超高分子量聚乙烯管抗压挤毁解决方案分析

深井中，在地压梯度的作用下，油气产层部位附近围压非常大，引起地层破裂压力非常大(压力系数可能超过,甚至有些异常高压地层处在管柱中间)。此时，深井超高分子量聚乙烯管既要考虑提高管柱本身拉伸强度，还要考虑抗外挤能力(抗外挤强度也是一项突出的指标)。因此，提高管体抗挤毁强度有两个途径：一是增加屈服强度；另一个是增加壁厚，但会牺牲内径或者通径，给工程施工带来不利影响。深井套管在应用时，必须考虑井温对套管性能的影响。 正常情况下，该温度下管体材料不会发生相变，但其他理化性能有变化。材料强度、弹性模量及泊松比与温度的关系。由高温拉伸试验可知高温下管体强度有一定程度下降，验室测得的采用cr—Mo低合金钢设计的110和150钢级材料的高温拉伸性能，可以看出110钢级材料在约200qC时强度下降更明显，这是南合金含量不同引起的；与室温拉伸强度相比，两者分别降了约10％和5％。 K—T模型较好地预报了当前超高分子量聚乙烯管的抗挤毁性能，但其公式系数依据各企业自身水平而定。由该模型可以看出，当D／S处在塑性挤毁和过渡性挤毁区间时，椭圆度的影响非常明显，椭圆度成为影响抗挤毁值的主要尺寸质量的工艺控制性因素；当D／S处于弹性挤毁区间或者屈服挤毁区间时，残余应力的影响不明显，一般应尽量控制在名义屈服强度。的15％1内。 深井中既要考虑高温影响套管强度，还需要考虑高温对管体材料的弹性模量和泊松比的影响，这些因素 终影响服役条件下管体的抗挤毁能力。采用特厚壁套管来解决深井异常高压地层的挤毁问题是 有效的办法。 抗挤毁超高分子量聚乙烯管应采用调质热处理工艺，在满足屈服强度的要求下，采取尽可能高的回火温度，从而提高矫直温度，降低残余应力。推荐采用外淋+内喷式同步相变的热处理工艺来提高管体的淬透深度和组织均匀性。 由于地层压力的方向性和各异性，套管的受力环境很恶劣，套管的挤毁破坏更趋严重，建议提高抗挤毁安全系数，但套管的抗挤毁强度是其固有的工程属性，并不能随地层应力分布特征而发生变化

影响超高分子量聚乙烯管材质量的三大要素

经常有客户问我说:你们几个厂用的原料都是一样的,是不是质量也一样呀。其实不然，影响超高分子量聚乙烯管材质量的三大要素是原材料、模具设备、加工成型工艺。 1、原材料是核心。在耐磨领域超高分子量聚乙烯管材的生产原料的核心是分子量，理论上讲，原料的分子量越高，耐磨性越好。但作为耐磨管道而言，还要考虑其它力学性能指标，考虑其长期使用的稳定性。因此分子量高的原料不一定能生产出来综合性能好的超高分子量聚乙烯管材，这就要看模具设备、加工成型工艺了。目前超高分子量聚乙烯管材加工技术还没有标准化，各生产厂家差别很大。主要是模具结构和工艺控制上。因此生产出的超高分子耐磨管表面上看不出来不同，但指标差距很大。这里经验性的东西还占有比较大的比重。 超高分子量聚乙烯管材的原料挤出时呈弹性体，流动性为零，不好挤出。目前挤出机的核心结构是螺筒开全交通槽，螺杆浅螺纹，小螺升角；其理论核心是尽量加大螺杆推力，减少原料与料筒、螺杆的粘结。挤出力在400公斤左右。正因为挤出过程压力大，所以薄壁管很难挤，模具很容易偏。因此模具非常重要。 2、模具，超高分子量聚乙烯管材的生产模具是影响超高分子量聚乙烯管材质量的关键因素，因为：①如果模具压缩比设计不合理，会导致管材挤出困难，或密实度不够，耐压差，力学性能低。②流道不通畅，原料在挤出过程降解过多，超高分子量聚乙烯管性能下降。③结构不合理，塑化不好，或融合不好，管材容易开裂。④结构不合理，挤出波动大，操作难度大。超高分子量聚乙烯管生产操作以经验为主，其主要原因是模具设计不合理。好的模具设计会达到以下效果。①好操作，生产稳定。只要温度没有大的变化，管材外观不会因外界环境温度变化受影响。②管材内在指标好，主要是指超高分子量聚乙烯管的密实度和原料降解的问题。 3、挤出工艺。超高分子量聚乙烯管材的挤出工艺对管材的内在性能也很关键。不同分子量的超高分子量聚乙烯原料要有不同的加工挤出温度。分子量２5０±50万时塑化温度要在240度左右，过低，管材表面疙疙瘩瘩，塑化不好；过高，管子好出，但降解增加；每一种料具体多少温度合适要凭经验总结。同一种原料，一般一台模具要调整设定一个合适温度。 所以，要想生产出高质量的超高分子量聚乙烯管材，原料、模具、加工工艺是三个技术核心。