两端材质及结构层改变的特种油井管及制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110041639.0

申请日:

2011.02.22

公开号:

CN102174878A

公开日:

2011.09.07

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 17/00申请日:20110222|||公开

IPC分类号:

E21B17/00; E21B17/02

主分类号:

E21B17/00

申请人:

梅河口市弘业无缝钢管有限公司

发明人:

吕学民

地址:

135000 吉林省梅河口市东大街251号

优先权:

专利代理机构:

长春市四环专利事务所 22103

代理人:

鞠传龙

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内容摘要

本发明公开了一种两端材质及结构层改变的特种油井管及制造方法,目的是为了解决现有油井管的端部容易产生偏磨而导致漏失、断井以及降低油井管使用寿命的问题,是在油井管母体的两端焊接有端管体,端管体与油井管母体的内径尺寸相同,端管体的壁厚大于油井管母体的壁厚,端管体的外表面设有螺纹,制造方法为:(1)螺纹结构的加工;(2)调质处理;(3)氮化处理;(4)氧化处理;(5)油井管母体与端管体之间的焊接;(6)水压试验;(7)探伤检验;有益效果:降低了成本;油井管不会发生漏失及断井现象;油井管的使用寿命提高10倍以上。

权利要求书

1: 一种两端材质及结构层改变的特种油井管, 其特征在于 : 是在油井管母体的两端焊 接有端管体, 端管体与油井管母体的内径尺寸相同, 端管体的壁厚大于油井管母体的壁厚, 端管体的外表面设有螺纹, 油井管母体和端管体的表面形成有复合氮化层。
2: 根据权利要求 1 所述的两端材质及结构层改变的特种油井管, 其特征在于 : 所述的 端管体与油井管母体为无缝钢管。
3: 根据权利要求 1 所述的两端材质及结构层改变的特种油井管, 其特征在于 : 所述的 端管体与油井管母体之间的焊接方式为摩擦焊。
4: 根据权利要求 1、 2、 3 中任一项中所述的两端材质及结构层改变的特种油井管, 其特 征在于 : 所述的油井管母体为 J55、 N80 钢级。
5: 根据权利要求 1、 2、 3 中任一项中所述的两端材质及结构层改变的特种油井管, 其特 征在于 : 所述的端管体的材质为 CrMoAl 类合金钢。
6: 如权利要求 1 所述的一种两端材质及结构层改变的特种油井管的制造方法如下 : (1)、 螺纹结构的加工 : 按设计尺寸切割端管体, 然后使用数控车床完成端管体外表面 的螺纹加工 ; (2)、 调质处理 : 使用辊底式加热炉对端管体及油井管母体进行调质处理, 调质温度为 920℃, 水淬回火温度 650℃ ; (3)、 氮化处理 : 使用卧式氮化电炉对端管体及油井管母体进行多元氮化处理, 氮化温 度为 550-570℃, 氮化时间为 3 小时 ; (4)、 氧化处理 : 使用卧式氧化电炉对端管体及油井管母体进行氧化处理, 氧化温度 350-370℃, 氧化两遍, 每次氧化时间 20 分钟 ; (5)、 油井管母体与端管体之间的焊接 : 使用摩擦焊机将端管体焊接在油井管母体的两 端, 一级摩擦压力为 2.5MPa, 一级摩擦时间 12S, 二级摩擦压力为 4MPa, 二级摩擦时间 8S ; (6)、 水压试验 : 使用打压机对焊接后的油井管进行水压试验, 试验压力为 70MPa ; (7)、 探伤检验 : 使用涡流探伤机对油井管进行探伤检验, 检验合格的油井管包装入库。

