有涂层的输油管制造技术

本发明专利技术涉及一种有衬里的油管，该衬里造成沥青质、固体石蜡和无机管垢粘着的显著减少，以便降低所述油管的堵塞，和衬里对盐水的不可渗透性以便保护油管免受腐蚀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及输油管，如油井管和输油管道，尤其是涉及这样的管子内表面的涂层。
技术介绍
用于输送大量油品的油管有两个主要用途，如下井管用于从地下油层输送原油到地表面和如输油管道用于跨过地表面长距离输送油。这样的管是又大又长，通常有内径至少2英寸(5.08cm)和至少10英尺(3m)长，更多的是至少20英尺(6.1m)和大多是至少30英尺的长度。这样的管子一般由于经济的原因是由碳钢制成，而不是由能更好地耐受原油中腐蚀实体的昂贵的特种金属合金来制造。腐蚀在油层的地下热环境中特别严重，由于这些介质，如水、硫、二氧化硫、二氧化碳、硫化氢在油中存在使它变成酸性。这些介质甚至在输送油的相对较低温度下腐蚀油管；长时间与输油管内部表面接触提供了腐蚀发生的条件。由于在油层的高温下在原油中存在的可溶的有机物质，如沥青质和固体石蜡，以及可溶的无机物质，通常称为管垢和一般包括方解石和/或重晶石，它们存在于原油中或者与存在于将原油从地下油层输送出来相关联的盐水中，造成另外的问题。当原油冷却时，这些物质就变成不可溶的，如原油通过下井管上升到地表面时就会发生。产生的不可溶介质倾向于沉积在管子的内表面上，限制通过管子的油流量并最终堵塞整个管子。这在通过输油管道长距离输送油时也会发生。这需要将油管进行清洗，在清洗时原油生产和输送就停止，这种情况是可能的。尽管已经提出在海底的应用中对柔性软管式管道加装衬里以便承受高温的建议，如Dixon-Roche的美国专利6,505,649号那样，但这个专利并没有说明在输油管中特别是硬的输油钢管中常常发现的腐蚀和堵塞同时存在的各种问题。因此，仍然需要解决在输油管中发生的腐蚀和堵塞的各种问题。
技术实现思路
本专利技术解决了这些问题。按照本专利技术的一个实施例，刚性的油管有粘附在管子内表面上的衬里。该衬里优选地包含全氟聚合物。该衬里使(i)沥青质、固体石蜡和无机管垢的沉积最小化或消除，以便使油管的堵塞最小化或消除，使(ii)该管子内表面的腐蚀最小化或消除。沉积减小的特征可以是与没有衬里的管子的内表面相比较，沥青质、固体石蜡、和无机管垢中至少一个减小至少40％，优选地至少50％。已经实现了至少减小60％、70％、80％和甚至达到至少90％。优选地这些减小应用在该沉积物质中的至少二种，和更优选地应用在所有的三种物质。与衬里本身提供对管子的腐蚀保护的同时，衬里不粘的表面，即衬里显露的表面防止沥青质、固体石蜡、和无机管垢粘连到衬里上，延迟或防止油管的堵塞。优选地，衬里显露的表面除了全氟聚合物基本上没有任何其他的组份，以便提供最好的抗粘连的效果。按照本专利技术的优选实施例，该衬里包括粘连在内表面的底层和包括粘连到底层的全氟聚合物的涂层。因为涂层可以没有将涂层粘接到油管内表面所需的非全氟聚合物组份，所以涂层可以提供优良的暴露在油管内流动油中的不粘表面。也可以使用全氟聚合物作为底层。在这种情况下，由于底层中存在全氟聚合物在加热它们时能将涂层熔化粘接到底层。这个优选的衬里包括底层和涂层的实施例，在上述的减小沉积方面也得到改善。与没有衬里的油管比较，这种沉积减小伴随着抗腐蚀的附加好处。本专利技术衬里管子减小沉积的性能与没有衬里管子以及用环氧树脂衬里油管所得到的结果相反，令人惊奇地发现用环氧树脂衬里的管子其沉积大于没有衬里的管子。按照本专利技术的油管通常是大的管子，如有内径至少2英寸(5.08cm)，和有时有6英寸(15.24cm)和可以是至少10英寸(3m)长以及甚至是至少20英尺(6m)长。在这种管子广大的内表面上全氟聚合物的衬里除了粘连在管子的内表面之外没有支持，这就需要粘连的高度完整性。