Способ изготовления полиэтиленовых труб

(51) 29 47/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ нефтепровода разработан способ изготовления композиционной полиэтиленовой трубы- и - на основе трубного полиэтилена РЕ 100 с содержанием до 1015 по весу диффузионностойкой добавки на основе полиамида. Диффузионностойкая добавка,при соответствующей технологии экструзии,равномерно распределена по телу основного материала трубы, что в результате дает многослойную структуру пересекающихся и перекрывающих друг друга слоев полиэтилена РЕ 100 и добавки на основе полиамида. Это достигается тем, что способ изготовления полиэтиленовой трубы, включающий стадии подготовки сырья, экструзии расплавленной смеси,калибрования и охлаждения полиэтиленовой трубы,согласно изобретению,на стадии подготовки сырья предварительно диффузионностойкую добавку на основе полиамида просушивают с последующим добавлением и перемешиванием с полиэтиленом,на стадии экструзии используют экструдер с дозирующим шнеком и трубной формующей головкой без фильтрующей сетки.(72) Бекбембетов Рустам Жумабаевич Жумагалиев Ербол Калибекович Идрисов Габдурашид Кабдыахметович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Казахстанский Трубный Завод(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ(57) Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использовано для транспортировки продукции в процессе добычи нефти, газа, газоконденсата или воды. Техническим результатом является высокое сопротивление проницаемости,повышение устойчивости к раздуванию, снижение пористости,повышение механической прочности и пропускной способности полиэитиленовой трубы. Для достижения технического результата и предотвращения нежелательных явлений при применении полиэтиленовых труб в качестве Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использовано для транспортировки продукции в процессе добычи нефти, газа, газоконденсата или воды. Для сооружения нефтепроводов традиционно применяют трубы из углеродистой и низколегированной стали, в основном сварные с продольным и спиральным швами. Основные нефтяные и газовые месторождения Мангистауской области находиться на поздней стадии разработки, для которой характерно осложнение условий добычи повышенной обводненностью, коррозией, солеотложениями,парафиноотложениями,образованием стойких эмульсий, гидратов. Это приводит к усложнению технологии добычи нефти и газа. При этом происходит снижение дебита скважины, возрастает обводненность добываемой продукции, происходит снижение пластовых температур и как следствие приводит к следующим осложнениям 1) асфальто-парафинистым отложениям на поверхности трубопроводов 2) отложение солей на поверхности трубопроводов 3) пластовая жидкость становится более минерализованной и коррозионно-активной, что приводит к повышенному износу труб 4) все больший фонд скважин добывают нефть с высоким содержанием сероводорода, который также приводит к повышенному коррозионному износу труб. Вышеперечисленные осложнения приводят к уменьшению срока межремонтного периода работы оборудования, возрастанию количества ремонтных работ, что влечет за собой резкое увеличение себестоимости добычи нефти и газа. Игнорирование этих факторов может привести к авариям, в том числе и с серьезными последствиями для экологии. Кроме того, серьезные проблемы связаны с самим состоянием газо- и нефтепроводов, в первую очередь, их значительным физическим износом. Большая часть нефтепроводов было построено много лет назад и требуют мер по их замене,поскольку срок их обновления давно истек (срок нормативной эксплуатации стальных трубопроводов без применения противокоррозионных средств защиты в зависимости от условий эксплуатации в лучшем случае не превышает 10-25 лет). В результате стоит задача восстановления и замены трубопроводов на современные трубы,изготовленные из инновационных материалов. Примером таких труб, уже нашедших широкое применение за рубежом и соответствующих требованиям экологически безопасных технологий,позволяющим повысить надежность нефтепромысловых трубопроводов,являются неметаллические полимерные трубы. Как показывает зарубежный опыт, в Северной Америке ежегодно прокладывается более 30 тысяч км полиэтиленовых трубопроводов, что составляет 70 от вновь вводимых трубопроводов низкого давления. Возможность использования полимерных