先進復合材料在沿海油氣田領域的應用

    先進復合材料自上世紀60年代中期誕生以來,其應用歷來分為三大領域:以航空航天為主的國防軍工領域、體育休閑用品和工業領域的應用。此處所言的先進復合材料,主要系指碳纖維增強樹脂基復合材料。我多年來是從碳纖維的產耗量入手研究先進復合材料在民用領域的應用發展情況。
據統計,目前碳纖維總產能約在66000噸/年左右,產量約為46000噸/年左右。
復合材料的三大應用領域
先進復合材料的應用歷來分為三大領域:
以航空航天為主的國防軍工系統應用,目前約占20%左右:
1.1 航空:軍機、民機、直升機、無人機、發動機等
1.2 航天:導彈、火箭、人造衛星、宇宙飛船等
1.3 其他:艦船、兵工、電子、陸軍等
體育休閑用品,目前約占20%左右
工業領域應用,目前約占60%左右         

     

    先進復合材料具有重量輕和高耐腐蝕的獨特優點,適用于沿海油氣田的開發和生產,在該領域有極為廣泛的應用前景。
應用可分為岸基(on-shore)和沿海(off-shore)、井上結構和井下系統。
應用方向包括:管道系統、油箱、油罐、圍欄、扶手、通道,特別是采油的豎井(Riser)和將平臺錨固到海底的安全索和功能纜線(umbilical)與繩索(tether)等。以上設施均可長達幾千米,重達幾千噸。
國際上對該領域的應用已有大力開發,并召開過多次國際會議,第4次國際年會(CMOD-4)不久前在美國Houston大學召開,主持人為Su Su Wang。
    該領域技術問題比較復雜,如深水低溫、壓力、渦流振動等。但因用量大,據說若豎井、繩索等都實現復合材料化,目前上全部的碳纖維尚不足一家之用!
    國內該領域的應用幾乎還是空白,極待開發。