隨著國家十三五規(guī)劃的深入推進,節(jié)能降耗成為未來油氣田發(fā)展的重要目標之一。同時,海洋油氣資源的開發(fā),對新材料新技術的需求也急劇擴大,對采油、集輸、儲運配套設備的要求也越來越高。而在材料領域,高性能(高強玻纖、 碳纖維等) 復合材料以其優(yōu)異的性能、質量及優(yōu)勢越來越被油田領域看好,應用和發(fā)展前景非常廣闊。
那么,碳纖維增強復合材料在油田領域的應用究竟有哪些,一起來了解一下。
碳纖維增強復合材料在油田領域的應用主要分為碳纖維在桿式抽油泵中的應用、碳纖維(CFRP)石油套管、碳纖維增強復合材料車載罐、油田采出液分離處理集成設備、金屬管道補強、修復等方面的內容。
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,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、輕質高強、良好的疲勞性能、經濟效益好等特點,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、氣體或粉粒狀介質的運輸存儲。復合材料低壓車載罐具有質輕高強,易清洗,節(jié)能環(huán)保;耐腐蝕性好,使用壽命長;化學結構穩(wěn)定,沒有二次污染;保溫性能優(yōu)良,熱能損耗少;維護保養(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備主要分為氣液、游離水分離器、三相分離器、復合材料油水分離旋流器、復合材料過濾/凈化器等,它具有質輕高強;耐腐蝕、耐磨,使用壽命長;設備集成化、小型化;處理效率高,運行成本低;維護費用少,綜合效益好等優(yōu)勢。
金屬管道補強、修復主要針對碳纖維預浸料、碳纖維板產品。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,具有修復時不動火,安全性好;施工簡便,施工周期短;力學性能優(yōu)良;適合大面積缺陷補強等優(yōu)點。