一种热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管.pdf

本发明涉及一种油井抽油管，尤其时一种具有热膜加热层的超高分子量聚乙烯复合抽油管。属于石油工业的技术领域。本发明热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管，包括：金属外管、超高分子量聚乙烯内管，其中，所述的内管夹层内预置电热膜，其中：所述的电热膜包覆着绝缘传热层；绝缘传热层选自：云母、石英砂、四氟化乙烯、导热硅脂等绝缘性导热材料，优选：导热硅脂；所述电热膜末端连接有热传感器和温控器；所述的电热膜的绝缘传热层与所述的内管之间粘涂有金属粉末导热介质层。本发明的产品提高了抽油效率，降低了抽油的成本。

1、  一种热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管，包括：金属外管、超高分子量聚乙烯内管，其特征在于：超高分子量聚乙烯的配方如下(重量百分比)：超高分子量聚乙烯树脂85-88份，润滑剂3-9份，成核剂0.1-1；
其中：所述的内管夹层内预置电热膜，电热膜包覆着绝缘传热层；绝缘传热层选自：云母、石英砂、四氟化乙烯、导热硅脂等绝缘性导热材料，优选：导热硅脂；
所述电热膜末端连接有热传感器和温控器；
所述的电热膜的绝缘传热层与所述的内管之间粘涂有金属粉末导热介质层；

2、  根据权利要求1所述的热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管，其特征在于：所述的预置电热膜地线极暴露在内管与外管之间，并与金属外管接通；

3、  根据权利要求1所述的热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管，其特征在于：所述的电热膜的火线级连接埋设在内管中的导线上；

4、  根据权利要求1-3所述的热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管，其特征在于：所述的金属外管为钢管或铜管等常用金属管；优选铜管；

5、  根据权利要求3所述的热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管，特征在于：所述的电热膜在挤出成型时就被压制在内管中；

6、  根据权利要求5所述的热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管，特征在于：所述的内管通过缩径机缩径后经定径导向套拉入到外管中。

