油井管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油管道制造領(lǐng)域，尤其涉及一種油井管。
【背景技術(shù)】
[0002]油井管是石油鉆采工業(yè)中大量使用的重要零件，其性能的好壞直接關(guān)系到鉆井作業(yè)的成功與否。目前世界上大多數(shù)國家都采用API (美國石油協(xié)會)標(biāo)準(zhǔn)來生產(chǎn)油井管。上述標(biāo)準(zhǔn)對石油油井管的等級、規(guī)格、加厚方式等都做了比較詳細(xì)的規(guī)定。在油井鉆進過程中，油井管由于承受由交變載荷引起的較大應(yīng)力突變，常常過早失效，油井管的失效形式主要有一下三種:腐蝕、磨損和疲勞失效。導(dǎo)致事故的根本原因是油井管加厚結(jié)構(gòu)不合理引起的疲勞或腐蝕失效。在此基礎(chǔ)上進一步研宄表明:過渡區(qū)的形狀對油井管的使用壽命有顯著影響。加厚過渡區(qū)越長，過渡區(qū)曲率半徑越大，應(yīng)力集中越小，疲勞及腐蝕疲勞壽命越高。
[0003]隨著石油行業(yè)的發(fā)展，對深井，水平井，天然氣的開采等要求已逐步提高，也對石油鉆具的加工生產(chǎn)提高了要求，API標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定管體屈服強度為827至1034MPa，抗拉強度大于896MPa，伸長率大于等于14%，沖擊功大于50J，單個最小值不得小于44J ;加厚段屈服強度為827至1034MPa，抗拉強度大于896MPa，伸長率大于等于20 %，沖擊功大于90J，單個最小值不得小于80J。另外，人們在石油天然氣領(lǐng)域?qū)で笪磥淼陌l(fā)展中越來越多地開發(fā)含二氧化碳和少量硫化氫的天然氣。為此，急需新的耐二氧化碳和少量硫化氫腐蝕的石油管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種油井管，解決現(xiàn)有技術(shù)問題中的一個或者多個。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種油井管，包括油井管本體，油井管本體兩端設(shè)置有加厚帶，油井管本體與加厚帶之間設(shè)置有過渡帶，過渡帶長度為85mm-115mm的平滑曲線過渡。
[0006]本發(fā)明具有超長的過渡帶，能夠有效避免應(yīng)力的集中，提升了本發(fā)明耐疲勞的性能。過渡帶為平滑曲線過渡，優(yōu)化油井管過渡帶的幾何形狀，進一步避免應(yīng)力的集中，更加提升本發(fā)明的耐疲勞性能。
[0007]在一些實施方式中，油井管本體、加厚帶與過渡帶的材料均為選自13Cr不銹鋼材質(zhì)。提高了本發(fā)明對二氧化碳和少量硫化氫下的耐腐蝕能力。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明一實施方式的油井管的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)描述說明。
[0010]實施例1:
[0011]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明一實施方式的油井管外加厚方法的流程步驟。如圖所示，本發(fā)明包括:油井管本體10，油井管本體兩端設(shè)置有加厚帶30，油井管本體10與加厚帶30之間設(shè)置有過渡帶20，過渡帶20長度為80mm。超長的過渡帶，能夠有效避免應(yīng)力的集中，提升了本發(fā)明耐疲勞的性能。過渡帶20為平滑曲線過渡。在超長過渡帶20的條件下可以設(shè)置曲率半徑更為合適的曲率半徑。上述措施，進一步避免應(yīng)力的集中，更加提升本發(fā)明的耐疲勞性能。本發(fā)明還采用13Cr不銹鋼作為材質(zhì)，提高了本發(fā)明對二氧化碳和少量硫化氫下的耐腐蝕能力。
[0012]本發(fā)明的油井管的制造方法如下:
[0013]S1、根據(jù)加熱長度，加熱待加厚油井管；
[0014]S2、按照送料長度將待加厚油井管送至加厚裝置加厚，完成第一加厚量并冷卻；
[0015]S3、設(shè)定第二次加厚頂鍛力，完成第二加厚量并冷卻；
[0016]S4、設(shè)定第三次加厚頂鍛力，完成總加厚量，產(chǎn)品成型。
[0017]在步驟SI前，根據(jù)加厚需要，設(shè)定待加厚油井管的加厚長度、加厚寬度，并且根據(jù)API標(biāo)準(zhǔn)(美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn))確定油井管過渡帶長度，通過加厚長度、加厚寬度以及油井管過渡帶長度確定中頻爐加熱時的油井管送料長度。
[0018]設(shè)定待加厚油井管的加厚長度為Leu，加厚寬度為A，過渡帶長度為Meu。根據(jù)體積不變原理，設(shè)定待加厚油井管的外徑為D ;加厚A寬度后，油井管外徑為d，內(nèi)徑為X，則油井管縮短量Δ L為:
