阅读说明：本技术 一种井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料及其应用方法 (Aerogel far infrared thermal insulation composite coating for underground oil pipe and application method thereof ) 是由 周杨帆 吕亿明 常莉静 苏祖波 樊松 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料及其应用方法,所述涂料包括底漆、中间层气凝胶涂料和面漆。所述涂料底漆、面漆均由环氧树脂制成。所述中间层气凝胶涂料包括以下重量份数的原料：二氧化硅气凝胶粉末10份、水性环氧树脂25份、苯丙乳液20份、乙酸丁酯5份、钛白粉5份、纳米陶瓷粉末10份、成膜助剂0.5份、消泡剂1份、流平剂1份、增稠剂1份、水15份。本发明制得的复合涂料均匀性高、成模性好,且具备相当强的防水抗潮性能,能长期适应井下油水环境、保温性能出众,明显降低油管结蜡现象,且无挥发物,无毒无害；导热系数小,保温效果好。(The invention discloses aerogel far infrared heat preservation composite coating for a downhole oil pipe and an application method thereof. The primer and the finish paint of the paint are both made of epoxy resin. The middle layer aerogel coating comprises the following raw materials in parts by weight: 10 parts of silicon dioxide aerogel powder, 25 parts of waterborne epoxy resin, 20 parts of styrene-acrylic emulsion, 5 parts of butyl acetate, 5 parts of titanium dioxide, 10 parts of nano ceramic powder, 0.5 part of film-forming additive, 1 part of defoaming agent, 1 part of flatting agent, 1 part of thickening agent and 15 parts of water. The composite coating prepared by the invention has high uniformity and good moldability, has quite strong waterproof and moisture-proof performances, can adapt to the underground oil-water environment for a long time, has outstanding heat-insulating performance, obviously reduces the wax deposition phenomenon of oil pipes, and has no volatile matter, no toxicity and no harm; the heat conductivity coefficient is small, and the heat preservation effect is good.)

一种井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料及其应用方法

技术领域

本发明属于复合涂料技术领域，具体涉及一种井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料及其应用方法。

背景技术

油井普遍存在结蜡现象，结蜡会堵塞出油通道、增加井口回压、降低油井产量，同时也会增大油井负荷。为保持油井正常生产，目前清防蜡主要采用投加清蜡剂、热洗等方式，此类方法成本高、人工成本大。

二氧化硅气凝胶具有纳米孔隙，是一种多孔性固态材料，具有低密度，高孔隙率的结构特点，具有超级绝热性能。利用二氧化硅气凝胶与涂料用成膜材料组合，形成具有超级保温性能的涂料。由于现售的气凝胶涂料多存在易吸潮、遇水开裂的问题，而井下油管长期与油水接触，该类产品不适用，且现售气凝胶涂料保温特性不强，不能满足油井采出液高效保温要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料及其应用方法，以解决现有技术中气凝胶涂料多存在易吸潮、遇水开裂、保温性不强的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料，包括底漆、中间层气凝胶涂料和面漆；

所述中间层气凝胶涂料成分按重量份数计，包括：二氧化硅气凝胶粉末8～10份、水性环氧树脂20～30份、苯丙乳液10～20份、乙酸丁酯2～10份、钛白粉5～10份、纳米陶瓷粉末5～15份、成膜助剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～1.5份、流平剂0.1～1.3份、增稠剂1份、水10～20份。

具体的，所述涂料底漆、面漆均由环氧树脂制成。

具体的，所述纳米陶瓷粉末为一种或多种金属氧化物制成的高放射率远红外保温材料。

具体的，所述纳米陶瓷粉末由氧化铝、氧化锆、氧化镍、氧化钴、氧化锰、碳化硅、氧化铈按照2：2：1：1：1：3：1的重量份比例混合后烧结，将烧结物研磨而成。

具体的，所述流平剂为聚氨酯或聚丙烯酸。

具体的，所述增稠剂为羧甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素。

本发明的另一个技术方案是：

一种所述的井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料的应用方法，包括：

将底漆先涂覆于油管外壁，一次涂覆半固化后，再将中间层气凝胶涂料涂覆于底漆表面；最后再涂覆一层环氧树脂面漆，一次涂覆后完全固化；

具体的，底漆涂覆厚度为0.5-1mm；中间层气凝胶涂料涂覆的总厚度为2-4mm；面漆的涂覆厚度为0.5-1mm；中间层气凝胶涂料分2-4次涂覆，每一次涂覆后固化7-12小时。

本发明的有益效果如下：

1、本发明井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料，均匀性高、成模性好，且具备相当强的防水抗潮性能，能涂覆于油管外，附着力强，能长期适应井下油水环境、保温性能出众，能明显降低油管结蜡现象，且无挥发物，无毒无害；导热系数小，保温效果好。

2、本发明井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料，纳米陶瓷粉末是氧化铝、氧化锆、氧化镍、氧化钴、氧化锰、碳化硅、氧化铈按照2：2：1：1：1：3：1的重量份比例混合后烧结，将烧结物研磨而成，粉末的粒度为450目，井下原油的热射线主要集中在6μm～12μm的远红外波段，本发明采用的纳米陶瓷粉末能够较高地反射远红外线回油管内，提高井筒了原油的保温效果；由于热能发射的连续性和瞬时性，本发明提供的保温涂料吸收的热能绝大部分又被瞬间反射回油管内，从而提高了原油的保温效果。

