油田高压注水复合管线内衬结构制造技术

本发明专利技术公开了用于油田地面注水复合管线的内衬结构，主要由钢管线、带颈对焊凹法兰、内衬管、翻边内衬、限位环、聚四氟乙烯密封环及螺栓紧固件组成，其中将外径稍大于钢管内壁的内衬管采用等径压缩技术将其嵌入钢管内壁，连接处内衬采用高温压缩装置将其压制成法兰形状，同带颈对焊法兰端面紧紧贴合。翻边内衬厚度较法兰凹槽深度小，将聚四氟乙烯密封环嵌入到凹槽内，保证在螺栓预紧力的作用下内衬同密封环共同压紧密封。最后将限位环一端焊接在法兰端面，在螺栓预紧力的作用下，限位环另一端同另一侧的法兰端面贴合，对内衬连接结构进行锁紧、定位及密封，大大提高了管线的整体力学性能，降低了经济成本，解决了环境污染问题。解决了环境污染问题。解决了环境污染问题。

【技术实现步骤摘要】
油田高压注水复合管线内衬结构


[0001]本专利技术是一种用于油田高压注水地面管线内衬连接防腐结构，可以有效地解决内衬和钢管夹层进水的问题，大大提高管线的防腐性能和抗压能力，为复合管线在实际工程应用中提供参考。

技术介绍

[0002]油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。
[0003]用于输送油田注水的地面管线普遍采用钢质无内防管材，存在腐蚀穿孔问题，对生产造成极大影响，同时会造成环境污染。注水管线内防腐和补口技术都存在不耐冲刷、不耐压力、易脆裂、针孔效应、施工质量不易控制和成本高等问题。因此，采用内衬穿插技术将高强度、低密度、高耐磨性、长寿命及耐蚀性的内衬嵌入进单一钢管内，同钢管形成结构复合管，外部钢质管道起到承压作用，衬里管道起到内部抗防腐、耐磨损等作用。
[0004]复合管线中内衬强度较低，在高压输流管线中，由于不稳定压力或不稳定流速下复合管线连接处振动破坏最为明显，在实际应用过程中需要保证连接处内衬结构具有足够的强度及密封性。

