一种玻璃钢分层注水井下管的制作方法

本发明涉及油田分层注水应用领域，具体涉及一种玻璃钢分层注水井下管。

背景技术：

目前，我国陆地油田逐渐进入后期开发阶段，为及时有效补充能量，改善储层纵向矛盾，提高开发效益，进一步提高采收率，分层注水工艺技术应用不断增多。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。统计仅胜利油田每年作业井次3500口以上，其中更换注水井管柱超过700万米，主要原因为腐蚀结垢严重。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。

目前，海洋采油注水以分层注水工艺为主，90%的注水井为分层注水井。由于海上油田淡水缺乏，海水资源方便易得，在海洋采油厂注水开发初期，回注水主要以海水为主；然而在回注海水生产过程中，发现管柱腐蚀问题突出，对生产造成了严重影响。管柱的腐蚀严重问题导致更换管柱频繁，而海上平台作业一次成本高昂，频繁出海造成了严重的经济损失。

针对上述腐蚀严重的问题，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，但各种防腐油管均存在丝扣无法防腐、外壁不防腐的问题，另外部分油管还有涂层脱落、结垢的问题。受以上因素制约，通过防腐处理难以保证三年以上有效期。

现有技术下，玻璃钢材料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，玻璃钢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：

笼统注水时，玻璃钢管柱受到的内外水压基本平衡，管柱无约束。

分层注水时，玻璃钢管柱受到的内外压不平衡，内压较高。更为重要的是，管柱下部受约束，使整个管柱在水压波动引起的管柱受力变化时，产生弹性形变，在套管内发生摆动和扭动。特别是由于玻璃钢管弹性模量小，市面上在用的玻璃钢井下管只有20GPa，形变伸长量大，严重加剧了封隔器蠕动，导致封隔器胶皮损坏。另外，由于传统的玻璃钢井下管螺纹脆性大、易磨损，容易在摆动中发生螺纹破坏掉井事故，同时也普遍发生螺纹磨损现象。这些问题，导致传统玻璃钢井下管在分层注水井内的应用的寿命非常短，无法适应分层注水的需要。

无论市场上的产品，还是已公开的专利，均未涉及玻璃钢分层注水井下管产品及其制造工艺。

技术实现要素：

为解决现有技术不足，本发明提供一种玻璃钢分层注水井下管。

本发明的技术方案是：一种玻璃钢分层注水井下管，其制造工艺为：所述的管体采用玻璃钢小角度湿法缠绕成型，以纵向纤维纤维4~9º和环向纤维84~89º反复缠绕，直到预定的厚度；再通过模具内部加温固化，经过120~180ºC高温1小时后固化成型；管体成型后两端磨锥；将管体放入模具内，以碳纳米管增强环氧树脂系统制成螺纹；固化成型后，对管体及螺纹进行打磨。

其制造配方为：所述的碳纳米管增强环氧树脂系统，配方为碳纳米管、陶瓷微珠、E-54环氧树脂、IPD固化剂、气相二氧化硅、硅微粉，质量比为110:25:100:27:8:90。

所述的管体分为螺纹段和管体段两部分，管体为玻璃钢小角度缠绕，螺纹段内侧设有一道密封槽，槽内有橡胶圈；接箍镗孔内侧设有密封平台，有螺纹段相配合。

所述的以纵向纤维8º和环向纤维85º反复缠绕成型。

所述的配方的配比有±10%（质量比）的偏差。

所述的陶瓷微珠，主要成分是TiO₂、SiO₂和Al₂O₃，配比为1:1:1，平均粒径为18.4微米，壁厚1~2微米，球形。

所述的管体缠绕纵向纤维4~9º，环向纤维84~89º。

所述的螺纹为4牙/英寸圆螺纹，螺纹的牙型为90º。

本发明的有益效果：主要解决了分层注水井钢管的腐蚀问题，延长了管柱使用寿命，而且在提井更换胶圈和工具后，原井管柱下回，节省了管柱更换和修复的费用，大幅减少分注井运行的经济成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的接头部位结构示意图。

其中：1为螺纹、2为管体、3为接箍、4为胶圈。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步说明。

一种玻璃钢分层注水井下管，其制造工艺为：所述的管体2采用玻璃钢小角度湿法缠绕成型，以纵向纤维纤维4~9º和环向纤维84~89º反复缠绕，直到预定的厚度；再通过模具内部加温固化，经过120~180ºC高温1小时后固化成型；管体2成型后两端磨锥；将管体2放入模具内，以碳纳米管增强环氧树脂系统制成螺纹1；固化成型后，对管体2及螺纹1进行打磨。

其制造配方为：所述的碳纳米管增强环氧树脂系统，配方为碳纳米管、陶瓷微珠、E-54环氧树脂、IPD固化剂、气相二氧化硅、硅微粉，质量比为110:25:100:27:8:90。

所述的管体2分为螺纹段和管体段两部分，管体2为玻璃钢小角度缠绕，螺纹段内侧设有一道密封槽，槽内有橡胶圈4；接箍3镗孔内侧设有密封平台，有螺纹段相配合。

所述的以纵向纤维8º和环向纤维85º反复缠绕成型。

所述的配方的配比有±10%（质量比）的偏差。

所述的陶瓷微珠，主要成分是TiO₂、SiO₂和Al₂O₃，配比为1:1:1，平均粒径为18.4微米，壁厚1~2微米，球形。

所述的管体2缠绕纵向纤维4~9º，环向纤维84~89º。

所述的螺纹1为4牙/英寸圆螺纹，螺纹1的牙型为90º。