一种脂肪族聚酮内衬管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种采用脂肪族聚酮制备的内衬管。所述内衬管采用以下组分制备而成：脂肪族聚酮80‑100重量份、2,2‑二（4‑羟苯基）丙烷1‑12重量份、碘化物鎓盐3‑9重量份、云母10‑30重量份、成核剂0.02‑0.05重量份、芥酸酰胺2‑14重量份、碳酸钙4‑16重量份、防老剂2‑13重量份、水分捕捉剂0.7‑1重量份。所述内衬管的维卡软化温度达到200℃以上，在130℃以上井温下表现出优异的耐磨性、耐腐蚀性、耐冲击性、耐热性、耐水解性和防结垢性，能够大批量应用于高温油井中。本发明专利技术还公开了所述内衬管的制备方法，和使用所述内衬管生产的耐高温油管。

An inner liner of aliphatic polyketone and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种脂肪族聚酮内衬管及其制备方法
本专利技术涉及油田石油机械
，特别涉及一种用于与钢质油管复合的脂肪族聚酮内衬管及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着我国各主要油田采油深度不断增加，在2000m-3000m深井中，井温通常可达到130℃。现有广泛使用的采油内衬管主要由HDPE、XPE、PEX、PERT、PA6、PA66、PEEK或UHMWPE材料制成。由于HDPE、XPE、PEX、PERT使用温度较低，只适用于井温低于80℃的油井。PA材料虽然耐高温性优良、化学稳定性优秀，但是材质较脆、弯曲性能差、易龟裂、吸水率高、使用寿命短。UHMWPE衬管能够适应90℃的油井温度，满足一般油井的需要，但对于井温超过90℃的深井，其耐热性仍然难以满足要求。PEEK材料虽然综合性能优越，但价格昂贵，不适合大范围用于内衬管。将目前常用的聚乙烯衬管和聚酰胺衬管在用于深井采油时，其在110℃以上高温条件下，使用性能快速老化降低，产生碎片，并堵塞抽油泵。因此，目前急需一种满足深井油管使用要求，且能够大范围使用的耐高温采油内衬管。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种采用脂肪族聚酮制备的内衬管。其维卡软化温度达到200℃以上，在130℃以上井温下表现出优异的耐磨性、耐腐蚀性、耐冲击性、耐热性、耐水解性和防结垢性，能够大批量应用于高温油井中。本专利技术还提供了所述内衬管的制备方法，和使用所述内衬管生产的耐高温油管。本专利技术的脂肪族聚酮内衬管采用以下组分制备而成：<br>脂肪族聚酮100重量份2,2-二（4-羟苯基）丙烷1-12重量份碘化物鎓盐3-9重量份云母10-30重量份成核剂0.02-0.05重量份芥酸酰胺2-14重量份碳酸钙4-16重量份防老剂2-13重量份水分捕捉剂0.7-1重量份。所述脂肪族聚酮是数均分子量为70,000-110,000的线形交替共聚脂肪族聚酮，其是采用一氧化碳、乙烯和丙烯，在催化剂存在下，按下示反应方程式制备而成的产物：其中，丙烯用量优选占原料总量的20-40摩尔％。本专利技术的脂肪族聚酮内衬管可通过如下方法制造：（1）按上述记载的用量，将脂肪族聚酮、2,2-二（4-羟苯基）丙烷、碘化物鎓盐、云母、成核剂、芥酸酰胺、碳酸钙和防老剂添加至搅拌机中，搅拌均匀；（2）在80-95℃下将步骤（1）得到的混合物烘干至少6小时，得到烘干产物；（3）采用两步升温法清理挤出机，然后将步骤（2）的产物以及水分捕捉剂加入挤出机中；（4）启动挤出机，挤出成型。本专利技术还提供一种用于井温为130℃以上的油井的油管，其由基管和上述脂肪族聚酮内衬管复合制备而成。优选地，所述基管为钢质基管。采用本专利技术提供的技术方案，可实现如下有益效果：（1）本专利技术的线形交替共聚脂肪族聚酮内衬管通过组合使用低分子量脂肪族聚酮、2,2-二(4-羟苯基)丙烷和碘化物鎓盐，与使用高分子量脂肪族聚酮的内衬管相比，在改善可加工性的同时，获得了与之相当，甚至更好的耐高温性、耐腐蚀性、耐冲击性和耐水解性，实现了200℃以上的热变形温度，可在高温油井中使用超过2年时间，较好地满足3000m以上深井采油工艺要求。（2）本专利技术的线形交替共聚脂肪族聚酮内衬管通过组合使用低分子量脂肪族聚酮、云母和成核剂，在改善可加工性的同时，进一步提高了内衬管在高温环境下的耐磨性和耐冲击性。（3）本专利技术的线形交替共聚脂肪族聚酮内衬管制造工艺中，通过添加水分捕捉剂，充分避免了各组分烘干后残留的少量水分在挤出成型时散发水蒸气，导致在管材中产生气泡，有效改善内衬管的机械强度。（4）本专利技术的线形交替共聚脂肪族聚酮内衬管可理想地替换现有技术中的聚乙烯和聚酰胺管材，在不改变原作业工艺的基础上，大幅延长油管在高温油井中的使用寿命和免修期。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下对本专利技术实施方式作进一步的详细描述。作为本专利技术使用的脂肪族聚酮，可使用数均分子量为70,000-110,000，优选数均分子量为80,000-95,000的线形交替共聚脂肪族聚酮。如果所述脂肪族聚酮的数均分子量小于70,000，则得到的内衬管的耐高温性和机械强度可能不足；如果其数均分子量大于110,000，则内衬管的熔体粘度过高，采用常规设备加工时，效果变得不理想，需要采用专用设备加工，成本高。所述线形交替共聚脂肪族聚酮可采用本领域公知的方法，使CO、乙烯和丙烯在催化剂存在下共聚制得。其中丙烯的用量占共聚单体总量的20-40摩尔％，更优选25-30摩尔％。所述线形交替共聚脂肪族聚酮也可通过市售获得，作为例子，典型地可使用Hyosung公司的市售产品。作为本专利技术使用的碘化物鎓盐，其典型地可使用四苯基碘化鏻。通过使用碘化物鎓盐替代常规使用的碘化钠、碘化锌和碘化钙等碘化物，并使之与2,2-二（4-羟苯基）丙烷配合，可有效改善本专利技术采用的相对较低数均分子量的脂肪族聚酮在高温下的抗氧化性，从而改善内衬管的耐高温性，以及在高温环境下的耐腐蚀性、耐水解性和耐冲击性。作为本专利技术使用的云母，典型地可使用扁平六面单斜的高纵横比云母。优选使用金云母，但其它天然或人造云母如白云母、氟金云母和钡氟金云母以及二硅酸钡也可使用。云母粒度典型地为50-500目，优选200-350目。作为本专利技术的成核剂，典型地可使用2,6-苯二甲酸环己酰胺、N,N′-二环己基-2,6-萘二酰胺、庚二酸镁中的一种或多种。本专利技术通过将云母和成核剂组合添加至所述低分子量的脂肪族聚酮中，可有效改善内衬管的热变形温度和机械强度。作为本专利技术使用的芥酸酰胺，其在本专利技术中主要起到防粘剂的作用。相对于100重量份所述脂肪族聚酮，其用量在2-14重量份范围内，优选其用量为5-10重量份。如果其用量低于2重量份，则制得的内衬管防结蜡性不足；如果其用量大于14重量份，则可能对内衬管的机械强度产生不利影响。作为本专利技术使用的防老剂，没有特别限制，可使用本领域广泛采用的多种防老剂。典型地，作为例子，可例举防老剂RD和防老剂D。作为本专利技术使用的水分捕捉剂，可使用无机金属氧化物类水分捕捉剂。优选地，可使用氧化钙、氧化钡和氧化锶等。相对于100重量份所述脂肪族聚酮，其用量典型地为0.7-1重量份，优选0.8-0.9重量份。如果用量低于0.7重量份，则可能导致无法充分吸收残余的水蒸气，在内衬管中形成气泡，损害内衬管的机械强度。本专利技术还提供所述脂肪族聚酮内衬管的制造方法，典型地，其可通过如下方法制造：（1）按上述记载的用量，将脂肪族聚酮、2,2-二（4-羟苯基）丙烷、碘化物鎓盐、云母、成核剂、芥酸酰胺、碳酸钙和防老剂添加至搅拌机中，搅拌均匀；（2）在80-95℃下将步骤（1）得到的混合物烘干至少6小时，得到烘干产物；（3）采用两步升温法清理挤出机，然后将步骤（2）的产物以及水分捕捉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脂肪族聚酮内衬管，其特征在于，采用以下组分制备而成：/n脂肪族聚酮 100重量份/n2,2-二（4-羟苯基）丙烷 1-12重量份/n碘化物鎓盐 3-9重量份/n云母 10-30重量份/n成核剂 0.02-0.05重量份/n芥酸酰胺 2-14重量份/n碳酸钙 4-16重量份/n防老剂 2-13重量份/n水分捕捉剂 0.7-1重量份。/n

