油井超高分子量聚乙烯復(fù)合管是在原抽油管內(nèi)加襯一層由超高分子量聚乙烯加工成型的管材。
超高分子量聚乙烯于20世紀(jì)60年代末在美國(guó)合成，由于綜合性功能優(yōu)異，有被譽(yù)為“神奇的塑料”。它具有的耐磨性、的耐沖擊性、極低的摩擦系數(shù)、優(yōu)良的自潤(rùn)滑性和良好的耐低溫、耐化學(xué)腐蝕性能。
石油開(kāi)采一般以鋼制金屬管材為主，雖然在材質(zhì)及防腐耐磨方面各個(gè)都下足了功夫，但在管材耐磨方面卻都是莫展。超高分子量聚乙烯這一材料的出現(xiàn)改變了這一現(xiàn)狀，歐美一些十年前就將這一材料巧妙地運(yùn)用到油井采油上。

UHMW PE油井內(nèi)襯管的發(fā)展史：
       內(nèi)襯聚乙烯（PE），是應(yīng)用在輸送管上。早在上個(gè)世紀(jì)90年代初，德國(guó)、美國(guó)、日本等就開(kāi)始應(yīng)用。
       內(nèi)襯UHMW PE抗磨、抗腐油管是于1995年由美國(guó)首先研發(fā)，后來(lái)經(jīng)過(guò)了多次的變化和改進(jìn)。到2000年，該技術(shù)被許多石油公司認(rèn)可，并廣泛應(yīng)用。到 現(xiàn)在為止，北美地區(qū)約有16，000口油井和8，000口左右的水井采用了UHMW PE內(nèi)襯油管。在范圍內(nèi)，約有近30，000口油水井使用該產(chǎn) 品。由于該產(chǎn)品具有優(yōu)良的抗磨、抗腐性能，用戶很滿意，享有良好的口碑。內(nèi)襯UHMW PE抗磨、抗腐油管的使用，大大降低了井下故障。因而，在過(guò)去的幾 年時(shí)間里，越來(lái)越多的石油公司對(duì)該特種油管表示青睞。
        2003年，克拉瑪依油田從美國(guó)引進(jìn)了內(nèi)襯UHMW PE油管，這是我國(guó)對(duì)內(nèi)襯UHMW PE油管的使用。2003年底，勝利石油管理局總機(jī)械廠在國(guó) 外公司生產(chǎn)60噸內(nèi)襯油管，先后在勝利油田東辛采油廠的6口偏磨、腐蝕嚴(yán)重的抽油機(jī)井中使用。勝利石油管理局總機(jī)械廠于2004年引進(jìn)了的內(nèi)襯 UHMW PE抗磨、抗腐油管縮徑和端口處理技術(shù)及生產(chǎn)線，于2005年開(kāi)始正式投產(chǎn)和推廣。目前已經(jīng)在東辛、勝利、臨盤(pán)等采油廠進(jìn)行了推廣使用，憑借的性能，該產(chǎn)品得到了用戶的充分認(rèn)可。勝利油田的樁西、純梁、河口等采油廠都將該產(chǎn)品列入了使用計(jì)劃。江蘇油田、河南油田、大港油田也對(duì)該產(chǎn)品有了使用 意向。
 