труб в нефтяной и газовой 2 промышленности связано с теми преимуществами,которые они имеют перед традиционными металлическими трубами- относительно небольшая масса, сравнительно невысокая стоимость обслуживания в процессе эксплуатации, отсутствие дополнительных расходов на электрохимзащиту, снижение стоимости затрат при монтаже. Однако широкое применение полиэтиленовых труб ограничено его низким сопротивлением проницаемости. Проницаемость(диффузия) углеводородов становится причиной вспучивания трубы. Постоянное воздействие подобных веществ на стенки полимерных труб приводит к их раздуванию, повышению их пористости. Затем поверхность, испорченная вследствие проницания жидких углеводородов, начинает принимать грубую структуру или выглядит как наждачная бумага, либо имеет пузыристый или рябой вид. Вследствие этого снижается механическая прочность трубы, ее пропускная способность и т. д. Известен способ изготовления композиционной трубы, включающий намотку на тонкостенную трубу из полиолефина, слоя пленки в виде полосы из сэвилена,армирующей нити из сверхвысокомолекулярного полиэтилена,намотанной слоями, и термообработку для получения неразъемного соединения, в котором на каждый слой нитей наматывают слой пленки, при этом вначале наматывают, по меньшей мере, один слой окружной намоткой, затем, по меньшей мере,два слоя спиральной с чередованием наклона нитей в слое относительно другого во взаимно противоположных направлениях и, по меньшей мере, один наружный слой, с намотанным на него слоем пленки, окружной намоткой, а намотку слоя пленки на внутреннюю трубу осуществляют с натяжением меньшим, чем последующие слои пленки, и меньшим, чем натяжение нити слоя окружной намотки, нанесенной на пленку, для обеспечения прочности соединения внутри несущего слоя большим, чем между внутренней трубой и несущим слоем, а слой или слои окружной намотки нити и пленки, намотанной на каждый слой нити, наружного слоя выполняют с натяжением большим, чем другие слои нитей, для стягивания трубы / 2364509 С 2, 20.08.2009 г./. Недостатками данного аналога являются недостаточно высокое сопротивление проницаемости, низкая устойчивость к раздуванию,повышение пористости, снижение механической прочности и пропускной способности трубы. Известен способ изготовления композиционной полиэтиленовой трубы, выбранный в качестве наиболее близкого аналога, включающий стадии подготовки сырья, экструзии расплавленной смеси,калибрования и охлаждения полиэтиленовой трубы,в котором на стадии экструзии композицию на основе сшиваемого полиэтилена экструдируют в форме трубы, затем на следующей стадии трубу,полученную на стадии экструзии, подвергают гидролизу в целях сшивания сшиваемого полиэтилена. Композиция содержит от 0,05 до 0,24 гидролизуемых силановых групп на 100 единиц СН 2- и имеет стандартную плотность, по меньшей мере, 954 кг/м 3. При этом показатель текучести расплава композиции, измеренный в соответствии со стандартом 1238, при нагрузке 5 кг выше 2 г/10 мин. Указанные композиции,содержащие сшиваемый полиэтилен, применяются для производства труб. / 2258719 С 2,20.08.2005 г./. Недостатками данного аналога являются недостаточно высокое сопротивление проницаемости, низкая устойчивость к раздуванию,повышение пористости, снижение механической прочности и пропускной способности трубы. Задачей изобретения является разработка способа производства композиционных полиэтиленовых труб с улучшенными техническими характеристиками. Техническим результатом является высокое сопротивление проницаемости,повышение устойчивости к раздуванию, снижение пористости,повышение механической прочности и пропускной способности полиэитиленовой трубы. Для достижения технического результата и предотвращения нежелательных явлений при применении полиэтиленовых труб в качестве нефтепровода разработан способ изготовления композиционной полиэтиленовой трубы на основе трубного полиэтилена РЕ 100 с содержанием до 1015 по весу диффузионностойкой добавки на основе полиамида. Диффузионностойкая добавка,при соответствующей технологии экструзии,равномерно распределена по телу основного материала трубы, что в результате дает многослойную структуру пересекающихся и перекрывающих друг друга слоев полиэтилена РЕ 100 и добавки на основе полиамида. Это достигается тем, что способ изготовления композиционной