说明书


两端材质及结构层改变的特种油井管及制造方法

    技术领域 本发明涉及一种特种油井管及制造方法, 特别涉及一种两端材质及结构层改变的 特种油井管及制造方法。
     背景技术 目前, 油、 气田井下油井管的腐蚀、 偏磨、 粘扣情况特别严重, 是困扰油井管使用 寿命的三大难题, 大部分油井采出液出现 “三高一低” 的现象, 即矿化度高、 硫酸盐还原菌 (SRB) 含量高、 CO2 含量高、 PH 值低, 在这种腐蚀环境下, 井下的油井管很容易腐蚀, 特别是在 工作时, 油井管内的抽油杆特有外型以及复杂的井况, 致使油井管的两端出现严重的偏磨, 常常出现以下一些问题 :
     1、 油井管端部螺纹由于偏磨产生漏失使产量急剧下降, 造成较大损失 ;
     2、 油井管端部螺纹由于偏磨致使荷载能力下降而产生断井 ;
     3、 油井管的端部偏磨致使油井管在短时间内被腐蚀造成开裂报废, 大大降低了油 井管的使用寿命。
     发明内容 本发明的目的是为了解决现有油井管的端部容易产生偏磨而导致漏失、 断井以及 降低油井管使用寿命的问题而提供的一种两端材质及结构层改变的特种油井管及制造方 法。
     本发明所述的特种油井管是在油井管母体的两端焊接有端管体, 端管体与油井管 母体的内径尺寸相同, 端管体的壁厚大于油井管母体的壁厚, 端管体的外表面设有螺纹, 特 种油井管的表面形成有复合氮化层。
     端管体与油井管母体均为无缝钢管, 端管体与油井管母体之间的焊接方式为摩擦 焊, 油井管母体为 J55、 N80 钢级, 端管体的钢级高于油井管母体的钢级, 端管体的材质为 CrMoAl 类合金钢, CrMoAl 类合金钢的表面可较好地形成有复合渗氮层, 提高了油井管端部 的耐腐蚀性与耐磨性, 并且大大降低了油井管的使用成本。
     油井管母体和端管体的复合氮化层是采用现有技术 QPQ 技术工艺获得的。
     本发明所述的两端材质及结构层改变的特种油井管的制造方法如下 :
     (1)、 螺纹结构的加工 : 按设计尺寸切割端管体, 然后使用数控车床完成端管体外 表面的螺纹加工 ;
     (2)、 调质处理 : 使用辊底式加热炉对端管体及油井管母体进行调质处理, 调质温 度为 920℃, 水淬回火温度 650℃ ;
     (3)、 氮化处理 : 使用卧式氮化电炉对端管体及油井管母体进行多元氮化处理, 氮 化温度为 550-570℃, 氮化时间为 3 小时 ;
     (4)、 氧化处理 : 使用卧式氧化电炉对端管体及油井管母体进行氧化处理, 氧化温 度 350-370℃, 氧化两遍, 每次氧化时间 20 分钟 ;
     (5)、 油井管母体与端管体之间的焊接 : 使用摩擦焊机将端管体焊接在油井管母体 的两端, 一级摩擦压力为 2.5MPa, 一级摩擦时间 12S, 二级摩擦压力为 4MPa, 二级摩擦时间 8S ;
     (6)、 水压试验 : 使用打压机对焊接后的油井管进行水压试验, 试验压力为 70MPa ;
     (7)、 探伤检验 : 使用涡流探伤机对油井管进行探伤检验, 检验合格的油井管包装 入库。
     本发明的有益效果 :
     1、 特种油井管进行多元渗氮处理后, 极大地提高了油井管的耐磨性和防腐蚀性, 保证了油井管在使用期间不会发生漏失及断井现象 ;
     2、 具有抗螺纹黏扣性, 经过粘扣试验拆卸次数达到 40 次以上, 使油井管的使用寿 命提高 10 倍以上 ;
     3、 比较适应斜井高偏磨的井况。 附图说明
     图 1 为本发明的剖面示意图。 1、 油井管母体 2、 端管体 3、 复合氮化层。具体实施方式
     请参阅图 1 所示 : 本发明所述的特种油井管是在油井管母体 1 的两端焊接有端管 体 2, 端管体 2 与油井管母体 1 的内径尺寸相同, 端管体 2 的壁厚大于油井管母体 1 的壁厚, 端管体 2 的外表面设有螺纹, 油井管母体 1 和端管体 2 的表面形成有复合氮化层 3。
     端管体 2 与油井管母体 1 均为无缝钢管, 端管体 2 与油井管母体 1 之间的焊接方 式为摩擦焊, 油井管母体 1 为 J55、 N80 钢级, 端管体 2 的钢级高于油井管母体 1 的钢级, 端 管体 2 的材质为 CrMoAl 类合金钢, CrMoAl 类合金钢的表面可较好地形成有复合渗氮层 3, 提高了油井管端部的耐腐蚀性与耐磨性, 并且大大降低了油井管的使用成本。
     油井管母体 1 和端管体 2 的复合氮化层 3 是采用现有技术 QPQ 技术工艺获得的。
     本发明所述的两端材质及结构层改变的特种油井管的制造方法如下 :
     (1)、 螺纹结构的加工 : 按设计尺寸切割端管体 2, 然后使用数控车床完成端管体 2 的外表面螺纹加工 ;
     (2)、 调质处理 : 使用辊底式加热炉对端管体 2 及油井管母体 1 进行调质处理, 调质 温度为 920℃, 水淬回火温度 650℃ ;
     (3)、 氮化处理 : 使用卧式氮化电炉对端管体 2 及油井管母体 1 进行多元氮化处理, 氮化温度为 550-570℃, 氮化时间为 3 小时 ;
     (4)、 氧化处理 : 使用卧式氧化电炉对端管体 2 及油井管母体 1 进行氧化处理, 氧化 温度 350-370℃, 氧化两遍, 每次氧化时间 20 分钟 ;
     (5)、 油井管母体 1 与端管体 2 之间的焊接 : 使用摩擦焊机将端管体 2 焊接在油井 管母体 1 的两端, 一级摩擦压力为 2.5MPa, 一级摩擦时间 12S, 二级摩擦压力为 4MPa, 二级摩 擦时间 8S ;
     (6)、 水压试验 : 使用打压机对焊接后的油井管进行水压试验, 试验压力为 70MPa ;(7)、 探伤检验 : 使用涡流探伤机对油井管进行探伤检验, 检验合格的油井管包装入库。

