專利名稱：超臨界隔熱油管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及稠油井注蒸汽開(kāi)采過(guò)程采用的油管加工領(lǐng)域的制造方法，特別 涉及一種超臨界隔熱油管的制造方法。
背景技術(shù)：
隔熱油管是稠油井注蒸汽開(kāi)采過(guò)程采用的重要裝備，其用途是作為注汽通 道往井下注入高溫、高壓蒸汽，并保護(hù)油井套管及固井水泥環(huán)免受熱應(yīng)力損害，
降低井筒熱力損失，提高注汽采油效果。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?7115719.7)公開(kāi) 了一種《真空隔熱油管及其制造工藝技術(shù)》，由接箍、隔熱襯套、襯管、外管、 內(nèi)管、隔熱材料、扶正塊、吸氣劑組成。該發(fā)明提供的真空隔熱油管制造工藝
技術(shù)如下1.內(nèi)管加工處理，內(nèi)管采用外加厚油管，兩端采用中頻加熱后用平 鍛機(jī)擴(kuò)成喇叭口形，喇叭口尺寸與外管內(nèi)徑相同；對(duì)內(nèi)管外表面進(jìn)行拋丸處理； 用帶穿孔的工業(yè)鋁箔包在內(nèi)管外面，其上撒放吸氣劑，共包2-15層，每?jī)蓪又?間用烘烤過(guò)的玻璃纖維紗窗布或玻璃布間隔，構(gòu)成隔熱材料，包完后沿內(nèi)管全 長(zhǎng)均勻裝置4對(duì)扶正塊；將包好隔熱材料的內(nèi)管組件送入爐內(nèi)進(jìn)行烘烤；2.內(nèi)、 外管組裝，將烘烤后的內(nèi)管組件裝入內(nèi)表面經(jīng)噴丸處理的外管中；用C02氣體 保護(hù)焊方法焊接環(huán)焊縫，先將內(nèi)外管一端焊接；然后用熱伸長(zhǎng)法給內(nèi)管施加預(yù) 應(yīng)力；待內(nèi)管伸長(zhǎng)到設(shè)計(jì)要求時(shí)用同樣方法焊另一端；3.抽真空，對(duì)準(zhǔn)外管一 端的抽空孔給組裝為一體的隔熱油管裝上專門(mén)的抽空密封卡具后，開(kāi)始抽真空; 在抽真空同時(shí)，在專門(mén)設(shè)計(jì)的烘烤設(shè)備上對(duì)隔熱油管進(jìn)行烘烤，邊烘烤邊抽空， 烘烤溫度在工作溫度之上；4.封堵焊接，當(dāng)真空度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(〈15Pa)后， 采用電阻焊方法在抽空情況下對(duì)抽空孔進(jìn)行封堵焊接；5.安裝附件，將外管上、
下兩端車(chē)上連接螺紋；然后，通過(guò)螺紋裝上帶密封圈的接箍，裝前應(yīng)在螺紋上 涂刷密封脂；將外面套裝有隔熱襯套的襯管置于內(nèi)管上方。該發(fā)明采用多層鋁 箔抽真空的隔熱技術(shù)保證了 9m多長(zhǎng)且內(nèi)、外兩管之間單邊間隙僅幾毫米至幾十 毫米、在高溫高壓下工作的真空隔熱油管正常工作的需要。采用中頻加熱配用 平鍛機(jī)的方法，解決了在9m多長(zhǎng)管子端頭擴(kuò)喇叭口的難題。采用熱伸長(zhǎng)法對(duì)內(nèi) 管施加預(yù)應(yīng)力可以補(bǔ)償內(nèi)外管的溫差伸長(zhǎng)。制造加工過(guò)程中，所用材料均進(jìn)行 烘烤干燥處理，金屬表面均進(jìn)行噴丸處理，并在環(huán)空中放入吸氣劑，可以使真 空隔熱系統(tǒng)保持完好狀態(tài)，免受各種氣體污染。隔熱油管兩端環(huán)焊縫采用C02氣 體保護(hù)焊，既可保證強(qiáng)度，又可保證密封。在封堵抽空孔時(shí)，采用電阻焊封堵 工藝，并使用專用密封卡具，因而能在抽真空時(shí)焊堵孔，從而可以保證密封環(huán) 空的真空度。
該技術(shù)存在的問(wèn)題包括(1)管材采用的鋼級(jí)為N80，方便了加工，但是 預(yù)應(yīng)力卻降低；(2)隔熱油管焊接過(guò)程中所用焊絲為C02熔化焊用實(shí)芯焊絲；(3) 隔熱油管焊接使用高純度的二氧化碳?xì)猓?4)隔熱油管常溫抗內(nèi)壓試驗(yàn)壓力為 32MPa，常溫抗外擠試驗(yàn)壓力26MPa; (5)隔熱油管視導(dǎo)熱系數(shù)為導(dǎo)熱系數(shù)為 《0.02W/m*°C; (6)該技術(shù)加工的管件只能滿足注入蒸汽溫度不超過(guò)35(TC， 注入蒸汽壓力不超過(guò)21MPa，井深不超過(guò)1600米的井況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所加工的隔熱油管存在的上述問(wèn)題，提出 一種超臨界隔熱油管的制造方法，從選材和工藝條件上進(jìn)行改進(jìn)和攻關(guān)，以提 高隔熱油管的性能指標(biāo)，滿足更多種條件下使用的要求。 其技術(shù)方案是
