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(huì))標(biāo)準(zhǔn)來生產(chǎn)油井管。上述標(biāo)準(zhǔn)對(duì)石油油井管的等級(jí)、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(jìn)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(jìn)一步研宄表明:過渡區(qū)的形狀對(duì)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(duì)深井，水平井，天然氣的開采等要求已逐步提高，也對(duì)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(qiáng)度為827至1034MPa，抗拉強(qiáng)度大于896MPa，伸長率大于等于14%，沖擊功大于50J，單個(gè)最小值不得小于44J ;加厚段屈服強(qiáng)度為827至1034MPa，抗拉強(qiáng)度大于896MPa，伸長率大于等于20 %，沖擊功大于90J，單個(gè)最小值不得小于80J。另外，人們?cè)谑吞烊粴忸I(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(gè)或者多個(gè)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)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(jìn)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(shí)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(duì)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(shí)施方式的油井管的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述說明。
[0010]實(shí)施例1:
[0011]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)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(jìn)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(duì)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(huì)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(shí)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?cè)?，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(duì)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(dòng)，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(duì)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(huì)造成加厚過渡部分太徒，有時(shí)部分金屬不能向后流動(dòng)，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(jì)所得到的管道總變形長度和所使用的加熱爐特點(diǎn)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(shí)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(shí)，會(huì)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?yàn)闊崃總鬟f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(shí)，13Cr油井管達(dá)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(dá)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(shí)施方式中，方法中使用的加厚裝置為800T加厚機(jī)。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(jī)對(duì)達(dá)到鍛造溫度的13Cr油井管進(jìn)行加厚。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式，在步驟S2中，加厚機(jī)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)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(shí)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(shí)施例僅有上述部分較實(shí)施例1不同，相同地方不再復(fù)述。
[0027]實(shí)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(shí)施例僅有上述部分較實(shí)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(shí)施例加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施例僅包含一個(gè)獨(dú)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(gè)整體，各實(shí)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(shí)施例。
[0030]上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明的等效實(shí)施例或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(jìn)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(duì)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(hào)】CN104975813
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510320509
【發(fā)明人】秦健
【申請(qǐng)人】秦健
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年6月6日