[0019]AL = (D2-d2)*(Leu+Meu/2)/(d2_x2)。設(shè)定送料長度為 L，則有送料長度 L =Δ L+Leu+Meu,從而得到送料長度。管段加熱長度的合理選擇對加厚質(zhì)量起著重要作用，加熱長度過長，則在加厚過程中金屬向后流動，造成管段加厚長度不夠，鋼管在靠近模具處凸起，產(chǎn)生不完全鐓粗，即模子不能充滿。對壓縮長度較長而壁厚較薄的鋼管，加熱長度過長還容易使加厚部分引起折皺缺陷。加熱長度過短，會造成加厚過渡部分太徒，有時部分金屬不能向后流動，而是從模具兩邊的縫隙中擠出。使鋼管的加厚端部造成“悶車”。管道加熱長度取決于加厚段的長度，根據(jù)加厚工具孔型設(shè)計所得到的管道總變形長度和所使用的加熱爐特點而定。管端加熱長度等于壓縮部分長度、加厚部分長度、過渡部分長度和附加的加熱長度之和。
[0020]確定中頻加熱爐送料長度后，確定中頻加熱爐的加熱長度和加熱溫度。在本發(fā)明的一實施方式中，中頻加熱爐的加熱長度為送料長度加50_，由于13Cr油井管的材質(zhì)問題，加熱過程中難以避免加熱部分和未加熱部分間熱量的傳遞，當(dāng)加熱部分與未加熱部分的接觸部位溫度過高時，會影響13Cr油井管的硬度，造成13Cr油井管的斷裂。加熱長度增加50mm，可使得加熱部分與未加熱部分的接觸部位形成緩沖區(qū)，可保證加熱部分油井管的完整性，避免因為熱量傳遞造成的管道本身斷裂的現(xiàn)象發(fā)生。加熱溫度為1200±5°C。當(dāng)加熱到1200±5°C時，13Cr油井管達到合適的鍛造溫度。
[0021]在步驟S2中，根據(jù)送料長度，將加熱過后達到鍛造溫度的13Cr油井管送至加厚裝置內(nèi)，在本發(fā)明的該實施方式中，方法中使用的加厚裝置為800T加厚機。根據(jù)步驟SI中得出的數(shù)據(jù)，設(shè)定加厚裝置的送料長度、壓縮量，并且設(shè)定加厚裝置的頂鍛力和頂鍛速率。接著使用800T加厚機對達到鍛造溫度的13Cr油井管進行加厚。根據(jù)本發(fā)明的該實施方式，在步驟S2中，加厚機頂鍛力設(shè)定為18Mpa，頂鍛速度為70mm/S。加厚過程中，管料按照設(shè)定好的程序進行加厚，完成第一加厚量。該道次完成，產(chǎn)品經(jīng)過修磨和自然冷卻到室溫后，進行第二道次的生產(chǎn)。
[0022]在步驟S3中，改變頂鍛力為20Mpa，加厚過程中，管料按照設(shè)定好的程序進行加厚，完成第二加厚量。該道次完成，產(chǎn)品經(jīng)過修磨和自然冷卻到室溫后，進行第三道次的生產(chǎn)。
[0023]在步驟S4中，改變頂鍛力為25Mpa，加厚過程中，管料按照設(shè)定好的程序進行加厚，完成第三加厚量。該道次完成，產(chǎn)品經(jīng)過修磨和自然冷卻到室溫后，可以得到加厚成品。
[0024]在本發(fā)明的該實施方式中，第一加厚量、第二加厚量、第三加厚量都為總加厚量的三分之一。三次加厚量相等，可使厚度增加更加均勻，且使得加厚過程中的誤差減少。
[0025]實施例2:
[0026]本發(fā)明還可以采用更長的過渡帶20，例如過渡帶20為100mm。本實施例僅有上述部分較實施例1不同，相同地方不再復(fù)述。
[0027]實施例3:
[0028]本發(fā)明還可以采用更長的過渡帶20，例如過渡帶20為120mm。本實施例僅有上述部分較實施例1不同，相同地方不再復(fù)述。
[0029]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施例加以描述，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施例。
[0030]上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明的等效實施例或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.油井管，其特征在于，包括油井管本體(10)，所述油井管本體(10)兩端設(shè)置有加厚帶(30)，所述油井管本體(10)與所述加厚帶(30)之間設(shè)置有過渡帶(20)，所述過渡帶(20)長度為85mm-115mm的平滑曲線過渡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井管，其特征在于，所述油井管本體(10)、所述加厚帶(30)與所述過渡帶(20)的材料均為13Cr不銹鋼材質(zhì)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種油井管，包括油井管本體，油井管本體兩端設(shè)置有加厚帶，油井管本體與加厚帶之間設(shè)置有過渡帶，過渡帶長度為80mm。超長的過渡帶，能夠有效避免應(yīng)力的集中，提升了本發(fā)明耐疲勞的性能。過渡帶為平滑曲線過渡。在超長過渡帶的條件下可以設(shè)置曲率半徑更為合適的曲率半徑。上述措施，進一步避免應(yīng)力的集中，更加提升本發(fā)明的耐疲勞性能。本發(fā)明還采用13Cr不銹鋼作為材質(zhì)，提高了本發(fā)明對二氧化碳和少量硫化氫下的耐腐蝕能力。
【IPC分類】E21B17/00
【公開號】CN104975813
【申請?zhí)枴緾N201510320509
【發(fā)明人】秦健
【申請人】秦健
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月6日