(一)外管的預(yù)處理包括材料的選擇使用P110鋼級(jí)的耐熱鋼，按內(nèi)管的
配制尺寸下外管料，打抽氣孔，用除銹機(jī)對(duì)外管內(nèi)壁進(jìn)行除銹處理，和內(nèi)管 一同進(jìn)加熱除氣爐，加熱至38(TC以上并進(jìn)行保溫處理；
(二) 內(nèi)管的預(yù)處理包括材料的選擇使用P110鋼級(jí)的耐熱鋼，按外管的 配制尺寸下內(nèi)管料，在脹鐓機(jī)上用中頻加熱，把內(nèi)管兩端頭脹成喇叭口形狀， 用外壁除銹機(jī)對(duì)內(nèi)管外壁進(jìn)行除銹處理，按配對(duì)要求車(chē)內(nèi)管喇叭口端面，和外 管一同進(jìn)加熱除氣爐，加熱至380'C以上并進(jìn)行保溫處理；出爐后冷卻到一定溫 度，在內(nèi)管外壁包裹隔熱材料，并加放吸氣劑；
(三) 套裝把包扎后的內(nèi)管套入外管，并按要求留出焊接尺寸；
-(四)焊接I端將內(nèi)外管進(jìn)行I端焊接。所用焊絲為藥芯焊絲，焊接所用 保護(hù)氣體為高純度的氬氣和二氧化碳混合氣體，焊接后進(jìn)行保溫處理；
(五) 預(yù)應(yīng)力處理對(duì)內(nèi)管加熱進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理；
(六) 焊II端用同樣方法焊接內(nèi)外管II端；
(七) X射線在線探傷對(duì)管子兩端環(huán)焊縫探傷檢測(cè)；
(八) 加熱抽真空對(duì)內(nèi)管加熱并抽真空至l(^Pa數(shù)量級(jí)；
(九) 真空堵焊在真空狀態(tài)下堵焊，并進(jìn)行加強(qiáng)補(bǔ)焊； (十)磁粉探傷對(duì)堵孔焊縫進(jìn).行探傷檢測(cè)；
(H"^—)測(cè)量并控制導(dǎo)熱系數(shù)為0.01 W/m °C 0.04 W/m °C; (十二)兩端車(chē)螺紋；
(十三)裝密封圈涂密封脂給接箍裝密封圈并涂高溫密封脂；
(十四)上接箍打三角機(jī)緊標(biāo)記，并按規(guī)定的機(jī)緊扭矩和位置機(jī)緊接箍；
(十五)通徑使用標(biāo)準(zhǔn)通徑規(guī)對(duì)隔熱管內(nèi)孔進(jìn)行通徑檢查；
(十六)整體測(cè)試分別做抗內(nèi)壓、抗外擠、整體抗拉載荷和平直度檢測(cè)，
常溫抗內(nèi)壓試驗(yàn)壓力在40MPa以上，常溫抗外擠試驗(yàn)壓力在45MPa以上；(十七)上螺紋保護(hù)器。
采用上述技術(shù)方案加工的超臨界隔熱油管主體管柱的內(nèi)、外管采用夾壁式 封閉型焊接結(jié)構(gòu)。焊接時(shí)，內(nèi)管進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力處理，內(nèi)、外管夾層間填加了多 重隔熱結(jié)構(gòu)，放置了吸氫劑，抽了真空，并進(jìn)行了特種工藝處理，能有效的降 低熱量傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射時(shí)的能量損失；并防止隔熱油管"氫爆"發(fā)生。工作 時(shí)，隔熱油管內(nèi)管通過(guò)高溫高壓蒸汽，由于接箍采用了 API等標(biāo)準(zhǔn)中的螺紋， 并填加了聚四氟乙烯密封圈，管柱間設(shè)置了隔熱襯管，在隔熱油管正常工作時(shí)， 既能保證管柱的可靠密封，牢固聯(lián)接，又能保證輸送蒸汽的層流狀態(tài)，減少蒸 汽輸送阻力和接箍處的熱量損失。超臨界隔熱油管的特點(diǎn)超臨界隔熱油管的 結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力隔熱油管相同，方便使用；超臨界隔熱油管可以滿足注汽壓力 26MPa，注汽溫度40(TC，通過(guò)工藝組合，下井深度可達(dá)2300m的工況；導(dǎo)熱系 數(shù)為0.01 W/m °C 0.04 W/m 。C;常溫抗內(nèi)壓試驗(yàn)壓力在40MPa以上，常溫 抗外擠試驗(yàn)壓力在45MPa以上，可以滿足更多不同井況條件下的油井使用，是 現(xiàn)有隔熱油管的替代產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式
