本發(fā)明涉及復(fù)合管
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種高阻隔低滲透柔性可盤繞式復(fù)合管。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著我國油氣資源技術(shù)的發(fā)展，非金屬管線尤其是柔性可盤繞式復(fù)合管，因其重量輕、柔性可盤繞和耐腐蝕等優(yōu)點，廣泛的應(yīng)用于油氣資源的開采中。柔性可盤繞式復(fù)合管的其主要結(jié)構(gòu)構(gòu)成為：內(nèi)護套、增強層及外保護層。內(nèi)護套的主要作用為密封輸送流體，防止流體泄露、滲透；增強層的主要作用為提供管體需要的增強壓力；外保護層主要作用為保護整體管體。內(nèi)襯層的材料對復(fù)合管質(zhì)量起到關(guān)鍵性作用。目前，內(nèi)襯層的材料一般選用高密度聚乙烯(hdpe)，hdpe具有較高的耐溫、耐油性、耐蒸汽滲透性、抗環(huán)境應(yīng)力開裂性。雖然高密度聚乙烯對水蒸氣的透過有極佳的防滲性能，但是由于柔性可盤繞式復(fù)合管輸送的為中高壓流體，在這種情況下高密度聚乙烯流體中對含有的溶解氧、二氧化碳、硫化氫以及有機溶劑的防滲性能較差，特別在高壓情況下，其防滲性能變的更差。而在油田流體輸送的實際應(yīng)用中，流體常常會伴隨著溶解氧、二氧化碳、硫化氫等易滲透介質(zhì)。這些介質(zhì)滲透出來會造成增強層的材料的水解、腐蝕失效；在快速泄壓時會造成整體管道的坍塌失效。針對這個問題，復(fù)合管
技術(shù)領(lǐng)域：
出現(xiàn)了提高襯層材料的防滲性的技術(shù)及方法。中國專利申請?zhí)枮?01510566619.3的發(fā)明專利申請公開了一種柔性管用內(nèi)襯材料及其柔性管，其內(nèi)襯層材料，由第一高分子材料、第二高分子材料和輔劑共混而成，其中，所述第一高分子材料為以高密度聚乙烯為基體的高分子材料，第二高分子材料為熱塑性彈性體，起到阻隔作用的片狀填料為白云母、黑云母、金云母、高嶺土、無水高嶺土和蒙脫土；該內(nèi)襯層材料中的無機阻隔片狀填料，在中高壓情況下，特別是高壓情況下，在管體流體長時間脈沖波動下，無機片狀填料與高分子材料界面可能會產(chǎn)生疲勞失效，發(fā)生“脫粘”現(xiàn)象，降低防滲性能。中國專利申請?zhí)枮?01510569557.1的發(fā)明專利申請公開了一種多層結(jié)構(gòu)的高阻隔共混材料，所述阻隔材料以聚甲基乙撐碳酸酯（ppc）及乙烯乙烯醇共聚物（evoh）通過共混制備。聚甲基乙撐碳酸酯（ppc）的加工熱穩(wěn)定性較差，在高溫條件下，很容易產(chǎn)生大分子主鏈的斷裂及從端基開始的解拉鏈?zhǔn)浇到猓瑖?yán)重降低其阻隔性能；乙烯乙烯醇共聚物（evoh）分子結(jié)構(gòu)中存在羥基（-oh），具有親水性，吸水后導(dǎo)致阻隔性能下降。中國專利申請?zhí)枮?01510138967.0的發(fā)明專利申請公開了一種多層樹脂管，中國專利申請?zhí)枮?01510138968.5的發(fā)明專利申請公開了一種液壓樹脂管，均設(shè)計了低滲透性樹脂內(nèi)層包括最內(nèi)層的氟樹脂層及上層的聚苯硫樹脂層。該種低滲透設(shè)計工藝存在兩個問題：首先氟塑料的價格高，成本較高；其次由于氟塑料與聚苯硫樹脂之間沒有進行粘結(jié)設(shè)計，聚苯硫樹脂起到了阻隔低滲透作用，卻在氟塑料與聚苯硫樹脂界面中容易產(chǎn)生“氣室”，影響其使用壽命，若該工藝用于中高復(fù)合管中，在快速泄壓時會造成最內(nèi)層的氟樹脂層的坍塌失效。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是提供一種在中高壓情況下，能夠有效避免材料組分之間界面疲勞失效問題，并具有高阻隔低滲透的柔性可盤繞式復(fù)合管。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種高阻隔低滲透柔性可盤繞式復(fù)合管，其特征在于由內(nèi)襯層、阻隔層、增強層及外護套構(gòu)成；其中，所述的內(nèi)襯層為以高密度聚乙烯為基體的高分子材料構(gòu)成或由高密度聚乙烯、高分子阻隔材料及助劑共混而成；所述的阻隔層材料為高分子阻隔材料及助劑共混而成。