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1、10申请公布号CN102174878A43申请公布日20110907CN102174878ACN102174878A21申请号201110041639022申请日20110222E21B17/00200601E21B17/0220060171申请人梅河口市弘业无缝钢管有限公司地址135000吉林省梅河口市东大街251号72发明人吕学民74专利代理机构长春市四环专利事务所22103代理人鞠传龙54发明名称两端材质及结构层改变的特种油井管及制造方法57摘要本发明公开了一种两端材质及结构层改变的特种油井管及制造方法,目的是为了解决现有油井管的端部容易产生偏磨而导致漏失、断井以及降低油井管使用寿命的问。

2、题,是在油井管母体的两端焊接有端管体,端管体与油井管母体的内径尺寸相同,端管体的壁厚大于油井管母体的壁厚,端管体的外表面设有螺纹,制造方法为1螺纹结构的加工;2调质处理;3氮化处理;4氧化处理;5油井管母体与端管体之间的焊接;6水压试验;7探伤检验;有益效果降低了成本;油井管不会发生漏失及断井现象;油井管的使用寿命提高10倍以上。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102174882A1/1页21一种两端材质及结构层改变的特种油井管,其特征在于是在油井管母体的两端焊接有端管体,端管体与油井管母体的内径尺寸相同,端管体的壁厚大于油井管。

3、母体的壁厚,端管体的外表面设有螺纹,油井管母体和端管体的表面形成有复合氮化层。2根据权利要求1所述的两端材质及结构层改变的特种油井管,其特征在于所述的端管体与油井管母体为无缝钢管。3根据权利要求1所述的两端材质及结构层改变的特种油井管,其特征在于所述的端管体与油井管母体之间的焊接方式为摩擦焊。4根据权利要求1、2、3中任一项中所述的两端材质及结构层改变的特种油井管,其特征在于所述的油井管母体为J55、N80钢级。5根据权利要求1、2、3中任一项中所述的两端材质及结构层改变的特种油井管,其特征在于所述的端管体的材质为CRMOAL类合金钢。6如权利要求1所述的一种两端材质及结构层改变的特种油井管的。

4、制造方法如下1、螺纹结构的加工按设计尺寸切割端管体,然后使用数控车床完成端管体外表面的螺纹加工;2、调质处理使用辊底式加热炉对端管体及油井管母体进行调质处理,调质温度为920,水淬回火温度650;3、氮化处理使用卧式氮化电炉对端管体及油井管母体进行多元氮化处理,氮化温度为550570,氮化时间为3小时;4、氧化处理使用卧式氧化电炉对端管体及油井管母体进行氧化处理,氧化温度350370,氧化两遍,每次氧化时间20分钟;5、油井管母体与端管体之间的焊接使用摩擦焊机将端管体焊接在油井管母体的两端,一级摩擦压力为25MPA,一级摩擦时间12S,二级摩擦压力为4MPA,二级摩擦时间8S;6、水压试验使用。

5、打压机对焊接后的油井管进行水压试验,试验压力为70MPA;7、探伤检验使用涡流探伤机对油井管进行探伤检验,检验合格的油井管包装入库。权利要求书CN102174878ACN102174882A1/3页3两端材质及结构层改变的特种油井管及制造方法技术领域0001本发明涉及一种特种油井管及制造方法,特别涉及一种两端材质及结构层改变的特种油井管及制造方法。背景技术0002目前,油、气田井下油井管的腐蚀、偏磨、粘扣情况特别严重,是困扰油井管使用寿命的三大难题,大部分油井采出液出现“三高一低”的现象,即矿化度高、硫酸盐还原菌SRB含量高、CO2含量高、PH值低,在这种腐蚀环境下,井下的油井管很容易腐蚀,特。

6、别是在工作时,油井管内的抽油杆特有外型以及复杂的井况,致使油井管的两端出现严重的偏磨,常常出现以下一些问题00031、油井管端部螺纹由于偏磨产生漏失使产量急剧下降,造成较大损失;00042、油井管端部螺纹由于偏磨致使荷载能力下降而产生断井;00053、油井管的端部偏磨致使油井管在短时间内被腐蚀造成开裂报废,大大降低了油井管的使用寿命。发明内容0006本发明的目的是为了解决现有油井管的端部容易产生偏磨而导致漏失、断井以及降低油井管使用寿命的问题而提供的一种两端材质及结构层改变的特种油井管及制造方法。0007本发明所述的特种油井管是在油井管母体的两端焊接有端管体,端管体与油井管母体的内径尺寸相同,。