下面以9米標(biāo)準(zhǔn)隔熱油管為例，具體說(shuō)明其加工方法
1外管預(yù)處理
(1) 材料復(fù)驗(yàn)按外管管材質(zhì)量證明書(shū)和API SPEC 5CT復(fù)驗(yàn)管材常溫機(jī)械性 能和管材的化學(xué)成分；
(2) 下料按內(nèi)管的配制尺寸下外管；
(3) 打鋼印標(biāo)記在鋼管外壁指定位置軋制材料、產(chǎn)品追朔鋼印標(biāo)記；
(4) 打抽氣孔
(5) 內(nèi)壁除銹用除銹機(jī)對(duì)外管內(nèi)壁進(jìn)行除銹處理；(6)加熱除氣和內(nèi)管一同進(jìn)加熱除氣爐，加熱至38(TC以上并進(jìn)行保溫處理; 2內(nèi)管預(yù)處理
(1) 材料復(fù)驗(yàn)按內(nèi)管管材質(zhì)量證明書(shū)和API SPEC 5CT復(fù)驗(yàn)管材常溫機(jī)械性 能和管材的化學(xué)成分；
(2) 按API SPEC 5CT進(jìn)行內(nèi)管通徑檢査；
(3) 下料按外管的配制尺寸下內(nèi)管；
(4) 脹鐓在脹鐓機(jī)上用中頻加熱，把內(nèi)管兩端頭脹成喇叭口形狀；
(5) 外壁除銹用外壁除銹機(jī)對(duì)內(nèi)管外壁進(jìn)行除銹處理；
(6) 打鋼印標(biāo)記在鋼管外壁指定位置軋制材料、追朔鋼印標(biāo)記；
(7) 平端面按配對(duì)要求車(chē)內(nèi)管喇叭口端面；
(8) 加熱除氣和外管一同進(jìn)加熱除氣爐，加熱至38(TC以上并進(jìn)行保溫處理；
(9) 包扎出爐后冷卻，在內(nèi)管外壁按要求包裹多層隔熱材料，并加入吸氣劑； 3套裝把包扎后的內(nèi)管套入外管，并按要求留出焊接尺寸；
4焊I端按評(píng)定后的焊接工藝焊I端后，及時(shí)加保溫套保溫處理； 5預(yù)應(yīng)力處理對(duì)內(nèi)管加熱伸長(zhǎng)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理；' 6焊II端按焊I端方式進(jìn)行焊接II端；
7x射線在線探傷'對(duì)管子兩端環(huán)焊縫探傷檢測(cè)，并按GB3323評(píng)定；
8加熱抽真空對(duì)內(nèi)管邊加熱邊抽真空，抽至10'^a數(shù)量級(jí)；
9真空堵焊'在真空狀態(tài)下堵焊，并進(jìn)行加強(qiáng)補(bǔ)焊； 10磁粉探傷對(duì)堵孔焊縫進(jìn)行探傷檢測(cè)； 11測(cè)視導(dǎo)熱系數(shù)用專用儀器測(cè)視導(dǎo)熱系數(shù)； 12加工螺紋按API SPEC 5B標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行BCSG螺紋加工和檢驗(yàn)；
13裝密封圈涂密封脂給接箍裝密封圈并涂專用高溫密封脂；
14上接箍按API SPEC 5CT標(biāo)準(zhǔn)要求打三角機(jī)緊標(biāo)記，并按規(guī)定的機(jī)緊扭 矩和位置機(jī)緊接箍；
15通徑使用標(biāo)準(zhǔn)通徑規(guī)對(duì)管體進(jìn)行100°/。全長(zhǎng)通徑檢查；
16整體測(cè)試按標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)成品管進(jìn)行抽檢，分別做抗內(nèi)壓、抗外擠、整體 抗拉載荷和平直度檢測(cè)；
17上螺紋保護(hù)器按要求擰上內(nèi)、外螺紋保護(hù)器； 18刷漆噴標(biāo)按要求對(duì)管子表面刷漆并噴漆印標(biāo)記； 19打包按規(guī)定打包。
