[发明专利]一种分层注水用井下高压玻璃钢油管生产装置及其工艺

说明书

本发明涉及一种分层注水用井下高压玻璃钢油管生产装置及其工艺，生产装置，包括四轴缠绕机和芯模，芯模的外壁同轴穿套有导丝头，导丝头的筒壁均匀分布开设有若干个穿纱孔，四轴缠绕机上的若干股玻璃纤维通过穿纱孔均匀的缠绕在芯模上。生产的井下高压玻璃钢油管拉伸力可达27吨，轴向模量可达30GPa以上，伸长率低；导丝头通过不同的穿纱方向，实现纤维4°～9°和85°～89°两种角度进行缠绕。解决了分层注水用井下高压玻璃钢油管油管玻璃纤维铺层不均匀，产品轴向强度低，弹性伸长量大的问题，提高分层注水用分层注水用井下高压玻璃钢油管油管的轴向强度。

技术领域

本发明属于玻璃钢油管制备领域，具体涉及一种分层注水用井下高压玻璃钢油管生产装置及其工艺。

背景技术

我国大部分油田油层的层间、层内渗流特性上存在着明显差异，随着油田开发进入中后期，为了保持油层压力，及时有效补充能量，改善储层纵向矛盾调整层间和平面矛盾，进一步提高采收率，分层注水工艺技术应用越来越广泛。由于在回注的污水中含有大量的腐蚀性物质，因而注水管道和井下油管内表面严重腐蚀，大大降低了钢管的使用寿命。据统计分层注水井3700余口，每年作业约3200井次，其中更换注水井油管约700万米，更换的主要原因是井下油管腐蚀、结垢严重，使用寿命短。据现场数据统计，在分层注水井提出的封隔器中，有超过30%的封隔器胶筒存在损坏或破裂问题。由此可见，油管防腐结垢性能和井下工具的长效可靠性是制约注水有效性的主要影响因素。

针对腐蚀严重的问题，国内各油田分别采取了一些防治措施，如采用渗氮油管、钛纳米油管、镍磷镀油管、环氧涂层防腐管等方法，但各种防腐油管均无法对连接处的丝扣进行有效防腐，另外部分油管还有涂层脱落、结垢的问题。受以上因素制约，通过防腐油管使用寿命难以保证在三年以上。

井下高压玻璃钢油管因其防腐蚀性能优良，已经被应用于社会各个领域，尤其是玻璃纤维增强环氧树脂管（高压玻璃纤维管线管），其具有防腐蚀、轻质高强、内壁光滑的特点，普遍应用于油田地面输送和井下注水领域。但是，井下高压玻璃钢油管在井下的应用目前仅限于笼统注水领域，因技术难度一直未能广泛应用于分层注水领域。其原因如下：

分层注水时，注入压力不同，蠕动变形不同 。注入压力低，压力效应引起管柱蠕动较小，注入压力高，压力效应引起管柱蠕动较大。井下高压玻璃钢油管油管弹性模量小，形变伸长量大加剧了管柱的蠕动，导致封隔器胶筒与套管壁反复摩擦损坏，密封失效，管柱整体失效。另外，由于传统的高压玻璃纤维管线管螺纹脆性大易磨损，容易在摆动中发生螺纹破坏掉井事故，和普遍发生螺纹磨损现象。这些问题，导致井下高压玻璃钢油管在分层注水井内的应用寿命短，不适宜推广。

目前井下高压玻璃钢油管管纤维缠绕角为55°，此缠绕角度使井下高压玻璃钢油管具有很高的环向强度，轴向强度较低。井下高压玻璃钢油管用于注水领域时，井下高压玻璃钢油管管要承担环向压力、轴线拉力，轴向拉力包括管子自重、液压等方面。井下高压玻璃钢油管轴向强度低使得分层注水用井下高压玻璃钢油管抗拉伸极限偏低限制下井深度，或管柱弹性伸长量大，影响注水效果和管柱整体使用寿命。

发明内容

本发明实施方式提供了一种分层注水用井下高压玻璃钢油管生产装置及其工艺，其目的一是解决井下高压玻璃钢油管的轴向强度较低的问题；其目的二是解决井下高压玻璃钢油管的螺纹脆性大易磨损的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种分层注水用井下高压玻璃钢油管生产装置，包括四轴缠绕机和芯模，所述芯模的外壁同轴穿套有导丝头，所述导丝头的筒壁均匀分布开设有若干个穿纱孔，所述四轴缠绕机上的若干股玻璃纤维通过穿纱孔均匀的缠绕在芯模上。

进一步地，所述导丝头为可拆卸套筒结构，可拆卸套筒的筒壁上开设有若干个均匀分布的穿纱孔。

优选地，所述导丝头是由两个半圆弧形板铰接组装而成的套筒结构。