一种热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管
技术领域
本发明涉及一种油井抽油管，尤其时一种具有热膜加热层的超高分子量聚乙烯复合抽油管。属于石油工业的技术领域。
背景技术
目前，我国已发现和开发的各油田原油大多数为高含蜡、高粘度、高凝固点的＂三高＂原油。按照其流动性质的不同可分为两大类：一类是蜡质含量较高的高凝固点的蜡基原油，此类原油在温度高于析蜡温度时，粘度较低，且随温度变化不大，属于牛顿流体，但当温度降至接近凝固点时，粘度急增，并且有非牛顿流体的特性；另一类是胶质含量高的高粘度原油，该原油的凝固点较低，并且始终具有牛顿流体的特性，但由于其胶质含量高，流动阻力较大，且随温度的降低，其流动阻力增大。
大多数含蜡原油在低温下都具有非牛顿流体的特性。对于这样的原油就不可能采用简单的、即通常的抽油管来抽取输送，必须采用加热抽取的方法，其目的是借以提高原油的温度来降低其粘度，或者使其温度始终保持在凝固点之上，减少抽取时的摩阻损耗，增加出油量。
另一方面UHMWPE(即Ultra high molecular weight polyethylene，超高分子量聚乙烯)管材综合性能优异，用来作为耐磨防腐管道时其性价比高，可广泛应用于各种腐蚀性、磨损性、黏附性、结垢性介质的中高压输送。在此基础上发展UHMWPE复合增强管材更是当前塑料研制的一个热点。随着UHMWPE管材生产技术的日渐成熟和UHMWPE管材性能的进一步提高，用UHMWPE管道取代部分金属管道、衬胶管道和其他塑料管道的时代已经来临。
一般对于抽油时的加热采用伴随加热的方式，但是目前没有一种适用于对UHMWPE抽油管道的加热方法。本发明正是提供了一种同时兼具UHMWPE管道优良特性并具有加热能力的管道。
发明内容
本发明的目的在于得到一种可以在低温下使用的抽油管，并且达到节能的效果。
本发明的一种热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管，包括：金属外管、超高分子量聚乙烯内管，超高分子量聚乙烯的配方如下(重量百分比)：超高分子量聚乙烯树脂85-88份，润滑剂3-9份，成核剂0.1-1；超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的分子量不小于300万，润滑剂选固体润滑剂，优选：硬脂酸钙、石墨、高分子蜡；上述的成核剂为无机类，优选自：沸石、高岭土或二氧化硅。
上述的超高分子量聚乙烯制备方法如下：将组分按照上述的比例混合后放入挤出机，在150摄氏度左右，将预热的物料挤入到模具中，成型即可。
其中，所述的内管夹层内预置电热膜，
上述的电热膜包覆着绝缘传热层；绝缘传热层选自：云母、石英砂、四氟化乙烯、导热硅脂，优选：导热硅脂；绝缘传热层的优点是防止电热膜上的加热丝与金属外管导电或短路，同时保证加热丝产生的热量可以对管道加热。采用常规工艺手段即可达到本发明的发明目的。
上述电热膜末端连接有热传感器和温控器；优点是可以根据不同油类的品质和粘度来设置不同的温度，以便于抽油效果达到最佳。
上述的电热膜的绝缘传热层与所述的内管之间粘涂有金属粉末导热介质层。
本发明的另外一个实施方法就是可以将上述的电热膜在挤出成型时就压制在内管中；电热膜在内管成型时预置在内管的UHMWPE中，可以使加热膜均匀。本发明使用的UHMWPE为分子量300万以上的聚乙烯，其具有极好的耐磨性，良好的耐低温冲击性，并且无毒、耐水、耐化学药品，其流动性差，熔融下粘度非常高，是呈橡胶状的高粘弹性，可以用压制、烧结、挤出、注塑和吹塑的方法成型。本发明的UHMWPE原料来源于商业采购。
由于电热膜能较好地与聚乙烯粘合而且面积较大，能较好地对内层加热，所预置的电热膜应距离管内径侧在2cm以内以保证一方面内管中的石油能得到较好的加热，一方面较厚的内管外径能得到较好的保温效果。
上述的预置电热膜地线极暴露在内管与外管之间，并与金属外管接通电极地线设置在内管与外管之间可以直接将外金属管作为地线使用，当距离较长时只需要单相电就可以对管内加热；
上述的电热膜的火线级连接埋设在内管中的导线上；内管的导线预置了一根导线，导线与电热膜的火线级相连，整个电路装置相当于在两个导线间并联了一个发热电阻，管路越长电阻越小，发热功率越大。
上述的金属外管为钢管或铜管；金属外管的主要作用一方面是对内管的加强作用，一方面作为加热膜的一极导线。
上述的电热膜在挤出成型时就被压制在内管中；电热膜在内管成型时预置在内管的UHMWPE中，可以使加热膜均匀。
上述的内管通过缩径机缩径后经定径导向套拉入到外管中，主要包括以下步骤：首先选用其外径比所选用的钢管的内径大2％～5％的超高分子量聚乙烯管材，然后使超高分子量聚乙烯管材通过缩径机缩径，使得超高分子量聚乙烯管材的外径比钢管的内径略小些，在牵引机的作用下，超高分子量聚乙烯管材通过定径导向套而进入到钢管中。经过一段时间后，因超高分子量聚乙烯管材具有记忆功能，超高分子量聚乙烯管材就会和钢管紧密地复合在一起。
发明效果
本发明的产品可以提高抽油效率，从增加电热膜和电传感器与温控器来调节抽油管的温度，UHMWPE内管也可以增加抽油效率。
本发明的另外一个发明点就是在电热膜上包覆绝缘传热层，现有技术中曾经有使用电热膜，但是由于与金属接触导致电位下降，所以加热效果不好，经过在电热膜上包覆绝缘传热层的工艺后，加热温度可以达到280摄氏度以上，但是能源消耗降低了15％。同时，本发明的发明人做了多种绝缘传热层的试验，发现导热硅脂的效果远高于其他可使用的绝缘传热层物质。
附图说明
图1本发明热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管的横截面型图；
图2本发明热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管另一种形式的横截面型图。
具体实施方式
实施例1
如图1，热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管，包括：金属外管1、超高分子量聚乙烯内管2，上述的内管夹层内预置电热膜3；由于电热膜能较好地与聚乙烯粘合而且面积较大，能较好地对内层加热，所预置的电热膜应距离管内径侧在2cm以内以保证一方面内管中的石油能得到较好的加热，一方面较厚的内管外径能得到较好的保温效果。
上述的预置电热膜地线极4暴露在内管与外管之间，并与金属外管接通，电极地线设置在内管与外管之间可以直接将外金属管作为地线使用，当距离较长时只需要单相电就可以对管内加热。
上述的电热膜的火线级连接埋设在内管中的导线上；内管中预埋了一根导线，导线与电热膜的火线级相连，整个电路装置相当于在两个导线间并联了一个发热电阻，管路越长电阻越小，发热功率越大。
上述的金属外管为钢管；金属外管的主要作用一方面是对内管的加强作用，一方面作为加热膜的一极导线。
电热膜3末端连接有热传感器和温控器。
上述的电热膜在挤出成型时就被压制在内管中；电热膜在内管成型时预置在内管的UHMWPE中，可以使加热膜均匀。
上述的内管通过缩径机缩径后经定径导向套拉入到外管中，主要包括以下步骤：首先选用其外径比所选用的钢管的内径大2％～5％的超高分子量聚乙烯管材，然后使超高分子量聚乙烯管材通过缩径机缩径，使得超高分子量聚乙烯管材的外径比钢管的内径略小些，在牵引机的作用下，超高分子量聚乙烯管材通过定径导向套而进入到钢管中。经过一段时间后，因超高分子量聚乙烯管材具有记忆功能，超高分子量聚乙烯管材就会和钢管紧密地复合在一起。
实施例2
如图2，热膜式超高分子量聚乙烯复合抽油管，包括：金属外管1、超高分子量聚乙烯内管2，上述的外管与内管之间预置电热膜3；电热膜3外边涂覆有绝缘传热层，其与所述的内管2之间粘涂有金属粉末导热介质层，可以保证一方面内管中的石油能得到较好的加热，一方面较厚的内管外径能得到较好的保温效果。这种方式的优点是加工容易，无需将电热膜3加入到内管2内。
上述的预置电热膜地线极4暴露在内管与外管之间，并与金属外管接通，电极地线设置在内管与外管之间可以直接将外金属管作为地线使用，当距离较长时只需要单相电就可以对管内加热。
上述的金属外管为钢管；金属外管的主要作用一方面是对内管的加强作用，一方面作为加热膜的一极导线。
电热膜3末端连接有热传感器和温控器。
上述的电热膜在挤出成型时就被压制在内管中；电热膜在内管成型时预置在内管的UHMWPE中，可以使加热膜均匀。