特別說(shuō)明超臨界隔熱油管所用管材(包括外管、內(nèi)管、襯管)為P110鋼 級(jí)的耐熱鋼；超臨界隔熱油管所用焊絲為藥芯焊絲；超臨界隔熱油管焊接所用 保護(hù)氣體為高純度的氬氣和二氧化碳混合氣體；超臨界隔熱油管常溫抗內(nèi)壓試 驗(yàn)壓力為40MPa，常溫抗外擠試驗(yàn)壓力45MPa;超臨界隔熱油管視導(dǎo)熱系數(shù)為 0.01W/m 。C 0.Q4 W/m 。C 。
權(quán)利要求
1、一種超臨界隔熱油管的制造方法，其特征是包括(一)外管的預(yù)處理包括材料的選擇使用P110鋼級(jí)的耐熱鋼，按內(nèi)管的配制尺寸下外管料，打抽氣孔，用除銹機(jī)對(duì)外管內(nèi)壁進(jìn)行除銹處理，和內(nèi)管一同進(jìn)加熱除氣爐，加熱至380℃以上并進(jìn)行保溫處理；(二)內(nèi)管的預(yù)處理包括材料的選擇使用P110鋼級(jí)的耐熱鋼，按外管的配制尺寸下內(nèi)管料，在脹鐓機(jī)上進(jìn)行中頻加熱，把內(nèi)管兩端頭脹成喇叭口形狀，用外壁除銹機(jī)對(duì)內(nèi)管外壁進(jìn)行除銹處理，按配對(duì)要求車(chē)內(nèi)管喇叭口端面，和外管一同進(jìn)加熱除氣爐，加熱至380℃以上并進(jìn)行保溫處理，出爐后冷卻到一定溫度，在內(nèi)管外壁包裹多層隔熱材料，并加放吸氣劑；(三)套裝把包扎后的內(nèi)管套入外管，并按要求留出焊接尺寸；(四)焊接I端將內(nèi)外管焊接在一起，所用焊絲為藥芯焊絲，焊接所用保護(hù)氣體為高純度氬氣和二氧化碳混合氣體，焊接后保溫處理；(五)預(yù)應(yīng)力處理對(duì)內(nèi)管加熱伸長(zhǎng)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理；(六)焊接II端將內(nèi)外管焊接在一起，所用焊絲為藥芯焊絲，焊接所用保護(hù)氣體為高純度氬氣和二氧化碳混合氣體，焊接后保溫處理；(七)x射線在線探傷對(duì)管子兩端環(huán)焊縫探傷檢測(cè)；(八)加熱抽真空對(duì)內(nèi)管邊加熱邊抽真空至10-2Pa數(shù)量級(jí)；(九)真空堵焊在真空狀態(tài)下堵焊，并進(jìn)行加強(qiáng)補(bǔ)焊；(十)磁粉探傷對(duì)堵孔焊縫進(jìn)行探傷檢測(cè)；(十一)測(cè)量并控制導(dǎo)熱系數(shù)為0.01W/m·℃～0.04W/m·℃；(十二)兩端車(chē)螺紋；(十三)裝密封圈涂密封脂給接箍裝密封圈并涂高溫密封脂；(十四)上接箍打三角機(jī)緊標(biāo)記，并按規(guī)定的機(jī)緊扭矩和位置機(jī)緊接箍；(十五)通徑使用標(biāo)準(zhǔn)通徑規(guī)對(duì)隔熱管通徑檢查。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油管加工領(lǐng)域的制造方法，特別涉及一種超臨界隔熱油管的制造方法。技術(shù)方案包括內(nèi)、外管的選材和預(yù)處理，套裝，焊接所用焊絲為藥芯焊絲，焊接所用保護(hù)氣體為氬氣和二氧化碳混合氣體，焊接后保溫一定時(shí)間并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理，x射線在線探傷，加熱抽真空，真空堵焊，磁粉探傷，控制導(dǎo)熱系數(shù)為0.01W/m·℃～0.04W/m·℃，兩端車(chē)螺紋，裝密封圈涂密封脂，上接箍，通徑，整體測(cè)試，常溫抗內(nèi)壓試驗(yàn)壓力在40MPa以上，常溫抗外擠試驗(yàn)壓力在45MPa以上，上螺紋保護(hù)器。本發(fā)明從選材和工藝條件上進(jìn)行改進(jìn)和攻關(guān)，以提高隔熱油管的性能指標(biāo)，可以滿足注汽壓力26MPa，注汽溫度400℃，通過(guò)工藝組合下井深度可達(dá)2300m的工況。
文檔編號(hào)E21B17/00GK101187292SQ200710115069
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者房曉艷, 李全引, 杜永欣, 王建民, 王新國(guó), 王理學(xué), 勇 翟, 趙正琪 申請(qǐng)人:勝利油田孚瑞特石油裝備有限責(zé)任公司