圣安东尼奥,德克萨斯州——西南研究所(SwRI)的材料科学家开发了一种超疏水涂层和一种将其应用到长管状结构内表面的工艺。该技术主要是为了减少或防止水合物和其他沉积物附着在海底管道上。

水合物是冰状固体,由水和气体组成,通常是甲烷或二氧化碳。水合物的密度接近冰的密度,看起来像冰泥。然而,水合物中所含的气体分子稳定了晶体,并允许水合物(不像冰)在高达70华氏度的温度下形成,例如在油气系统中,如生产流水线。水合物会沉积在管道内壁上,并聚集在一起,直到它们完全堵塞管道,阻止碳氢化合物向处理设施的运输。

目前,防止水合物形成的方法要么是化学添加剂,要么是物理方法,如加热夹套或高频电磁场,任何一种方法都会增加成本和工程复杂性。此外,当这些方法失败时,移除水合物堵塞的成本可能会很高。

在深层油井中,石油中的石蜡和沥青质组分也会沉积在管道内壁上,阻碍产品从井中流出,因此必须采取昂贵的预防和补救措施。

研究所科学家Michael Miller博士说:“我们已经开发了一系列涂料和一种名为Lotus(莲花)的工艺技术,它具有类似的超疏水特性。”“我们使用真空工艺生产这些涂层,其中等离子体——一种由自由电子和电离原子和分子组成的物质状态——在整个管道内被点燃,同时引入一种或多种化学物质。该过程选择性地将化学物质分解成离子,然后加速到管道表面,在那里它们立即发生聚合,形成一层薄薄的、玻璃状、持久的涂层。”

SwRI的Lotus系列涂料的独特之处就在于其表面特性(如表面能或张力)可以通过化学方法进行调整,以防止不同种类的沉积物附着在管道内部。

根据独家授权和技术转让协议,Lotus涂层技术将转移给一家能源服务公司,用于全面生产涂层管,以便赞助客户进一步展示其在深海油井应用中的性能。

“专门用于Lotus涂层技术的高通量涂层设施的建设正在进行中。它最终将提供足够的产能,以满足油气行业其他客户的需求。”