7、端管体的壁厚大于油井管母体的壁厚,端管体的外表面设有螺纹,特种油井管的表面形成有复合氮化层。0008端管体与油井管母体均为无缝钢管,端管体与油井管母体之间的焊接方式为摩擦焊,油井管母体为J55、N80钢级,端管体的钢级高于油井管母体的钢级,端管体的材质为CRMOAL类合金钢,CRMOAL类合金钢的表面可较好地形成有复合渗氮层,提高了油井管端部的耐腐蚀性与耐磨性,并且大大降低了油井管的使用成本。0009油井管母体和端管体的复合氮化层是采用现有技术QPQ技术工艺获得的。0010本发明所述的两端材质及结构层改变的特种油井管的制造方法如下00111、螺纹结构的加工按设计尺寸切割端管体,然后使用数控车床。

8、完成端管体外表面的螺纹加工;00122、调质处理使用辊底式加热炉对端管体及油井管母体进行调质处理,调质温度为920,水淬回火温度650;00133、氮化处理使用卧式氮化电炉对端管体及油井管母体进行多元氮化处理,氮化温度为550570,氮化时间为3小时;00144、氧化处理使用卧式氧化电炉对端管体及油井管母体进行氧化处理,氧化温度350370,氧化两遍,每次氧化时间20分钟;说明书CN102174878ACN102174882A2/3页400155、油井管母体与端管体之间的焊接使用摩擦焊机将端管体焊接在油井管母体的两端,一级摩擦压力为25MPA,一级摩擦时间12S,二级摩擦压力为4MPA,二级摩。

9、擦时间8S;00166、水压试验使用打压机对焊接后的油井管进行水压试验,试验压力为70MPA;00177、探伤检验使用涡流探伤机对油井管进行探伤检验,检验合格的油井管包装入库。0018本发明的有益效果00191、特种油井管进行多元渗氮处理后,极大地提高了油井管的耐磨性和防腐蚀性,保证了油井管在使用期间不会发生漏失及断井现象;00202、具有抗螺纹黏扣性,经过粘扣试验拆卸次数达到40次以上,使油井管的使用寿命提高10倍以上;00213、比较适应斜井高偏磨的井况。附图说明0022图1为本发明的剖面示意图。00231、油井管母体2、端管体3、复合氮化层。具体实施方式0024请参阅图1所示本发明所述的。

10、特种油井管是在油井管母体1的两端焊接有端管体2,端管体2与油井管母体1的内径尺寸相同,端管体2的壁厚大于油井管母体1的壁厚,端管体2的外表面设有螺纹,油井管母体1和端管体2的表面形成有复合氮化层3。0025端管体2与油井管母体1均为无缝钢管,端管体2与油井管母体1之间的焊接方式为摩擦焊,油井管母体1为J55、N80钢级,端管体2的钢级高于油井管母体1的钢级,端管体2的材质为CRMOAL类合金钢,CRMOAL类合金钢的表面可较好地形成有复合渗氮层3,提高了油井管端部的耐腐蚀性与耐磨性,并且大大降低了油井管的使用成本。0026油井管母体1和端管体2的复合氮化层3是采用现有技术QPQ技术工艺获得的。。

11、0027本发明所述的两端材质及结构层改变的特种油井管的制造方法如下00281、螺纹结构的加工按设计尺寸切割端管体2,然后使用数控车床完成端管体2的外表面螺纹加工;00292、调质处理使用辊底式加热炉对端管体2及油井管母体1进行调质处理,调质温度为920,水淬回火温度650;00303、氮化处理使用卧式氮化电炉对端管体2及油井管母体1进行多元氮化处理,氮化温度为550570,氮化时间为3小时;00314、氧化处理使用卧式氧化电炉对端管体2及油井管母体1进行氧化处理,氧化温度350370,氧化两遍,每次氧化时间20分钟;00325、油井管母体1与端管体2之间的焊接使用摩擦焊机将端管体2焊接在油井管母体1的两端,一级摩擦压力为25MPA,一级摩擦时间12S,二级摩擦压力为4MPA,二级摩擦时间8S;00336、水压试验使用打压机对焊接后的油井管进行水压试验,试验压力为70MPA;说明书CN102174878ACN102174882A3/3页500347、探伤检验使用涡流探伤机对油井管进行探伤检验,检验合格的油井管包装入库。说明书CN102174878ACN102174882A1/1页6图1说明书附图CN102174878A。

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