【技术特征摘要】
1.一种脂肪族聚酮内衬管，其特征在于，采用以下组分制备而成：
脂肪族聚酮100重量份
2,2-二（4-羟苯基）丙烷1-12重量份
碘化物鎓盐3-9重量份
云母10-30重量份
成核剂0.02-0.05重量份
芥酸酰胺2-14重量份
碳酸钙4-16重量份
防老剂2-13重量份
水分捕捉剂0.7-1重量份。


2.根据权利要求1所述的脂肪族聚酮内衬管，其特征在于，所述脂肪族聚酮为线形交替共聚脂肪族聚酮。


3.根据权利要求1所述的脂肪族聚酮内衬管，其特征在于，所述碘化物鎓盐为四苯基碘化鏻。


4.根据权利要求1所述的脂肪族聚酮内衬管，其特征在于，所述成核剂选自2,6-苯二甲酸环己酰胺、N,N′-二环己基-2,6-萘二酰胺、庚二酸镁中的一种或多种。


5.一种制造如权利要求1所述脂肪族聚酮内衬管的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将脂肪族聚酮、2,2-二（4-羟苯基）丙烷、碘化物鎓盐、云母、成核剂、芥酸酰胺、碳酸钙和防老剂添加至搅拌机中，搅拌均匀；
（2）在80-95℃下将步骤（1）得到的混合物烘干至少6小时，得到烘干产物；
（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛居生，刘科，
申请(专利权)人：胜利油田东润机械工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37