UHMW-PE油井內(nèi)襯管技術(shù)簡(jiǎn)介：

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        影響石油開(kāi)采成本的主要因素是短命井，采油井油管的偏磨、腐蝕和結(jié)垢（桿管偏磨、桿斷、管漏）導(dǎo)致油井停產(chǎn)、減產(chǎn)。尤其采油井進(jìn)入特高含水期后，因桿管偏磨、腐蝕造成報(bào)廢占油管年總用量的1/6以上，造成巨大的資源浪費(fèi)和生產(chǎn)成本增加。
       洛陽(yáng)國(guó)潤(rùn)新材采用專用技術(shù)生產(chǎn)的超高分子油井內(nèi)襯管，具有的優(yōu)異性能降低油井中油管、油桿的磨損及磨阻，將管桿系統(tǒng)的使用壽命提高3倍以 上，延長(zhǎng)偏磨油井的檢泵周期3～5倍。采用了超高分子油井內(nèi)襯管后，抽油桿所承受扭矩、抽油桿柱底部最小應(yīng)力均有顯著的降低。而且，抽油桿負(fù)荷與最小 負(fù)荷差也有了顯著的降低。抽油桿上下行程的負(fù)荷降低，既改善管桿磨損狀況，又降低了整個(gè)系統(tǒng)的能耗，提高了抽油桿的抗疲勞壽命。
       超高分子油井內(nèi)襯管技術(shù)，是在普通鋼制油管內(nèi)襯高分子管，采用專用技術(shù)使超高分子油井內(nèi)襯管與油管緊密貼合在一起，形成“管中管”結(jié)構(gòu)。由 于超高分子油井內(nèi)襯管具有的韌性，優(yōu)良的彈性以及過(guò)盈漲接油管的內(nèi)襯技術(shù)，解決了深井井下溫差大或油管受應(yīng)力伸縮變形而產(chǎn)生的內(nèi)襯管與油管分層脫 落的難題。

        一、配套設(shè)備：
        1.內(nèi)襯管縮徑機(jī)
        在超高分子量聚乙烯管緊襯到鋼制油管管內(nèi)表面前對(duì)管材進(jìn)行預(yù)處理，使得內(nèi)襯管的外徑略小于鋼制油管的內(nèi)徑。
        2.內(nèi)襯管襯入設(shè)備
       利用專用夾頭夾緊超高分子量聚乙烯管材的一端借助卷?yè)P(yáng)機(jī)將管材拉進(jìn)鋼制油管。使得超高分子量聚乙烯管緊襯到鋼制油管管內(nèi)表面，保證內(nèi)襯管不會(huì)產(chǎn)生軸向移動(dòng)。
        3.管端翻邊機(jī)
        保證內(nèi)襯管端緊貼鋼制油管端部。

        二、內(nèi)襯工藝要求：
       1.熱膨脹內(nèi)襯工藝
       確保內(nèi)襯管與油管結(jié)合力：拉出力≥20kN
       2.內(nèi)襯翻邊工藝
       實(shí)現(xiàn)油管端部密封：密封壓力≧20MPa
       3.內(nèi)襯工藝操作要點(diǎn)
 油管必須清洗干凈；
 利用縮徑機(jī)將內(nèi)襯管適量縮徑；
 將縮徑后的內(nèi)襯管拉入鋼制油管內(nèi)，并在兩端留出適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度；
 將內(nèi)襯管留出的兩個(gè)端面緩慢均勻加熱后，通過(guò)翻邊機(jī)翻邊即可。

UHMW PE內(nèi)襯油管產(chǎn)品特點(diǎn)
       內(nèi)襯UHMW PE是在鋼制普通油管內(nèi)襯一層超高分子量聚乙烯（UHMW PE）管材，采用專用技術(shù)使襯管與油管緊貼在一起，形成“管中管”結(jié)構(gòu)。這種內(nèi) 襯油管不僅可以解決油管偏磨與腐蝕難題，同時(shí)由于超高分子量聚乙烯（UHMW PE）內(nèi)襯管的摩擦系數(shù)較低，還可降低油井光桿負(fù)荷、抽油桿柱底部應(yīng)力，延 長(zhǎng)抽油桿的壽命。內(nèi)襯油管（UHMW PE）具有如下特性：

       1、優(yōu)良的耐磨性
       UHMW PE最引人注目的一個(gè)特性是它具有的耐磨性，這一性能在許多工程應(yīng)用中都是十分寶貴的，UHMW PE的耐磨性比尼龍PA—66高4倍左 右、比高密度聚乙烯HDPE和HPVC高5倍左右、比聚四氟乙烯（PTFE）高2.5倍左右、比聚氨酯高5倍左右、比碳鋼和不銹鋼高6~7倍左右，是聚丙 烯的10倍左右。UHMW PE耐磨損機(jī)理不僅靠它的硬度，而且還靠粘彈性和摩擦系數(shù)小來(lái)緩沖磨損，這與一般磨損材料抗磨損機(jī)理截然不同。
                                                            表1幾種常用材料的耐磨損率值

