向加强层(23)为所述钢丝增强热塑性塑料增强带，且所述钢丝增强热塑性塑料增强带中的所述钢丝(11)与所述内衬层(21)的轴线平行。

4.根据权利要求1所述的一种钢丝增强复合管，其特征在于，所述内衬层(21)为热塑性塑料。

5.根据权利要求4所述的一种钢丝增强复合管，其特征在于，所述热塑性塑料包括聚乙烯或聚烯烃类材料。

6.根据权利要求1所述的一种钢丝增强复合管，其特征在于，所述外保护层(24)为热塑性塑料。

7.根据权利要求6所述的一种钢丝增强复合管，其特征在于，所述热塑性塑料包括聚乙烯或聚烯烃类材料。

8.根据权利要求1所述的一种钢丝增强复合管，其特征在于，所述热塑性塑料(12)中的所述钢丝(11)之间不接触。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种钢丝增强复合管的制备方法，其特征在于，包括：在制备好的所述内衬层(21)外表面按照设定缠绕方向进行所述钢丝增强热塑性塑料增强带的缠绕，所述钢丝增强热塑性塑料增强带的缠绕层数至少为两层，且所述钢丝增强热塑性塑料增强带的缠绕层数为偶数，边缠绕边加热，形成所述增强层(22)，将所述钢丝增强热塑性塑料增强带与所述内衬层(21)熔接成一整体；在所述增强层(22)上制备所述外保护层(24)。

技术总结
本发明公开了一种钢丝增强复合管及其制备方法，包括内衬层、增强层和外保护层，所述增强层包括钢丝增强热塑性塑料增强带，所述钢丝增强热塑性塑料增强带包括热塑性塑料和单方向排列在所述热塑性塑料中的钢丝；至少两层所述钢丝增强热塑性塑料增强带按照设定缠绕方向缠绕在所述内衬层的外表面上构成所述增强层，且所述钢丝增强热塑性塑料增强带的缠绕层数为偶数；所述外保护层设置在所述增强层上。该复合管的加工不需要新型设备，并且原材料回收利用率高，复合管成本低、承压能力强、制备技术简便。

技术研发人员：张冬娜,黎世鹏,丁楠,周满林,李厚补,周玉栋
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13