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超高分子量聚乙烯(UHMW PE)內(nèi)襯油管產(chǎn)品特點(diǎn)與技術(shù)
內(nèi)襯UHMW PE是在鋼制普通油管內(nèi)襯一層超高分子量聚乙烯(UHMW PE)管材,采用專用技術(shù)使襯管與油管緊貼在一起,形成“管中管”結(jié)構(gòu)。這種內(nèi)襯油管不僅可以解決油管偏磨與腐蝕難題,同時(shí)由于超高分子量聚乙烯(UHMW PE)內(nèi)襯管的摩擦系數(shù)較低,還可降低油井光桿負(fù)荷、抽油桿柱底部應(yīng)力,延長(zhǎng)抽油桿的壽命。內(nèi)襯油管(UHMW PE)具有如下特性:
1、優(yōu)良的耐磨性
UHMW PE最引人注目的一個(gè)特性是它具有極高的耐磨性,這一性能在許多工程應(yīng)用中都是十分寶貴的,UHMW PE的耐磨性比尼龍PA—66高4倍左右、比高密度聚乙烯HDPE和HPVC高5倍左右、比聚四氟乙烯(PTFE)高2.5倍左右、比聚氨酯高5倍左右、比碳鋼和不銹鋼高6~7倍左右,是聚丙烯的10倍左右。UHMW PE耐磨損機(jī)理不僅靠它的硬度,而且還靠粘彈性和摩擦系數(shù)小來緩沖磨損,這與一般磨損材料抗磨損機(jī)理截然不同。
表1幾種常用材料的耐磨損率值
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材料名稱 |
磨損率平均表% |
材料名稱 |
磨損率平均表% |
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UHMW PE |
0.74 |
不銹鋼 |
4.05 |
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PTFE |
2.31 |
45鋼 |
4.02 |
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PA66 |
1.51 |
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2、優(yōu)良的耐腐蝕性
UHMW PE是一種飽和分子團(tuán)結(jié)構(gòu),故其化學(xué)穩(wěn)定性極高。UHMW PE具有良好的耐化學(xué)腐蝕特性,除濃硝酸和濃硫酸外,它在所有的堿液、酸液和鹽液中都不會(huì)受到腐蝕。
3、優(yōu)異的自身潤(rùn)滑性
UHMW PE的磨損系數(shù)較小,摩擦系數(shù)僅為0.07~0.10。常用工程塑料動(dòng)摩擦系數(shù)的比較如表2所示
表2 UHMW PE與其他工程塑料動(dòng)摩擦系數(shù)的比較
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材料名稱 |
自潤(rùn)滑 |
水潤(rùn)滑 |
油潤(rùn)滑 |
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UHMW PE |
0.10~0.22 |
0.05~0.10 |
0.05~0.08 |
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PTFE |
0.15~0.40 |
0.14~0.19 |
0.02~0.11 |
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PA66 |
0.04~0.25 |
0.04~0.08 |
0.04~0.05 |
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45鋼 |
0.15~0.35 |
0.10~0.20 |
0.05~0.10 |
4、優(yōu)良的不粘性
UHMW PE是一種飽和碳?xì)浠衔铮瘜W(xué)穩(wěn)定性高,表面張力小,表面吸附力非常微弱,其抗粘附能力僅次于塑料中不粘性最好的聚四氟烯PTFE,它的吸水率很低,小于0.01%,表面疏水性良好,因而制品表面與其它材料不易粘附。只要流速達(dá)到2.3~4.6m/s,結(jié)垢就難以形成,即使長(zhǎng)期緩慢積累形成垢層也不牢固,很容易清除。UHMW PE具有的自潤(rùn)滑性和不粘附性,使得摩擦系數(shù)最小。特殊工藝生產(chǎn)的管道內(nèi)壁抗腐蝕、抗磨損、不結(jié)垢,因此流動(dòng)阻力很小,可長(zhǎng)期保持流速和流量不減。其內(nèi)徑設(shè)計(jì)可比鋼管減小15%。
5、高抗沖擊性
UHMW PE的抗沖擊性和吸收沖擊能居塑料之首,無論是外力強(qiáng)沖擊,還是內(nèi)部壓力波動(dòng)都難以使其開裂。其沖擊力強(qiáng)度為尼龍66的10倍,聚氯乙烯的20倍,聚乙烯的4倍。特別是在低溫環(huán)境,其沖擊強(qiáng)度反而達(dá)到最高值。UHMW PE的這種柔韌性為輸送系統(tǒng)提供了安全可靠的保障。
6、耐候性和抗老化性
UHMW PE管材有良好的耐候和抗老化性。一方面,因?yàn)閁HMW PE管材分子鏈中不飽和基因很少,分子量大;另一方面,添加了優(yōu)質(zhì)改良劑,使得UHMW PE管材使用壽命大大超過了高密度聚乙烯管材。使用60年左右,UHMW PE管材仍可保持70%以上的機(jī)械性能。
7、耐溫性
UHMW PE管材適溫性寬,可長(zhǎng)期在-169℃到130℃的溫度下工作,這是其它聚烯烴管材無法比擬的。
三、產(chǎn)品應(yīng)用范圍
正因?yàn)閁HMW PE內(nèi)襯油管具有以上優(yōu)良特性,可很好地應(yīng)用在以下各類油、水井中:
(1)采油井:適用于油管偏磨與腐蝕嚴(yán)重、抽油桿故障率高、結(jié)垢的油井;
(2)腐蝕性氣井:抗H2S和CO2氣體腐蝕;
(3)注水井:適用于腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重的注水井;
(4)海上油井:超長(zhǎng)壽命降低海上采油成本;
(5)輸送管:井下不適用的腐蝕和偏磨嚴(yán)重的舊油管內(nèi)襯后可用作輸油管。


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