本发明专利技术公开了一种用于穿越套管的材料及其制备方法和应用。本发明专利技术的密封材料，以重量计包括：低分子量聚异丁烯1-20w.t.%，中分子量聚异丁烯20-50w.t.%，填料30-60w.t.%，抗氧剂0.1-2w.t.%，分散剂0.5-3w.t.%。本发明专利技术通过控制填料粒径大小、以及对填料的表面处理和加入分散剂，可有效降低填料的表面活性，改善无机填料和有机基体的相容性，防止颗粒的凝聚，使材料具有较好支撑性的同时，兼有良好的粘弹性能。本发明专利技术材料具有较好的粘附性、防腐性、密封性和电绝缘性能性，可以一次性解决套管防护和安全问题。安全问题。安全问题。
【技术实现步骤摘要】
一种用于密封穿越套管的密封材料、其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于储运材料领域，具体涉及一种用于密封穿越套管的材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]输油气管道在穿越江河，铁路或公路等时，通常需要铺设内外两层管道，其中内层管道用于输送石油或天然气，外层管道起到支撑和抗压保护作用，及形成穿越套管。而在套管或涵洞内敷设穿越段管道，一经建成，便不能开挖对管道进行检查和维修。同时，套管对管道阴极保护电流具有屏蔽作用，使管道存在腐蚀风险而无法补救。
[0003]目前，油气储运公司等相关部门采取的方法是对于已建成的在役管道，以工程维修的方式开挖后，将穿越套管的外层管道拆卸。此方法耗资巨大，动用过多的人力和物力。而对于新建的管道，则采用水泥管道作为套管中的外管道。尽管更换为水泥材料的套管可以减小对阴极保护电流的屏蔽作用，但套管之间中空部分依然具有阴极保护失效和腐蚀的隐患，且水泥材料抗压性和使用寿命远不及金属材料，套管穿越施工也存在困难。从国内外专利和文献来看，目前尚未有对此实际情况相关工艺或材料的报道。对于国内在役旧管道和新建套管只有以上两种解决方案，耗资巨大且仍然具有较大的安全隐患。
[0004]CN105156838A公开了一种埋地套管内管道的防腐方法。该专利技术将气相缓蚀剂和水以一定压力注入环形空间，同时在凝胶剂添加装置处添加凝胶剂，凝胶剂在进入环形空间吸收水分转化为凝胶，填充整个环形空间。气相缓蚀剂随着分子自动扩散，在整个套管内壁和管道表面形成缓蚀剂膜，有效缓减套管内管道的腐蚀，包括大气腐蚀、液/固相间腐蚀等；凝胶填充物可防止地下水及土壤等杂质进入环形空间，并允许阴保电流流至管道，提高套管穿越处管道的安全系数。
[0005]CN106402489A一种市政燃气管道的顶管施工方法，包括：㈠测量放线；㈡沉井施工；㈢沉井强度经过养护达到设计要求后，将沉井均匀下沉，到达设计标高后，停止沉井作业；㈣顶进设备的安装和后背墙处理；㈤刃脚安装，刃脚对称设置在套管的顶端，其包括遮板、尾板、肋板、环梁及固定架；㈥顶管作业；㈦穿越管段焊接，然后在两根燃气管道的对接处设置加强管；加强管包括外管和聚丙烯发泡材料，外管套在两根燃气管道的对接处，外管内壁与对接的燃气管道外壁之间填充有聚丙烯发泡材料。本专利技术通过刃脚利于套管的顶进，减少阻力，套管在顶进时不会走歪，沿管线路线行走；可提高焊接对接的相邻两根燃气管道接口处的结构性能。
技术实现思路
[0006]针对于目前无法更好的解决在役管道和新建套管的安全问题，且目前国内相关修复密封软性材料使用期间粘附性较差，自行脱落等问题，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适用于穿越套管密封的密封材料、其制备方法和密封方法。
[0007]本专利技术第一方面提供了一种用于密封穿越套管的密封材料。
[0008]一种用于管道穿越套管密封的密封材料，以重量计包括以下组分：低分子量聚异丁烯1-20w.t.%，中分子量聚异丁烯20-50w.t.%，填料30-60w.t.%，抗氧剂0.1-2w.t.%，分散剂0.5-3w.t.%。
[0009]其中，所述低分子量聚异丁烯的数均分子量为1000-9000，所述中分子量聚异丁烯的数均分子量为10000-40000。
[0010]所述填料选自石油基树脂、硅酸盐类、碳酸盐类和蒙脱土中的一种或几种的混合物。本专利技术中优选使用改性填料，即经过活化剂改性过的填料。所述活化剂选自脂肪酸、脂肪酸盐、磷酸酯、聚烯烃低聚物、铝酸酯、铝酸盐，钛酸酯、钛酸盐、硅烷偶联剂中的至少一种。
[0011]所述的抗氧剂为芳香胺类、受阻酚类和亚磷酸酯类一种或几种混合物。
[0012]所述分散剂选自脂肪酸、脂肪族酰胺、酯、石蜡和低分子蜡中的至少一种。脂肪酸优选不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸为油酸、亚油酸和亚麻酸中的一种或其混合物。
[0013]所述的密封材料中还可以包括其他组分，如颜料，颜料在密封材料中的含量可以为0.05-1w.t.%。颜料可以为工业颜料，如酞菁蓝、酞菁绿、永固紫、大红粉、永固黄和耐晒黄等中的一种以上。
[0014]本专利技术第二方面还提供了一种上述密封材料的制备方法。