技术实现思路

[0005]为了保证高压注水复合管线内衬连接处具有较好的密封性和强度，本专利技术设计了一种用于油田高压注水法兰连接内衬密封结构。解决了内衬、钢管夹层进水的问题，大大提高了管线的防腐性能及抗压能力，减少了经济成本，降低了环境污染，提高了整体管线的使用寿命。
[0006]本设计结构主要由钢管线1、带颈对焊凹法兰2、内衬管3、翻边内衬4、限位环5、密封环6和螺栓紧固件7组成。钢管线1的两侧部均由带颈对焊凹法兰2进行固定，钢管线1和带颈对焊凹法兰2的内壁为内衬管3，两个带颈对焊凹法兰2之间通过翻边内衬4进行连接；所述翻边内衬4的端部设有限位环5，并由密封环6和螺栓紧固件7进行安装固定。
[0007]钢管线1和带颈对焊法兰2均采用20#钢，内衬管3和翻边内衬4采用具有高强度、低密度及耐腐蚀性优良的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，限位环采用A106管材或定制锻件，密封环采用密封性优良的聚四氟乙烯制成。
[0008]钢管线1与带颈对焊凹法兰2采用焊接方式进行连接，将直径略大于钢管内壁的UHMWPE内衬管3暂时缩小，采用牵引机将其拉入，内衬管端部需预留一段长度，采用专门的高温压制装置将其压制成法兰形状，同钢法兰形成复合法兰。
[0009]带颈对焊凹法兰2采用凹面进行密封连接，凹面厚度较翻边内衬4厚度大，将聚四氟乙烯密封环6嵌入凹面中，同内衬共同承压。凹面直径较翻边内衬4直径略大，保证压紧过
程不会出现应力集中，防止内衬被压坏。
[0010]聚四氟乙烯密封件做成环状，聚四氟乙烯密封环6外径较带颈对焊法兰2凹面直径略小，保证在螺栓预紧力的作用下不会导致应力集中。密封环6内径同内衬管3内径相同。
[0011]限位环5内径较聚四氟乙烯密封环外径大1～2mm，保证在压紧过程中不会产生滑移。限位环厚度较聚四氟乙烯裸露部分略小，保证内衬同密封环压紧变形后，限位环5另一端同另一侧法兰压紧，起到定位锁紧功能。
[0012]整体复合管线一体性较好，连接处内衬结构具有较好的密封性，符合连接要求。
附图说明
[0013]图1为复合管线正视图的剖面图
[0014]图2为复合管线右视图。
[0015]图3为内衬管的正视图的剖面图。
[0016]图4为聚四氟乙烯密封环的正视图。
[0017]图5为限位环的正视图。
[0018]图中：1、钢管线，2、带颈对焊凹法兰，3、内衬管，4、翻边内衬，5、限位环，6、密封盘，7、螺栓紧固件。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。
[0020]如图1所示，油田高压注水复合管线连接处内衬结构，其中包括钢管线1、带颈对焊凹法兰2、内衬管3、翻边内衬4、限位环5、密封环6和螺栓紧固件7。钢管线1同带颈对焊法兰2焊接连接，翻边内衬4外径较钢管线1内径较大，采用等径压缩机，将内衬管2的直径暂时缩小，运用牵引机将内衬管3拉入管内，采用加压或者依靠自身回弹特性同钢管内壁贴合。
[0021]结合图1和图3所示，内衬管连接处翻边厚度较凹面法兰深度略小，将聚四氟乙烯密封环6嵌入凹面法兰中，保证在螺栓预紧力的作用下翻边内衬同聚四氟乙烯密封环共同承压密封，保证密封性。
[0022]如图4示，聚四氟乙烯6制成环状，密封环外径较凹面外径小2～3mm，保证压紧变形过程不会被压坏。
[0023]如图1、图2和图5示，将限位环5的一端同凹面法兰端面进行焊接，限位环5内径较聚四氟乙烯密封环外径大1～2mm，保证在压紧过程中不会产生滑移。限位环厚度较聚四氟乙烯裸露部分略小，保证内衬同密封环压紧变形后，限位环5另一端同另一侧法兰压紧，起到定位锁紧功能。
[0024]内衬穿插技术原理：采用穿插超高分子量聚乙烯(UHMWPE)管工艺，将内衬UHMWPE嵌入单一钢制管线中。UHMWPE管具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、耐磨性、耐温性、长寿命和超低摩阻性等，材质内壁光滑、不易结垢、无毒且不滋生细菌。其方法是：选用合适的内衬UHMWPE管3，缩径后在一定牵引力作用下拉入钢管线1内，然后在一定外力的作用下，采用专用技术使内衬管3恢复到原来的物理形态，与外钢管内壁紧密地贴合在一起，形成“管中管”结构。采用专门的高温压制装置，将多余内衬管压缩成法兰形状，同带颈对焊法兰紧紧凹面贴合，在螺栓预紧力的作用下翻边内衬4同聚四氟乙烯密封环6共同承压密封。限位环将聚
四氟乙烯密封环6裸露部分进行锁紧，保证不滑移。该复合管道结构具有钢管和UHMWPE管的综合性能，具有很好的强度、密封性及结构稳定性，大大提高了管线的使用寿命。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.油田高压注水复合管线内衬结构，其特征在于：由钢管线(1)、带颈对焊凹法兰(2)、内衬管(3)、翻边内衬(4)、限位环(5)、密封环(6)和螺栓紧固件(7)组成；钢管线(1)的两侧部均由带颈对焊凹法兰(2)进行固定，钢管线(1)和带颈对焊凹法兰(2)的内壁为内衬管(3)，两个带颈对焊凹法兰(2)之间通过翻边内衬(4)进行连接；所述翻边内衬(4)的端部设有限位环(5)，并由密封环(6)和螺栓紧固件(7)进行安装固定。2.根据权利要求1所述的油田高压注水复合管线内衬结构，其特征在于：钢管线(1)和带颈对焊凹法兰(2)均采用20#钢，内衬管(3)和翻边内衬(4)采用超高分子量聚乙烯，限位环(5)采用A106管材或定制锻件，密封环采用密封性优良的聚四氟乙烯制成。3.根据权利要求1所述的油田高压注水复合管线内衬结构，其特征在于：钢管线(1)与带颈对焊凹法兰(2)采用焊接方式进行连接，将直径略大于钢管内壁的内衬管(3)暂时缩小，采用牵引机将其拉入。4.根据权利要求1所述的油田高压注水...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙连春，吴雨泽，吴奇，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：