3、本发明井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料，通过涂覆于油管管壁对采出液进行有效保温，大幅减少其它清防蜡措施和后期维护，为油井防蜡和地面集输管线保温提供了一条新途径。

具体实施方式

下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

实施例1：

一种井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料，包括底漆、中间层气凝胶涂料和面漆。所述涂料底漆、面漆均由环氧树脂制成。所述中间层气凝胶涂料包括以下重量份数的原料：二氧化硅气凝胶粉末10份、水性环氧树脂25份、苯丙乳液20份、乙酸丁酯5份、钛白粉5份、纳米陶瓷粉末10份、成膜助剂0.5份、消泡剂1份、流平剂1份、增稠剂1份、水15份。

所述的纳米陶瓷粉末为一种或多种金属氧化物制成的高放射率远红外保温材料；优选的，所述的纳米陶瓷粉末由氧化铝、氧化锆、氧化镍、氧化钴、氧化锰、碳化硅、氧化铈按照2：2：1：1：1：3：1的重量份比例混合后烧结，将烧结物研磨而成。所述流平剂为聚氨酯或聚丙烯酸。所述增稠剂为羧甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素。

本发明井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料，通过涂覆于油管管壁对采出液进行有效保温，大幅减少其它清防蜡措施和后期维护，为油井防蜡和地面集输管线保温提供了一条新途径。

如下表所示：

表1实施例1气凝胶远红外保温涂料的性能参数

表明该涂料导热系数小，保温效果好；且涂料均匀性高、成模性好，能涂覆于油管外，附着力强，能长期适应井下油水环境、保温性能出众，能明显降低油管结蜡现象，且无挥发物，无毒无害。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，所述中间层气凝胶涂料中成分的质量份数不同；本实施例中，中间层气凝胶涂料包括以下重量份数的原料：二氧化硅气凝胶粉末8份、水性环氧树脂20份、苯丙乳液10份、乙酸丁酯2份、钛白粉8份、纳米陶瓷粉末5份、成膜助剂0.3份、消泡剂0.1份、流平剂0.1份、增稠剂1份、水10份。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，所述中间层气凝胶涂料中成分的质量份数不同；本实施例中，中间层气凝胶涂料包括以下重量份数的原料：二氧化硅气凝胶粉末8份、水性环氧树脂30份、苯丙乳液16份、乙酸丁酯10份、钛白粉10份、纳米陶瓷粉末15份、成膜助剂0.1份、消泡剂1.5份、流平剂1.3份、增稠剂1份、水20份。

本发明的另一个技术方案是：

一种井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料的应用方法，包括：将环氧树脂底漆先涂覆于油管外壁，涂覆厚度为0.5-1mm，一次涂覆半固化，再将二氧化硅气凝胶涂料涂覆于底漆表面，涂覆的厚度为2-4mm，分2-4次涂覆，每一次涂覆后固化；每一次涂覆后固化7-12小时。最后再涂覆一层环氧树脂面漆，涂覆厚度为0.5-1mm，一次涂覆后完全固化。

本发明井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料中的纳米陶瓷粉末是氧化铝、氧化锆、氧化镍、氧化钴、氧化锰、碳化硅、氧化铈按照2：2：1：1：1：3：1的重量份比例混合后烧结，将烧结物研磨而成。远红外线又称为长波红外线，其波长范围从5.6微米至1000微米。远红外加热技术利用热物体源所发射出来的远红外线照射被加热物料，使物料吸收远红外线后内部分子和原子“共振”产生热能，以达到加热的目的，是一种辐射传热的过程。该技术关键是提高被加热物料对辐射线的吸收能力，使其分子振动波长与远红外光谱波长相匹配。远线外线发射材料具有多种功能，可制成医疗保健、食品保鲜、节能等多种产品，目前国内外都在大力开发这类产品。现有技术国外大多是以烧成白磁，AL₂O₃，SiC，Fe₂O₃为原料或者采用堇青质莫来石与Si3N4合成法制造远红外线发射材料。以上制造工艺较为复杂。国内对红外线发射材料的研制是从80年代开始的，大多以AL₂O₃，SiO₂，苏州土，滑石、Fe₂O₃，ZrO₂等为原料，经过原料分组混合，干燥、焙烧，粉碎，各组分按一定比例混合，过筛等过程，制造过程周期长，生产效率低，产品成本高，且红外线法向全发射率较低。制造远红外线发射材料的原料有多种，目前常用的有AL₂O₃，SiO₂，Fe₂O₃，M O₂，Cr₂O₃，MgO以及含有这些成份的矿石，陶瓷等等。选择原料，选择最佳配比是提高产品远红外线发射率的关键。

本发明井下油管用气凝胶远红外保温复合涂料中的纳米陶瓷粉末的粒度为450目，本发明研究表明，井下原油的热射线主要集中在6μm～12μm的远红外波段，如果能够将这部分远红外辐射反射回油管内，则同样能够提高井筒原油的保温效果；本发明采用的纳米陶瓷粉末能够较高地反射远红外线，而且，由于热能发射的连续性和瞬时性，本发明提供的保温涂料吸收的热能绝大部分又被瞬间反射回油管内，从而提高了原油的保温效果

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。