油井內(nèi)襯管道|高分子油井內(nèi)襯管適用范圍：

1、有桿泵井：適用于桿管偏磨、腐蝕、結(jié)蠟嚴(yán)重井。特別適合于水平井，定向井，井斜方位大，井身不正，桿、管故障率高的油井。
2、內(nèi)襯于剩余壁厚不小于原壁厚50%的舊油管中，可繼續(xù)使用。
3、注水井：適用于結(jié)垢、腐蝕嚴(yán)重的注水井。
4、腐蝕性氣井：適用于含H2S和CO2的氣井。
5、海上油氣井及陸上高產(chǎn)井：大大延長(zhǎng)管柱壽命，減少停產(chǎn)損失，降低綜合維修成本。
6、能改善人工舉升系統(tǒng)效率，可作為節(jié)電措施應(yīng)用。
7、各種口徑、長(zhǎng)度的平式、加厚油管均可制成內(nèi)襯油管。
8、輸送管：井下不適用的腐蝕和偏磨嚴(yán)重的舊油管內(nèi)襯后可用作輸油管。
該技術(shù)集防磨、防腐（氣液腐蝕）、防結(jié)垢性能于一體，質(zhì)量可靠性能穩(wěn)定，是其它單一性能的油管所不具備的。

2、優(yōu)良的耐腐蝕性
      UHMW PE是一種飽和分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，故其化學(xué)穩(wěn)定性。UHMW PE具有良好的耐化學(xué)腐蝕特性，除濃硝酸和濃硫酸外，它在所有的堿液、酸液和鹽液中都不會(huì)受到腐蝕。

      3、優(yōu)異的自身潤(rùn)滑性
      UHMW PE的磨損系數(shù)較小，摩擦系數(shù)僅為0.07~0.10。常用工程塑料動(dòng)摩擦系數(shù)的比較如表2所示

表2 UHMW PE與其他工程塑料動(dòng)摩擦系數(shù)的比較

     4、優(yōu)良的不粘性
      UHMW PE 是一種飽和碳?xì)浠衔?，化學(xué)穩(wěn)定性高，表面張力小，表面吸附力非常微弱，其抗粘附能力僅次于塑料中不粘性聚四氟烯PTFE，它的吸水率很低，小于 0.01%，表面疏水性良好，因而制品表面與其它材料不易粘附。只要流速達(dá)到2.3~4.6m/s，結(jié)垢就難以形成，即使長(zhǎng)期緩慢積累形成垢層也不牢固， 很容易清除。UHMW PE具有的自潤(rùn)滑性和不粘附性，使得摩擦系數(shù)最小。特殊工藝生產(chǎn)的管道內(nèi)壁抗腐蝕、抗磨損、不結(jié)垢，因此流動(dòng)阻力很小，可長(zhǎng)期保持 流速和流量不減。其內(nèi)徑設(shè)計(jì)可比鋼管減小15%。
  5、高抗沖擊性
      UHMW PE 的抗沖擊性和吸收沖擊能居塑料，無(wú)論是外力強(qiáng)沖擊，還是內(nèi)部壓力波動(dòng)都難以使其開(kāi)裂。其沖擊力強(qiáng)度為尼龍66的10倍，聚氯乙烯的20倍，聚乙烯的4 倍。特別是在低溫環(huán)境，其沖擊強(qiáng)度反而達(dá)到值。UHMW PE的這種柔韌性為輸送系統(tǒng)提供了安全可靠的保障。
  6、耐候性和抗老化性
      UHMW PE 管材有良好的耐候和抗老化性。一方面，因?yàn)閁HMW PE管材分子鏈中不飽和基因很少，分子量大；另一方面，添加了優(yōu)質(zhì)改良劑，使得UHMW PE管材使 用壽命大大超過(guò)了高密度聚乙烯管材。使用60年左右，UHMW PE管材仍可保持70%以上的機(jī)械性能。
  7、耐溫性
      UHMW PE管材適溫性寬，可長(zhǎng)期在-169℃到130℃的溫度下工作，這是其它聚烯烴管材的。