另外，構(gòu)成上述一種高阻隔低滲透柔性可盤繞式復(fù)合管的附加技術(shù)特征還包括：——所述助劑為偶聯(lián)劑、界面相容劑和潤滑劑；——所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑；——所述界面相容劑為乙烯類接枝物，包括：馬來酸酐接枝苯乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝乙烯辛烯嵌段共聚物、馬來酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物中的一種或幾種；——所述潤滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸甘油酯、石蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撐雙硬脂酰胺、低分子量聚丙烯中的一種或幾種；——所述的高密度聚乙烯為80級或100級聚乙烯樹脂；——所述的高分子阻隔材料為聚苯硫醚、聚亞苯基硫醚、聚甲基乙撐碳酸酯、乙烯乙烯醇共聚物、聚偏二氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯中的一種或幾種；——所述的內(nèi)襯層及阻隔層，可以采用多層共擠或分步擠出成型。本發(fā)明所提供的高阻隔低滲透柔性可盤繞式復(fù)合管與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：由于構(gòu)成該復(fù)合管的結(jié)構(gòu)中，在內(nèi)襯層的外側(cè)設(shè)置有由高分子阻隔材料及助劑共混而成構(gòu)成的阻隔層，或者由高密度聚乙烯、高分子阻隔材料及助劑共混而成形成的內(nèi)襯層并與阻隔層兩者共同形成提高抗?jié)B透性能，經(jīng)檢測該結(jié)構(gòu)的復(fù)合管與高密度聚乙烯構(gòu)成的內(nèi)襯層及增強層/外護套結(jié)構(gòu)形成的柔性可盤繞式復(fù)合管相比，其在24小時內(nèi)的壓力損失減少30%-50%，提高了復(fù)合管高壓輸送介質(zhì)時的高阻隔和抗?jié)B透的性能。附圖說明圖1為高阻隔低滲透柔性可盤繞式復(fù)合管的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式如圖1所示，為本發(fā)明所提供的一種高阻隔低滲透柔性可盤繞式復(fù)合管的結(jié)構(gòu)示意圖。構(gòu)成該復(fù)合管的結(jié)構(gòu)包括由高密度聚乙烯、高分子阻隔材料和助劑共混而成的內(nèi)襯層1、由高分子阻隔材料及助劑共混而成的阻隔層2、增強層3和4、外護套5。上述復(fù)合管的結(jié)構(gòu)中，內(nèi)襯層由高密度聚乙烯或由高密度聚乙烯、高分子阻隔材料和助劑共混而成，阻隔層由高分子阻隔材料及助劑共混而成，可采用螺桿擠出機混合、擠出得到；內(nèi)襯層及阻隔層，可以采用多層共擠或分步擠出成型；增強層材料的選擇，本發(fā)明中沒有特殊限制，本領(lǐng)域公知的材料及工藝均可，本發(fā)明優(yōu)選滌綸工業(yè)長絲、芳綸纖維作為增強層材料；本發(fā)明對所述外護套層的材料沒有特殊限制。構(gòu)成上述一種高阻隔低滲透柔性可盤繞式復(fù)合管的內(nèi)襯層和阻隔層的具體實施方式為：內(nèi)襯層材料中，——所使用的高密度聚乙烯為為80級或100級聚乙烯樹脂；或——當(dāng)使用高密度聚乙烯與高分子阻隔材料和助劑共混構(gòu)成時，所述高密度聚乙烯與高分子阻隔材料的質(zhì)量比為100：(1～35)，優(yōu)選為100：(3～15)；所述高密度聚乙烯與界面相容劑的質(zhì)量比為100：(1～30)，更優(yōu)選為100：(2～15)，優(yōu)選為100：(3～10)；所述高密度聚乙烯與偶聯(lián)劑的質(zhì)量比100：(0.1～3)，更優(yōu)選為100：(0.3～1.2)，最優(yōu)選為100：(0.5～1)；所述高密度聚乙烯與潤滑劑的質(zhì)量比100：(0.1～1.5)，更優(yōu)選為100：(0.3～1)，最優(yōu)選為100：(0.5～0.8)。