[0015]一种用于穿越套管密封的密封材料的制备方法，包括以下内容：（1）按照物料配比，将低分子量聚异丁烯、中分子量聚异丁烯和抗氧剂加入捏合机中，捏合一段时间；（2）加入填料、分散剂，继续捏合一段时间，得到密封材料。
[0016]其中，优选在使用前对所述填料进行预处理：所述预处理包括研磨和活化过程。
[0017]对填料进行预处理的过程具体包括：a）首先将填料研磨至粒径为10nm-50μm；b）将研磨后的填料与溶剂加入到反应釜中，在60-120
o
C的温度下，于搅拌下加入活化剂，进行活化处理，反应40min-2h；c）反应结束后，对所得浆液进行分离，固体经烘干后得到预处理后的填料。的4-10h。
[0018]其中，反应釜中物料体系的组成为：填料35-65wt%，溶剂为30-60wt%，活化剂为0.5-5wt%。
[0019]步骤a）中的研磨采用本领域的常规技术即可。如可以采用胶体磨、研磨机、球磨机、粉碎机中的至少一种设备。
[0020]步骤b）所述的溶剂选自水和脂肪醇中的一种或多种。所述活化剂选自脂肪酸、脂肪酸盐、磷酸酯、聚烯烃低聚物、铝酸酯、铝酸酯盐、钛酸酯、钛酸酯盐、硅烷偶联剂中的至少一种。
[0021]步骤c）所述浆液的分离过程采用本领域的常规操作，如可以采用抽滤、蒸发等手段。
[0022]所述预处理过程中，捏合机的加工温度控制为110-160
o
C，其在使用前需进行预热。步骤（1）捏合的时间一般为30-60min，步骤（2）捏合的时间一般为50-90min。本专利技术还可以在加入填料、分散剂后，还可以选择地加入颜料等物料，并继续捏和一段时间20-40min。
[0023]本专利技术第三方面还提供了一种管道穿越隧道套管（穿越套管）的密封方法，其中使
用了前述的密封材料。
[0024]一种管道穿越套管密封方法，包括以下内容：（1）所述穿越套管一端为密封端，另一端敞口；将隔离栅安装在套管（中空段）内靠近密封端一侧，并与套管密封端保持一段距离，隔离栅连接喷口，喷口端连接压力泵和材料罐；（2）由喷口注入密封材料，注入量由隔离栅与密封端之间的距离计算得到，等待密封材料冷却；（3）将隔离栅向套管敞口端移动一段距离并固定，继续注入密封材料，等待密封材料冷却；（4）重复步骤（3），直至套管中空段完全注满密封材料；撤去隔离栅，在套管末端（敞口端）封口；其中，所述密封材料为前面所述的密封材料。
[0025]其中，所述隔离栅一般为高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯、环氧树脂、聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚酰亚胺、聚醚砜等其中的一种或多种。
[0026]所述隔离栅由管道参数计算后加工成型。
[0027]所述隔离栅厚度一般为0.5-本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于管道穿越套管密封的密封材料，以重量计包括以下组分：低分子量聚异丁烯1-20w.t.%，中分子量聚异丁烯20-50w.t.%，填料30-60w.t.%，抗氧剂0.1-2w.t.%和分散剂0.5-3w.t.%；所述分散剂选自脂肪酸、脂肪族酰胺、酯、石蜡和低分子蜡中的至少一种。2.照权利要求1所述的密封材料，其特征在于，所述密封材料还包括颜料，颜料以重量计的含量为0.05-1w.t.%。3.按照权利要求1所述的密封材料，其特征在于，所述低分子量聚异丁烯的数均分子量为1000-9000，所述中分子量聚异丁烯的数均分子量为10000-40000。4.按照权利要求1所述的密封材料，其特征在于，所述填料选自石油基树脂、硅酸盐类、碳酸盐类和蒙脱土中的一种或几种的混合物。5.按照权利要求4所述的密封材料，其特征在于，所述填料为经过活化剂改性的填料，所述活化剂选自脂肪酸、脂肪酸盐、磷酸酯、聚烯烃低聚物、铝酸酯、铝酸盐，钛酸酯、钛酸盐、硅烷偶联剂中的至少一种。6.按照权利要求1所述的密封材料，其特征在于，所述的抗氧剂为芳香胺类、受阻酚类和亚磷酸酯类一种或几种混合物。7.按照权利要求1所述的密封材料，其特征在于，所述脂肪酸为不饱和脂肪酸，所述不饱和脂肪酸为油酸、亚油酸和亚麻酸的一种以上。8.照权利要求2所述的密封材料，其特征在于，所述颜料选自酞菁蓝、酞菁绿、永固紫、大红粉、永固黄和耐晒黄等中的一种以上。9.一种用于穿越套管密封的密封材料的制备方法，包括以下内容：（1）按照物料配比，将低分子量聚异丁烯、中分子量聚异丁烯和抗氧剂加入捏合机中，捏合一段时间；（2）加入填料、分散剂，继续捏合一段时间，得到密封材料。10.按照权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在使用前对填料进行预处理，所述预处理过程包括以下内容：a）首先将填料研磨至粒径为10nm-50μm；b）将研磨后的填料与溶剂加入到反应釜中，在60-120
℃
【专利技术属性】
技术研发人员：赵巍，李世瀚，王晓霖，王刚，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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