專(zhuān)利名稱(chēng)：一種復(fù)新超高強(qiáng)度抗變形、耐磨油井管及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)新超高強(qiáng)度抗變形、耐磨油井管及其工藝，屬于采油工 程中油井管的制造和復(fù)新的技術(shù)領(lǐng)域。
在油氣開(kāi)發(fā)時(shí)，現(xiàn)有油井管在工作中承受多種載荷和不同腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合 作用，大大降低了油井管的使用壽命，油井管需要定期更換，多年來(lái)各油田更 換下來(lái)大量的廢舊油井管，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。
目前，對(duì)舊油井管的修復(fù)只是簡(jiǎn)單的重復(fù)挑扣，不能從根本上提高油井管 性能，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、影響油田作業(yè)。因此，把舊油井管復(fù)新，使其達(dá)到一定高 強(qiáng)度抗拉、抗壓、抗變形性能，是充分利用閑置舊油井管資源，降低油田開(kāi)采 成本的重要措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)新超高強(qiáng)度抗變形、耐磨油井管及其工藝，通 過(guò)合理的工藝流程，使舊油井管具有優(yōu)異的高強(qiáng)度抗拉、抗壓和抗變形性能。
本發(fā)明是一種加強(qiáng)了焊縫部位強(qiáng)度、表面有強(qiáng)化處理層的復(fù)新油井管。該 '油井管由油井管管體與兩端外加厚端頭連接構(gòu)成，其中油井管管體的兩端鐓粗 壁厚外加厚與兩端外加厚端頭連接；油井管管體的表面強(qiáng)化處理層有三種方 式，第一種方式是外表面有高頻淬火的強(qiáng)化處理層，第二種方式是內(nèi)、外表面 有等離子淬火的強(qiáng)化處理層，第三種方式是內(nèi)、外表面有激光淬火的強(qiáng)化處理 層。
本發(fā)明的工藝，主要是通過(guò)選管、清洗、矯直、探傷、定尺、平端面、管 頭鐓粗、大爐回火、摩擦焊接、焊縫精加工、焊縫回火、焊縫無(wú)損探傷、表面 強(qiáng)化處理工序使舊油井管達(dá)到高強(qiáng)度抗拉、抗壓、抗變形的目的。首先對(duì)退役 的舊油井管依次進(jìn)行選管、清洗、矯直、探傷、定尺、平端面，然后進(jìn)行管頭 鐓粗，把油井管管體兩端需焊接部位鐓粗使其壁厚外加厚為管體壁厚的1. 02 3倍，管頭鐓粗后整體進(jìn)行大爐回火，消除舊油井管內(nèi)應(yīng)力及管頭鐓粗加熱時(shí) 產(chǎn)生的熱影響區(qū)，大爐回火后油井管兩端再與外加厚端頭進(jìn)行摩擦焊接，外加 厚端頭焊接前主要依次經(jīng)過(guò)無(wú)損探傷、車(chē)螺紋處理工序，油井管兩端與外加厚端頭摩擦焊接完成后依次進(jìn)行焊縫精加工、焊縫回火、焊縫無(wú)損探傷，然后對(duì) 合格的油井管進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，表面強(qiáng)化處理有三種方式，第一種方式是用
高頻淬火機(jī)床對(duì)油井管外表面進(jìn)行高頻淬火，處理淬硬層深度為0. 05 3mm， 硬度HRC20 60;第二種方式是用等離子淬火機(jī)床對(duì)油井管內(nèi)、外表面進(jìn)行等 離子淬火，處理淬硬層深度為0. 03 2mm，淬硬層在油井管管體內(nèi)、外表面上 呈網(wǎng)狀分布，硬度HRC20 60;第三種方式是用激光淬火機(jī)床對(duì)油井管內(nèi)、外 表面進(jìn)行激光淬火，處理淬硬層深度為0. 1 2mm，硬度HRC20 60。 采用本發(fā)明的有益效果是
1、 復(fù)新油井管由于增加了兩端摩擦焊接部位管體的壁厚，保證了該部位 的強(qiáng)度大于油井管管體的強(qiáng)度，因而克服了純摩擦焊接油井管焊縫薄弱的致命 弱點(diǎn)，因此可減少摩擦焊接油井管焊縫區(qū)域的斷裂事故，從而延長(zhǎng)油井管的使 用壽命。