阻隔層材料中，所述阻隔材料與界面相容劑的質(zhì)量比為100：(1～35)，更優(yōu)選為100：(3～20)，優(yōu)選為100：(5～15)；所述阻隔材料與偶聯(lián)劑的質(zhì)量比100：(0.1～4)，更優(yōu)選為100：(0.2～2)，最優(yōu)選為100：(0.5～1.5)；所述阻隔材料與潤滑劑的質(zhì)量比100：(0.1～2.5)，更優(yōu)選為100：(0.2～1.5)，最優(yōu)選為100：(0.3～1.2)。實施例1內(nèi)襯層的構(gòu)成材料為：由聚乙烯7600m構(gòu)成，或由100重量份聚乙烯7600m、5重量份聚苯硫醚、3重量份乙烯乙烯醇共聚物、7重量份馬來酸酐接枝苯乙烯、0.6重量份偶聯(lián)劑kh-550和0.4重量份聚乙烯蠟構(gòu)成；阻隔層的構(gòu)成材料為：95重量份聚苯硫醚、5重量份乙烯乙烯醇共聚物、10重量份的馬來酸酐接枝苯乙烯、0.5重量份偶聯(lián)劑kh-550、0.3重量份聚乙烯蠟。實施例2內(nèi)襯層的構(gòu)成材料為：由聚乙烯7600m構(gòu)成，或由100重量份聚乙烯7600m、5重量份聚苯硫醚、2重量份乙烯乙烯醇共聚物、3重量份聚甲基乙撐碳酸酯、10重量份馬來酸酐接枝苯乙烯、0.8重量份偶聯(lián)劑kh-550和0.4重量份聚乙烯蠟構(gòu)成；阻隔層的構(gòu)成材料為：95重量份聚苯硫醚、5重量份聚甲基乙撐碳酸酯、9重量份的馬來酸酐接枝苯乙烯、0.7重量份偶聯(lián)劑kh-550、0.8重量份聚乙烯蠟。實施例3內(nèi)襯層的構(gòu)成材料為：由聚乙烯7600m構(gòu)成，或由100重量份聚乙烯7600m、9重量份聚苯硫醚、10重量份馬來酸酐接枝苯乙烯、0.6重量份偶聯(lián)劑kh-550和0.8重量份聚乙烯蠟構(gòu)成；阻隔層的構(gòu)成材料為：100重量份聚苯硫醚、5重量份的馬來酸酐接枝苯乙烯、0.7重量份偶聯(lián)劑kh-550、1.2重量份聚乙烯蠟。實施例4內(nèi)襯層的構(gòu)成材料為：由聚乙烯7600m構(gòu)成，或由100重量份聚乙烯7600m、6重量份聚苯硫醚、2重量份乙烯乙烯醇共聚物、3重量份聚對苯二甲酸乙二醇酯、7重量份馬來酸酐接枝苯乙烯、0.6重量份偶聯(lián)劑kh-550和0.6重量份聚乙烯蠟構(gòu)成；阻隔層的構(gòu)成材料為：97重量份聚苯硫醚、3重量份聚對苯二甲酸乙二醇酯、10重量份的馬來酸酐接枝苯乙烯、0.8重量份偶聯(lián)劑kh-550、1.0重量份聚乙烯蠟。實施例5內(nèi)襯層的構(gòu)成材料為：由聚乙烯7600m構(gòu)成，或由100重量份聚乙烯7600m、5重量份聚苯硫醚、2重量份聚對苯二甲酸乙二醇酯、8重量份馬來酸酐接枝苯乙烯、0.7重量份偶聯(lián)劑kh-550和0.8重量份聚乙烯蠟；阻隔層的構(gòu)成材料為：90重量份聚苯硫醚、10重量份聚對苯二甲酸乙二醇酯、15重量份的馬來酸酐接枝苯乙烯、1.2重量份偶聯(lián)劑kh-550和1.2重量份聚乙烯蠟。對比例1內(nèi)襯層以高密度聚乙烯7600m樹脂為主料，不添加助劑，擠出成型后，按照本領(lǐng)域公知的工藝，選用芳綸纖維纏繞成型增強層，之后擠出外護套，制作成型內(nèi)徑為50mm，公稱壓力為25mpa柔性可盤繞式復(fù)合管。數(shù)據(jù)檢測按照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)gbt15560-1995《流體輸送用塑料管材液壓瞬時爆破和耐壓試驗方法》進行對比例1以及實施例復(fù)合管耐壓試驗：對比例1實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5壓降/mpa0.720.450.420.480.380.41壓力損失減少38%42%34%47%43%其結(jié)果顯示：本發(fā)明提供的一種高阻隔低滲透柔性可盤繞式復(fù)合管與高密度聚乙烯內(nèi)襯層+增強層+外護套結(jié)構(gòu)的柔性可盤繞式復(fù)合管相比，其在24小時內(nèi)的壓力損失減少30%-50%。可見，本發(fā)明提供的一種高阻隔低滲透柔性可盤繞式復(fù)合管的具有好的密封性、高阻隔、低滲透的性能，進而能夠延長柔性管的使用壽命。當(dāng)前第1頁12