полиэтиленовой трубы,включающий стадии подготовки сырья, экструзии расплавленной смеси, калибрования и охлаждения композиционной полиэтиленовой трубы, согласно изобретению,на стадии подготовки сырья предварительно диффузионностойкую добавку на основе полиамида просушивают с последующим добавлением и перемешиванием с полиэтиленом,на стадии экструзии используют экструдер с дозирующим шнеком и трубной формующей головкой без фильтрующей сетки. На стадии подготовки сырья диффузионностойкую добавку на основе полиамида просушивают, предпочтительно, до содержания влаги 0,2 и при температуре 80 С в течение 3 часов, а также диффузионностойкую добавку на основе полиамида добавляют и перемешивают предпочтительно, до содержания 10-15 по весу полиэтиленовой трубы. На стадии экструзии сырье в первой зоне экструдера нагревают, предпочтительно, при температуре 182 С, далее - во второй зоне экструдера нагревают, предпочтительно, при температуре 193 С, далее - в третьей зоне экструдера нагревают, предпочтительно, при температуре 204 С, далее - в зоне головки экструдера нагревают, предпочтительно, при температуре 227 С. На стадии экструзии температура расплавленной смеси на выходе из головки экструдера составляет 227-235 С. Изобретение осуществляется следующим образом. Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата, однако не является единственно возможным. Пример. Процесс получения необходимой эффективной многослойной структуры композиционной полиэтиленовой трубы - и- содержит следующие стадии 1. Подготовка сырья. 1.1 Сушка добавки. Так как основным компонентом добавки является полиамид, то к нему предъявляются повышенные требования по содержанию влаги. Оно не должно превышать 0,2. Поэтому добавку просушивают в течение 3 часов при температуре 80 С. 1.2 Тщательное перемешивание полиэтилена РЕ 100 и диффузионностойкой добавки. 2. Экструзия. В основном повторяет экструзию обычной полиэитиленовой трубы, но есть следующие отличия 2.1 Шнек должен быть дозирующим, а не барьерным. Это необходимо для того, чтобы течение расплава было ламинарным. 2.2 Формующая головка используется обычная трубная. Но исключается применение фильтрующей сетки. 2.3 Более повышенный,из-за наличия полиамида, температурный режим. Распределение температур для 4-х зон экструдера и головки - 171,182, 193, 204 и 227 С. Температура расплава в итоге на выходе из головки должна быть в диапазоне 227235 С. 3. Калибрование, охлаждение и прочее. Данные операции аналогичны операциям для обычной полиэитиленовой трубы ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ изготовления полиэтиленовой трубы,включающий стадии подготовки сырья, экструзии расплавленной смеси, калибрования и охлаждения полиэтиленовой трубы, отличающийся тем, что на стадии подготовки сырья предварительно диффузионностойкую добавку на основе полиамида 3 просушивают с последующим добавлением и перемешиванием с полиэтиленом,на стадии экструзии используют экструдер с дозирующим шнеком и трубной формующей головкой без фильтрующей сетки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии подготовки сырья диффузионностойкую добавку на основе полиамида просушивают,предпочтительно, до содержания влаги 0,2. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии подготовки сырья диффузионностойкую добавку на основе полиамида просушивают,предпочтительно, при температуре 80 С в течение 3 часов. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии подготовки сырья диффузионностойкую добавку на основе полиамида добавляют и перемешивают предпочтительно, до содержания 1015 по весу полиэтиленовой трубы. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии экструзии сырье в первой зоне экструдера нагревают, предпочтительно, при температуре 182 С. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии экструзии сырье во второй зоне экструдера нагревают, предпочтительно, при температуре 193 С. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии экструзии сырье в третьей зоне экструдера нагревают, предпочтительно, при температуре 204 С. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии экструзии сырье в зоне головки экструдера нагревают, предпочтительно, при температуре 227 С. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии экструзии температура расплавленной смеси на выходе из головки экструдера составляет 227235 С.