2、 復(fù)新油井管表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，不管是外表面進(jìn)行高頻淬火、內(nèi)、外 表面進(jìn)行等離子淬火，還是內(nèi)、外表面進(jìn)行激光淬火，都提高了油井管表面強(qiáng) 度，延長(zhǎng)了油井管的使用壽命。


' 圖l是本發(fā)明的工藝流程圖。
圖2是本發(fā)明復(fù)新油井管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2中1、外加厚端頭，2、焊縫，3、油井管管體。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。首先對(duì)退役的舊油井管進(jìn)行選 管，對(duì)斷裂、腐蝕嚴(yán)重的油井管應(yīng)剔除出來(lái)，將剩下的油井管放到專(zhuān)用清洗設(shè) 備上清洗，除去內(nèi)外表面油污、污垢。之后采用矯直機(jī)對(duì)油井管進(jìn)行矯直處理， 以達(dá)到直線度要求。對(duì)矯直后的油井管用漏磁探傷機(jī)進(jìn)行整體探傷，以檢查管 體是否有缺陷。對(duì)檢測(cè)合格的油井管進(jìn)行定尺、平端面。對(duì)平端面后的油井管 用平鍛機(jī)進(jìn)行管頭鐓粗，把油井管管體兩端需焊接部位鐓粗使其壁厚加厚為管 體壁厚的1.02 3倍，兩端管頭鐓粗長(zhǎng)度為50 300mm。然后對(duì)鐓粗后的油井 管用大爐進(jìn)行整體回火，回火溫度500 650'C，保溫時(shí)間40 150分鐘，回火 速度20 100根/h。外加厚端頭焊接前要經(jīng)過(guò)無(wú)損探傷、車(chē)螺紋工序，首先對(duì)外加厚端頭進(jìn)行無(wú)損探傷，以檢查外加厚端頭管料是否有缺陷，之后對(duì)檢測(cè)合 格管料進(jìn)行車(chē)螺紋加工。然后用摩擦焊機(jī)對(duì)回火后的油井管管體與外加厚端頭
進(jìn)行摩擦焊接，轉(zhuǎn)速為950 1500rpm，摩擦壓力30X 106 60X 106N/m2，摩擦 時(shí)間10 35s，頂鍛速度3 10廳/s，頂鍛保持時(shí)間10 30s，焊縫表面溫度 1000 140(TC，焊接速度為40 70端頭/h，摩擦焊接完成后在焊縫表面溫度 800 950。C時(shí)對(duì)焊縫噴水淬火，噴水流量0.5 6m7h。油井管管體與外加厚端 頭摩擦焊接完成后用專(zhuān)用設(shè)備進(jìn)行焊縫精加工，去除油井管內(nèi)外表面悍縫擠出 的多余巻邊。對(duì)焊縫精加工后的油井管進(jìn)行中頻焊縫回火，保溫時(shí)間2 6分 鐘，加熱溫度400 65(TC。對(duì)中頻焊縫回火后的油井管進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，表 面強(qiáng)化處理有三種方式，第一種方式是用高頻淬火機(jī)床對(duì)油井管外表面進(jìn)行高 頻淬火，其油井管行走速度為0. 3 5m/min，高頻頻率為20 50khz，待加熱 油井管至500 100(TC時(shí)噴水淬火，噴水流量0. 5 6m3/h，淬硬層深度0. 05 3mm，硬度HRC20 60;第二種方式是用等離子淬火機(jī)床對(duì)油井管內(nèi)、外表面進(jìn) 行等離子淬火，等離子弧能量密度為1000 100000w/cm2，掃描寬度0. 5 30mm， 內(nèi)外等離子槍沿油井管軸向移動(dòng)速度0.5 100mm/s，油井管旋轉(zhuǎn)速度5 150rpm，噴水流量0. 5 6m7h，處理淬硬層深度為0. 03 2mm，淬硬層在油井 '管管體內(nèi)、外表面上呈網(wǎng)狀分布，單個(gè)網(wǎng)格表面積范圍1 400mm 硬度HRC20 60;第三種方式是用激光淬火機(jī)床對(duì)油井管內(nèi)、外表面進(jìn)行激光淬火，對(duì)油井 管管體激光淬火之前，內(nèi)外表面先要進(jìn)行黑化處理，黑化處理之后用激光束對(duì) 油井管內(nèi)外表面進(jìn)行照射，激光束功率密度為1500 50000w/cm2，掃描寬度 0.5 30mm，內(nèi)外掃描頭沿油井管軸向移動(dòng)速度0. 5 30mm/s，油井管旋轉(zhuǎn)速度 5 150rpm，噴水流量0. 5 6m7h，處理淬硬層深度為0. 1 2mm，硬度HRC20 60。
