| Use of Composite Materials in Oil Industry | Primena kompozitnih materijala u naftnoj industriji |
| Underground Mining Еngineering, Review paper [pdf] | Podzemni radovi, Pregledni rad [pdf] |
| ID: 2.2011.19.8 Number: 19 Month: 12 Year: 2011 UDC: 62 [tmx] [bow] |
Prvoslav Trifunović
Institution: University in Belgrade, Faculty of Mining and Geology, Belgrade
Mail: trifp@rgf.bg.ac.rs | Prvoslav Trifunović
Institucija: Univerzitet u Beogradu, Rudarsko-geološki fakultet, Beograd
E-pošta: trifp@rgf.bg.ac.rs |
Abstract
The most frequently used composites for fabrication of primary and secondary constructions within the oil industry are made of epoxy, phenolic or polymer matrix combined with glass, carbon or aramid fibers. For fabrication of risers, thermoplastic polymers (polyethylene, polyvinyldenefluoride, and polyamide) are used, which are to be wound around steel reinforcement of riser. Polymer may be reinforced with glass or carbon fibers. Instead of thermoplastic polymers, epoxy matrix reinforced with carbon fibers may be used. The main challenge in this area of application of composite materials is to develop polymers whose operating temperature exceeds 120°C, as well as to completely avoid the usage of steel reinforcement. In order to construct pipe systems for fluid transport and tanks for their storage, the most frequently used are GRP (glass reinforced plastic) composites, also known as fiberglass composites. Those composites are made of standard plastic matrix reinforced with glass fibers. Plastic matrix within GRP composites is most commonly made of epoxy resin (GRE pipes) or vinyl-ester (GRVE pipes) and rarely of polyester. Further development of this technology has resulted in the development of hybrid composites: thermoplastic pipes reinforced with GRE composite and RTP (reinforced thermoplastic pipe) thermoplastic pipes reinforced with glass, aramid or carbon fibers. The challenge in the production of composite drill pipes is the production of large diameter pipes. Production tubings are usually made of GRE pipes or GRE pipes reinforced with carbon steel. The future of composite tubings lies in the development of epoxy resins that are able to maintain working ability during drilling at temperatures significantly higher than 100°C as well. Secondary constructions used in oil industry are produced of epoxy, vinyl-ester or phenolic matrix combined with glass fibers. | Apstrakt
Najčešće korišćeni kompoziti za izradu primarnih i sekundarnih konstrukcija u naftnoj industriji izrađeni su od epoksidne, fenolne ili polimerne matrice u kombinaciji sa staklenim, ugljeničnim ili aramidnim vlaknima. Za proizvodnju rajzera koriste se termo-plastični polimeri (polietilen, polivinildenefluorid, poliamidi) koji se obmotavaju oko čelične armature rajzera. Polimer može biti ojačan staklenim ili ugljeničnim vlaknima. Umesto termo-plastičnih polimera, može se upotrebiti epoksidna matrica ojačana ugljeničnim vlaknima. Glavni izazov u ovoj sferi primene kompozitnih materijala leži u iznalaženju polimera čija radna temperatura prelazi 120°C, kao i u potpunom izbacivanju čelične armature. Za izradu cevnih sistema za transport fluida i rezervoara za skladištenje istih, najčešće se koriste GRP (glass re-inforced plastic) kompoziti, koji su poznati i kao fiberglas kompoziti. Ovi kompoziti su izrađeni od standardne plastične matrice ojačane staklenim vlaknima. Plastična matrica u GRP kompozitima je najčešće izrađena od epoksidne smole (GRE cevi) ili vinilestera (GRVE cevi), a ređe od poliestera. Dalji razvoj ove tehnologije doveo je do izrade hibridnih kompozita: termo-plastične cevi ojačane GRE kompozitom i RTP (re-inforced thermoplastic pipe) termo-plastične cevi ojačane staklenim, aramidnim ili ugljeničnim vlaknima. Izazov u proizvodnje bušaćih cevi od kompozita je proizvodnja cevi većih prečnika. Proizvodni tubinzi obično se izrađuju od GRE cevi ili GRE cevi ojačanih ugljeničnim čelikom. Budućnost kompozitnih tubinga leži u nalaženju epoksidnih smola koje mogu da održavaju radnu sposobnost tokom bušenja i na temperaturama znatno višim od 100°C. Sekundarne konstrukcija koje se koriste u naftnoj industriji proizvode se od epoksidne, vinilesterske ili fenolne matrice u kombinaciji sa staklenim vlaknima. |
| Keywords: composite materials, oil industry, primary and secondary constructions | Ključne reči: kompozitni materijali, naftna industrija, primarne i sekundarne konstrukcije |
| Pages: 157-164 | Strane: 75-82 |