隨著國家十三五規(guī)劃的深入推進(jìn),節(jié)能降耗成為未來油氣田發(fā)展的重要目標(biāo)之一。同時,海洋油氣資源的開發(fā),對新材料新技術(shù)的需求也急劇擴大,對采油、集輸、儲運配套設(shè)備的要求也越來越高。而在材料領(lǐng)域,高性能(高強玻纖、 碳纖維等) 復(fù)合材料以其優(yōu)異的性能、質(zhì)量及優(yōu)勢越來越被油田領(lǐng)域看好,應(yīng)用和發(fā)展前景非常廣闊。
那么,碳纖維增強復(fù)合材料在油田領(lǐng)域的應(yīng)用究竟有哪些,一起來了解一下。
碳纖維增強復(fù)合材料在油田領(lǐng)域的應(yīng)用主要分為碳纖維在桿式抽油泵中的應(yīng)用、碳纖維(CFRP)石油套管、碳纖維增強復(fù)合材料車載罐、油田采出液分離處理集成設(shè)備、金屬管道補強、修復(fù)等方面的內(nèi)容。
采油井配套的桿式抽油泵,主要由密封部分、長筒、柱塞、泵筒、出油閥、組合外筒、進(jìn)油閥和錨定鎖緊裝置等組成。泵筒、組合外筒均可采用碳纖維材質(zhì),提高泵體耐腐蝕性和耐磨性,延長使用壽命。
碳纖維(CFRP)石油套管具有耐腐蝕、施工方便、輕質(zhì)高強、良好的疲勞性能、經(jīng)濟效益好等特點,對于淺層套竄井的治理,小修施工即可;對于大段套竄井的治理,一次施工長期有效;CFRP的密度為鋼的1/4,減少運輸、裝卸和下井安裝費用;鋼和鋁的疲勞強度是靜力強度的50%,而CFRP可達(dá)90%;可采用小套管直接注水,無需下入注水管,大幅節(jié)省費用。
碳纖維增強復(fù)合材料車載罐是罐式汽車配套的一種容器,主要用于液體、氣體或粉粒狀介質(zhì)的運輸存儲。復(fù)合材料低壓車載罐具有質(zhì)輕高強,易清洗,節(jié)能環(huán)保;耐腐蝕性好,使用壽命長;化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,沒有二次污染;保溫性能優(yōu)良,熱能損耗少;維護(hù)保養(yǎng)成本低,綜合效益好等優(yōu)點。
油田采出液分離處理集成設(shè)備主要分為氣液、游離水分離器、三相分離器、復(fù)合材料油水分離旋流器、復(fù)合材料過濾/凈化器等,它具有質(zhì)輕高強;耐腐蝕、耐磨,使用壽命長;設(shè)備集成化、小型化;處理效率高,運行成本低;維護(hù)費用少,綜合效益好等優(yōu)勢。
金屬管道補強、修復(fù)主要針對碳纖維預(yù)浸料、碳纖維板產(chǎn)品。它是利用碳纖維的高強度特性在服役管道、墻體等外表面包覆一層加固層,固化成型后起到承壓、支撐、加固的作用,具有修復(fù)時不動火,安全性好;施工簡便,施工周期短;力學(xué)性能優(yōu)良;適合大面積缺陷補強等優(yōu)點。