一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材及加工方法与流程

本发明属于非金属复合管道加工，特别涉及一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材及加工方法。

背景技术：

1、近年来，随着油气开采节能降耗，智能化井厂建设，潜油泵采油、定量注剂和井下监控在油气开采领域得到的快速的发展。

2、现有的敷缆采油是在金属管外侧捆绑电源电缆、投捞电缆和非金属敷缆。金属管外侧捆绑电源电缆方式，电缆外置与金属管不可避免的发生磕碰、井筒卡缆等现象，导致电缆外置时的高事故率，如电缆磕碰导致性能下降，电缆卡泵甚至因此导致油井报废，同时下井作业效率低下。采用投捞电缆方式，由于先随管柱下泵后从管口下电缆，容易在电缆下井时插口对接不齐和密封不严，导致作业无法开展。其次由于金属管材的材料特性影响，开采过程中管柱内部容易产生腐蚀、结蜡、结垢的问题，造成管材失效和管道堵塞。现有非金属敷缆管，虽然解决了磕碰和连接，降低腐蚀、结蜡和结垢的问题，但管材本身的抗拉强度和抗压强度不足，井下作业时容易拉断和挤毁，影响油气开采工作，而且现有非金属敷缆管大多是进行井下电力和信号采集通道设置，目前尚没有能够能进行井下注气和注液作业的非金属敷缆管。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材及加工方法，本发明抗拉强度和抗压强度高，井下作业不容易拉断和挤毁，耐腐蚀、防垢和抗结蜡，可满足井下采油或注水用的高抗拉、耐高压、电通道、信号采集和传输通道的要求，能够能进行井下注气作业，同时可盘绕式的管材形式可有效提升下井作业效率，节省作业时间，降低成本。

2、本发明的技术方案在于：一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材，从内向外依次包括内管、复合层、铠装层，所述复合层内沿周向均匀布设有多条毛细管、多条电缆和多条光缆，所述铠装层外侧设有外涂层。

3、所述内管和复合层采用相同材料，具体为改性聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚酮、聚酰亚胺中的一种或几种。

4、所述毛细管为金属管或塑料管，直径≤4mm，所述金属管具体为316l金属管，所述塑料管具体为ptfe塑料管。

5、所述毛细管、电缆和光缆采用缠绕或垂直紧贴的方式铺设在所述内管的外壁，所述电缆的横截面≤4mm2。

6、所述铠装层材料为牌号为ct系列的碳钢或不锈钢，所述铠装层壁厚≥2.5mm。

7、所述外涂层采用环氧防腐涂料，所述外涂层厚度50um~500um。

8、一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材的加工方法，加工如上所述任意一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材，包括以下步骤：

9、s1：在内管外侧形成复合层，具体过程为：

10、通过线缆缠绕机在内管上采用低张力0~3kgf螺旋或直布的方式将毛细管、电缆和光缆均匀分布在内管外壁，并使用挤出机填充与内管材料相同的材料，热熔后通过模具形成一体化粘接结构的等壁厚复合连续管；

11、s2：在复合层外侧形成铠装层，具体过程为：

12、s21：金属铠装层成型：通过纵剪机将ct系列的碳钢或不修钢钢卷按照卷曲方向，剪切成连续长度的纵向带，将纵向带通过多辊成型机，沿带宽方向采用uoe方式连续成型，形成一条纵向对接缝；

13、 s22：金属铠装层和复合层结合：将s1中得到的等壁厚复合连续管，通过横向和纵向可移动四辊校圆机，以0~45°角斜插方式穿入铠装层多辊成型机，形成金属铠装包覆结构，对接缝与等壁厚复合连续管外壁保持1mm~4mm的间隙，通过激光或氩弧焊焊接对接缝完成包覆；

14、s23：管材定径，将铠装层连续管通过10~60°锥型定径孔形成金属和非金属紧密的物理粘接层，挤压量1.5mm~5mm，形成无缝隙一体化的机械压紧结构；

15、s3：涂层：连续管的铠装层经过抛丸或喷砂后，采用喷涂或刷涂形成50um~500um涂层；

16、s4：测量，检测包括管径、焊接质量、内管变形、涂层厚度，完成金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材加工。

17、所述金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材的复合管屈服载荷范围15~30吨，抗拉载荷范围20~50吨，连续工作抗内压强度范围25~110mpa，外径范围25mm~90mm，单根长度范围1000~7000m。

18、本发明的技术效果在于：1.本发明通过复合层内沿周向均匀布设有多条毛细管、电缆和光缆，可满足井下采油或注气或注液用的电通道、信号采集和传输通道的要求；2.本发明铠装层采用ct系列的碳钢或不锈钢高抗拉、耐高压，同时可盘绕，可有效提升下井作业效率，节省作业时间，降低成本；3.本发明铠装层外侧设有外涂层，外涂层采用环氧防腐涂料有效防止铠装层发生腐蚀。

19、以下将结合附图进行进一步的说明。

技术特征：

1.一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材，其特征在于：从内向外依次包括内管（1）、复合层（6）和铠装层（5），所述复合层（6）内沿周向均匀布设有多条毛细管(2)、多条电缆（3）和多条光缆（4），所述铠装层（5）外侧设有外涂层（7）。

2.根据权利要求1所述一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材，其特征在于：所述内管（1）和复合层（6）采用相同材料，具体为改性聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚酮、聚酰亚胺中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材，其特征在于：所述毛细管(2)为金属管或塑料管，直径≤4mm，所述金属管具体为316l金属管，所述塑料管具体为ptfe塑料管。

4.根据权利要求1所述一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材，其特征在于：所述毛细管(2)、电缆（3）和光缆（4）采用缠绕或垂直紧贴的方式铺设在所述内管（1）的外壁，所述电缆（3）的横截面≤4mm2。

5.根据权利要求1所述一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材，其特征在于：所述铠装层（5）材料为牌号为ct系列的碳钢或不锈钢，所述铠装层（5）壁厚≥2.5mm。

6.根据权利要求1所述一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材，其特征在于：所述外涂层（7）采用环氧防腐涂料，所述外涂层（7）厚度50um~500um。

7.一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材的加工方法，加工如权利要求1~6所述任意一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材，其特征在于：包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材的加工方法，其特征在于：所述金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材的复合管屈服载荷范围15~30吨，抗拉载荷范围20~50吨，连续工作抗内压强度范围25~110mpa，外径范围25mm~90mm，单根长度范围1000~7000m。

技术总结本发明属于非金属复合管道加工技术领域，特别涉及一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材及加工方法。一种金属铠装可盘绕式非金属敷缆管材，从内向外依次包括内管、复合层、铠装层，所述的内管为通用塑料或工程塑料，所述复合层内沿周向均匀布设有多条毛细管、多条电缆和多条光缆，所述铠装层外侧设有外涂层。本发明抗拉强度和抗压强度高，井下作业不容易拉断和挤毁、防腐、防垢和防结蜡，可满足井下采油或注水用的高抗拉、耐高压、电通道、信号采集和传输通道的要求，能够能进行井下注气和注液作业，同时可盘绕式的管材形式可有效提升下井作业效率，节省作业时间，降低成本。技术研发人员：孙文盛,张锦刚,温宏伟,刘亚明,余晗,刘耀民,张阿昱,赵苗苗,刘德俊,梁航,赵强,郜飞,刘和平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：2024/6/13