先进复合材料在沿海油气田领域的应用

    先进复合材料自上世纪60年代中期诞生以来,其应用历来分为三大领域:以航空航天为主的国防军工领域、体育休闲用品和工业领域的应用。此处所言的先进复合材料,主要系指碳纤维增强树脂基复合材料。我多年来是从碳纤维的产耗量入手研究先进复合材料在民用领域的应用发展情况。
据统计,目前碳纤维总产能约在66000吨/年左右,产量约为46000吨/年左右。
复合材料的三大应用领域
先进复合材料的应用历来分为三大领域:
以航空航天为主的国防军工系统应用,目前约占20%左右:
1.1 航空:军机、民机、直升机、无人机、发动机等
1.2 航天:导弹、火箭、人造卫星、宇宙飞船等
1.3 其他:舰船、兵工、电子、陆军等
体育休闲用品,目前约占20%左右
工业领域应用,目前约占60%左右         

     

    先进复合材料具有重量轻和高耐腐蚀的独特优点,适用于沿海油气田的开发和生产,在该领域有极为广泛的应用前景。
应用可分为岸基(on-shore)和沿海(off-shore)、井上结构和井下系统。
应用方向包括:管道系统、油箱、油罐、围栏、扶手、通道,特别是采油的竖井(Riser)和将平台锚固到海底的安全索和功能缆线(umbilical)与绳索(tether)等。以上设施均可长达几千米,重达几千吨。
国际上对该领域的应用已有大力开发,并召开过多次国际会议,第4次国际年会(CMOD-4)不久前在美国Houston大学召开,主持人为Su Su Wang。
    该领域技术问题比较复杂,如深水低温、压力、涡流振动等。但因用量大,据说若竖井、绳索等都实现复合材料化,目前上全部的碳纤维尚不足一家之用!
    国内该领域的应用几乎还是空白,极待开发。