一種超高分子量聚乙烯油井襯管生產(chǎn)的新設(shè)備新工藝

點擊次數(shù)：2489 發(fā)布時間：2010-10-8

一種超高分子量聚乙烯

油田油井襯管生產(chǎn)的新設(shè)備新工藝

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是粘均分子量在150萬以上的線形結(jié)構(gòu)聚乙烯（普通聚乙烯的相對分子質(zhì)量僅為2-30萬）。*的相對分子量，賦予了其超凡的使用性能，成為一種性能優(yōu)良的新型熱塑性工程塑料。由于其分子量*，它幾乎集中了各種塑料的優(yōu)點，具有普通聚乙烯和其他工程塑料所*的耐腐、耐沖擊、自潤滑、耐腐蝕、耐低溫、衛(wèi)生無毒、不粘附、不吸水等綜合性能。在固體顆粒、粉末、漿體、氣體輸送方面，有*的*性。被稱為“令人驚異的塑料”。

近年來由于柱塞推壓、單螺桿擠出等技術(shù)的突破，使超高分子量聚乙烯管材在國內(nèi)也實現(xiàn)了工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。但由于超高分子量聚乙烯原料的特性決定了超高分子量聚乙烯管材加工的難度，雖然超高分子量聚乙烯管材生產(chǎn)實現(xiàn)了塑料擠出機連續(xù)擠出生產(chǎn)，可它的生產(chǎn)速度僅為普通塑料管材制品生產(chǎn)速度的1℅，管材耐磨指標也僅能達到西歐發(fā)達國家管材制品耐磨指標的60℅左右,提高超高分子量聚乙烯管材生產(chǎn)速度和提高耐磨指標成為業(yè)界研究的重點。

近幾年，超高分子量聚乙烯管材的應(yīng)用范圍日益擴大，而利用到油田油井油管內(nèi)襯上也只是這幾年的事。正因為超高分子量聚乙烯管具有耐摩擦、耐腐蝕、抗沖擊、自潤滑、不粘附、不吸水、等優(yōu)良特性。用它做油管內(nèi)襯管，達到了降底單井投入成本、延長油管使用年限、延長單井清蠟周期，減少抽油管偏磨的目的。

現(xiàn)在大部分工廠生產(chǎn)超高分子量聚乙烯油井內(nèi)襯管材生產(chǎn)工藝還是沿用前人開發(fā)的老設(shè)備、老工藝。效率低、能耗大、生產(chǎn)速度慢，且生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯管材制品外觀質(zhì)量及內(nèi)在質(zhì)量都很差，*喪失了超高分子量聚乙烯管材應(yīng)有的內(nèi)在質(zhì)量。

作為油井管內(nèi)襯管，市場一般按米計價，但作為超高分子量聚乙烯管材生產(chǎn)難題是，越小管越難生產(chǎn)，小管中的薄壁管更難生產(chǎn)。生產(chǎn)超高分子量聚乙烯管材的主要設(shè)備塑料擠出機大部分生產(chǎn)廠家采用老式SJ-90/20單螺桿擠出機，制品一般是￠63*3.5mm或的￠63*4.0mm的規(guī)格，生產(chǎn)￠63規(guī)格的2.0mm左右壁厚的管材比較困難。

新設(shè)備是在國內(nèi)國外專門研究超高分子量聚乙烯管材生產(chǎn)工藝的各位前輩研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了國內(nèi)數(shù)十個生產(chǎn)廠家及使用單位在生產(chǎn)及使用的對比數(shù)據(jù)，通過一系列生產(chǎn)、對比、試用實驗得來。

實驗結(jié)論是，通過調(diào)整超高分子量聚乙烯管材生產(chǎn)設(shè)備的配置及其工藝方法：（一）能生產(chǎn)出管壁更薄的油井襯管，提高管材生產(chǎn)廠家的效益；（二）能有效的提高超高分子量聚乙烯管材生產(chǎn)速度，大幅度的提高超高分子量聚乙烯管材的內(nèi)在質(zhì)量及其外觀質(zhì)量。

新設(shè)備采用超高分子量聚乙烯油井襯管管材生產(chǎn)的主要設(shè)備為SJ-75/18單螺桿擠出機，螺筒螺桿材質(zhì)為38CrMoALA,螺桿螺紋形式也為為雙頭漸變式，螺距為75mm，配置動力為15KW馬達，管材成型為模具冷卻定型，

超高分子量聚乙烯管材成型方式開發(fā)之初大都采用“風(fēng)冷模式”， “風(fēng)冷模式”的主要缺點是因為通過風(fēng)機對管材模具的成型末端的內(nèi)外壁進行冷卻定型，冷卻速度慢，管坯成型差，管材制品得不到快速有效的冷卻定型，擠出速度緩慢，管材內(nèi)外壁密實度不好，管材表面沒有光亮度，所以管材耐磨效果不好；后來發(fā)展成為“水冷模式”， “水冷模式”相比“風(fēng)冷模式”所生產(chǎn)的制品在制品質(zhì)量及生產(chǎn)線速度上均有一定程度的提高，但它的主要缺點是因為大多數(shù)的廠家模具冷卻水沒有通過水處理，而水在100℃時就達到沸騰點，，且產(chǎn)生大量水垢，水垢會堵塞冷卻流道，使整個模具無法使用；水的100℃時的沸騰點也限制了模具的熱量傳導(dǎo)【超高分子量聚乙烯油井襯管管材正常生產(chǎn)時模具溫度一般在200℃左右】，導(dǎo)致一些特種制品不能有效冷卻。

與之相比新設(shè)備采用“水冷油→油冷模式”，與兩種方式相比較，在實際生產(chǎn)中，管材制品產(chǎn)量能提高一倍以上，所生產(chǎn)管材制品表面能達到“鏡面”效果。全面提高超高分子量聚乙烯油井襯管管材耐磨、防結(jié)蠟的*的優(yōu)勢。其具體方法為：企業(yè)自備水箱（或自來水）→油箱內(nèi)置冷卻盤管（盤管被*浸泡）→返回企業(yè)自備水箱；油箱內(nèi)被冷卻到一定溫度的冷卻油用動力輸送到模具，冷卻模具后返回油箱，循環(huán)往復(fù)。

因為超高分子量聚乙烯（油井襯管）管材生產(chǎn)線速度慢，所以一般生產(chǎn)廠家在管材成型后會直接讓管材上托架，達到需求長度后再切斷、堆放、打包、入庫。采用本工藝后，因為有效的提高了管材生產(chǎn)的線速度，可在模具后端加冷卻水箱，使管材達到充分冷卻，實踐證明，設(shè)備中加入冷卻水箱后，可明顯提高平直度和管材表面光潔度，與新型的冷卻方式相輔相成，更能提高產(chǎn)品生產(chǎn)速度及管材質(zhì)量，可以配備小型牽引機，自動切割機，堆放架等裝置。

設(shè)備具體配置為：

一、 超高分子量聚乙烯油井襯管擠出機

         SJ--75/20擠出機，配15KW Y 系列電機，變頻調(diào)速；

二、超高分子量聚乙烯油井襯管模具

       ￠63超高分子量聚乙烯薄壁管模具

三、超高分子量聚乙烯油井襯管模具冷卻裝置

四、4米不銹鋼冷卻水槽

五、華亞雙位牽引機

六、華亞自動切割機

七、定長堆放架

備注：文中超高分子量聚乙烯管材生產(chǎn)新工藝中模具冷卻部分作者已向*遞交申請，并已得到*的受理，受理號為：201020293464.3。

文章已于2010年9月發(fā)表《管業(yè)精英》雜志