1、油井內(nèi)襯管的工作原理：
   （1）抽油桿扶正的原理，確保抽油桿與油管隔離，不產(chǎn)生接觸磨損。這方面技術(shù)主要有：抽油桿尼龍扶正器、抽油桿滾輪接箍等。
   （2）轉(zhuǎn)動(dòng)原理,保證油管、抽油桿得到均勻磨損。這種技術(shù)主要包括：旋轉(zhuǎn)油管和抽油桿技術(shù)。在作業(yè)時(shí)安裝旋轉(zhuǎn)井口，油井正常生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)油管柱，確保桿管接觸面的改變，從而延長(zhǎng)管桿的使用壽命。
   （3）拉伸原理，確保油管、抽油桿處于拉伸狀態(tài)，減少蠕動(dòng)、失穩(wěn)造成的管桿偏磨。主要包括：油管錨定技術(shù)、抽油管下部加重技術(shù)和液力反饋泵抽油技術(shù)。
   （4）油井內(nèi)襯管抗磨副技術(shù)。抽油桿抗磨副由抗磨光桿、抗磨扶正套和防彎接頭構(gòu)成?？鼓ス鈼U表面進(jìn)行了精磨和鍍鉻處理，抗磨扶正套為增強(qiáng)尼龍66內(nèi)襯光 滑的鋼套。由于光桿和 扶正套之間均做了減阻工藝處理，摩擦系數(shù)很小，從而扶正套固定在油管內(nèi)，抗磨光桿在抗磨扶正套內(nèi)上下滑動(dòng)，確保了抽油桿柱與油管不接觸，使抽油桿與油管的 摩擦與磨損轉(zhuǎn)變?yōu)槌橛蜅U抗磨副自身的摩擦與磨損。光桿與扶正套之間的低磨阻使得產(chǎn)生的磨損極小，達(dá)到了防止桿管偏磨的目的。

研制的UHMW PE內(nèi)襯油管性能

1、摩擦系數(shù)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表所示：

 2、內(nèi)襯試驗(yàn)：
       研制的管材抗磨性能及摩擦系數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)均超過(guò)了國(guó)外耐熱性紅管及桔紅管材料。在國(guó)產(chǎn)專用設(shè)備上通過(guò)縮徑、加熱回彈、管端翻邊等加工，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明均能滿足制作復(fù)合內(nèi)襯管的要求.
      
       3、內(nèi)襯UHMW PE抗磨、抗腐油管是選擇
      （1）    國(guó)內(nèi)外的一種抗磨技術(shù)；
      （2）    集耐磨、防腐、不結(jié)蠟、不結(jié)垢等多項(xiàng)性能于一身；
      （3）    內(nèi)襯管不會(huì)產(chǎn)生小孔、裂縫、斷裂和剝落等現(xiàn)象，對(duì)井沒(méi)有污染；
      （4）    襯管有彈性，可適應(yīng)由于油井溫度和油管載荷的變化導(dǎo)致的油管變形，可始終保證襯管緊緊地漲緊在鋼管的內(nèi)表面，并且保持端面密封，不需要粘結(jié)劑；
      （5）    不改變現(xiàn)行的作業(yè)工藝，下井后不影響作業(yè)，也不需要井下專用工具；
      （6）    內(nèi)襯管為一種堅(jiān)韌的耐磨材料，油井作業(yè)或線纜作業(yè)不會(huì)損傷內(nèi)襯；
      （7）    該材料具有惰性，不易于其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且無(wú)毒。
 

UHMWPE油井內(nèi)襯管技術(shù)指標(biāo) 

        1. 外觀要求
        超高分子量聚乙烯內(nèi)襯管外表面應(yīng)光滑、無(wú)裂紋、無(wú)空洞等質(zhì)量缺陷。
 

  2. 超高分子量聚乙烯內(nèi)襯管的理化性能指標(biāo)

 
         3. 超高分子量聚乙烯內(nèi)襯管的耐磨性能指標(biāo)