不然的话，温度、压力甚至机械接触的各种条件变化都可能造成衬里与内表面的分离，导致腐蚀的损害和如果衬里破裂甚至可能损坏不粘的保护。本专利技术显著的优点是，按照上述各实施例的衬里提供上述特性的组合，即在输油管的大片内表面上沉积减小和盐水不可渗透，以及抗腐蚀。具体实施例方式本专利技术涉及输油管，优选地有衬里粘连在管子内表面的刚性输油管。本专利技术也涉及用全氟聚合物衬里涂覆这种管子内表面的方法。在优选的实施例中，本专利技术的衬里可以包括粘连到管子内表面的底层和粘连到底层的涂层。该衬里对暴露在油中的管子表面提供连续的粘连的不粘涂层，以便允许油连续流过管子。此外，衬里基本上是盐水不可渗透的，这使它抗腐蚀。按照本专利技术涂覆的输油管是常规的，和优选地是由金属如钢制成的刚性输油管。按照本专利技术在使用底层和全氟聚合物涂层的实施例中管子不必是刚性的，而宁可说可以是柔性的软管，例如，应用在海底的软管。按照是在油井使用的管子还是构成输油管道选择管子的组成。在任何情况下油管都是大的。2英寸(5.08cm)、23/8英寸(6.03cm)和3英寸(7.6cm)和更大的内径，长度至少为10英寸(3m)，或甚至20英寸(6.1m)都是相当常见的。尽管油管的相对尺寸都很大，但衬里的厚度是相当薄的。底层仅需要很薄足以将涂层粘连到它本身从而粘连到油管的内表面。涂层通常是约51-6350微米(2-250密耳(mil))厚，在上面首先提到的实施例中衬里的厚度就是这样。在衬里包括底层和涂层的实施例中，底层和涂层涂覆的厚度取决于这些层是怎样形成的和特定的输油管应用所需的厚度。底层优选地是不大于1密耳(25微米)和涂层优选地是2到250密耳(51到6350微米)。在需要薄涂层的应用中，涂层的厚度优选地是2-7密耳(51-175微米)。在某些厚涂层是优选的应用中，涂层厚度是25-250密耳(635-6350微米)，优选地是30-100密耳(762-2540微米)。在高度磨损或强腐蚀的环境中厚涂层是优选的和底层可以有至少25微米的厚度。当然在确定不是非常严酷的应用中施加薄的涂层有经济上的优点。本专利技术的油管将可用作输油管道或下井的油井管这样管子的连续管。油管在制造时其内表面通常是平滑的但有些峰和谷，而且通常是用防腐剂涂覆以使任何锈蚀最小。在管子内表面上生成衬里之前，应该处理这样的表面以便除去防腐剂和任何其他污染物。这种清除步骤的目的在于为要粘连到油管内表面的涂层提供干净的粘接表面，优选地使用底层建立起在底层和涂层之间与底层和内表面之间所需的严密的连接。可以使用常规的肥皂和清洗剂。通过在高温下，800(427℃)温度或更高，在空气中烘烤可以进一步清洗该管子。然后如用化学酸洗或用磨料颗粒，如沙、金属丸粒、或铝的氧化物喷砂摩擦可使洗净的内表面粗化，以便形成涂层的底层可以粘连的粗化表面。喷砂摩擦足够除去可能存在的任何锈蚀，因而补充内表面的清洗作用。为底层粘连所需的粗化其特征可以是平均粗糙度约为70-250微英寸(1.8-2.4微米)。在这样处理后的管子内表面上生成衬里。该衬里跟随该管子内表面上的峰和谷并在某种程度上用底层和涂层充填它们。本专利技术的衬里优选地可以包括任何不粘的涂层，它们可以是，但不局限于，聚合物或氟聚合物、或全氟聚合物，只要与没有衬里的管子内表面比较，衬里使沥青质、固体石蜡和无机管垢的沉积减少至少40％，优选地至少50％。相对用环氧树脂做的管子衬里也进行这种比较。衬里优选地包含全氟聚合物。在全氟聚合物中，构成聚合物链的碳原子如果不是被氧原子取代，就被氟原子取代。全氟聚合物的端基也可以完全由氟原子取代，但其他相对稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有衬里的钢性输油管，该衬里包括粘接在所述油管内表面上的全氟聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：LW麦基恩，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]