權(quán)利要求
1、一種復(fù)新超高強(qiáng)度抗變形、耐磨油井管由油井管管體與兩端外加厚端頭連接構(gòu)成，其特征在于油井管管體的兩端管頭鐓粗壁厚外加厚與兩端外加厚端頭連接，其壁厚外加厚為管體壁厚的1.02～3倍，兩端管頭鐓粗長(zhǎng)度為50～300mm；油井管管體的表面有強(qiáng)化處理層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井管的工藝，主要通過(guò)選管、清洗、矯直、探 傷、定尺、平端面、管頭鐓粗、大爐回火、摩擦焊接、焊縫精加工、焊縫回火、 焊縫無(wú)損探傷、表面強(qiáng)化處理工序使舊油井管達(dá)到高強(qiáng)度抗拉、抗壓、抗變形 的目的，其特征在于在平端面之后管頭鐓粗是通過(guò)鍛造使油井管兩端需焊接 部位壁厚外加厚；外加厚端頭焊接前要經(jīng)過(guò)無(wú)損探傷、車(chē)螺紋工序，在焊縫無(wú) 損探傷后的表面強(qiáng)化處理方式可以為外表面進(jìn)行高頻淬火或內(nèi)、外表面進(jìn)行等 離子淬火或內(nèi)、外表面進(jìn)行激光淬火。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于所述在焊縫無(wú)損探傷后的表 面強(qiáng)化處理方式可以為外表面高頻淬火，其油井管行走速度為0. 3 5m,/min，高 頻頻率為20 50khz，待加熱油井管至500 100(TC時(shí)噴水淬火，噴水流量0. 5 6m7h，淬硬層深度0. 05 3mrn，硬度HRC20 60。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于所述在焊縫無(wú)損探傷后的表 .面強(qiáng)化處理方式可以為內(nèi)、外表面進(jìn)行等離子淬火，等離子弧能量密度為1000 100000w/cm2，掃描寬度0. 5 30mm，內(nèi)外等離子槍沿油井管軸向移動(dòng)速度0. 5 100腿/s，油井管旋轉(zhuǎn)速度5 150rpm，噴水流量0. 5 6m3/h，淬硬層在油井管 管體內(nèi)、外表面上呈網(wǎng)狀分布，單個(gè)網(wǎng)格表面積范圍1 400mm2，淬硬層硬度 HRC20 60。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于所述在焊縫無(wú)損探傷后的表面強(qiáng)化處理方式可以為內(nèi)、外表面進(jìn)行激光淬火，激光束功率密度為1500 50000 w/cm2,掃描寬度0.5 30mrn，內(nèi)外掃描頭沿油井管軸向移動(dòng)速度0. 5 30腿/s，油井管旋轉(zhuǎn)速度5 150rpm，噴水流量0. 5 6m7h，處理淬硬層深度為 0. 1 2腿，硬度HRC20 60。
全文摘要
一種復(fù)新超高強(qiáng)度抗變形、耐磨油井管及其工藝，屬于采油工程中油井管的制造和復(fù)新的技術(shù)領(lǐng)域。該油井管由油井管管體與兩端外加厚端頭連接構(gòu)成，油井管管體的兩端鐓粗壁厚外加厚與兩端外加厚端頭連接；油井管管體的表面有強(qiáng)化處理層。該油井管的工藝，主要通過(guò)選管、清洗、矯直、探傷、定尺、平端面、管頭鐓粗、大爐回火、摩擦焊接、焊縫精加工、焊縫回火、焊縫無(wú)損探傷、表面強(qiáng)化處理工序使舊油井管達(dá)到高強(qiáng)度抗拉、抗壓、抗變形的目的，其特征在于在平端面之后管頭鐓粗是通過(guò)鍛造使油井管兩端需焊接部位壁厚外加厚；在焊縫無(wú)損探傷后的表面強(qiáng)化處理方式可以為外表面進(jìn)行高頻淬火或內(nèi)、外表面進(jìn)行等離子淬火或內(nèi)、外表面進(jìn)行激光淬火。
文檔編號(hào)E21B17/00GK101307677SQ20071001443
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月15日
發(fā)明者張居國(guó), 張智峰, 楊新房, 毛偉華, 辛民昌 申請(qǐng)人:九環(huán)機(jī)械股份有限公司