一種壁厚漸變的連續(xù)油管及其制造方法技術(shù)

一種壁厚漸變的連續(xù)油管及其制造方法，所述連續(xù)油管至少由一段壁厚漸變管I和一段壁厚漸變管Ⅱ首尾對接而成，所述壁厚漸變管I首端為等壁厚接頭段I、中部為變壁厚段I、尾端為等壁厚接頭段Ⅱ；所述壁厚漸變管Ⅱ首端為等壁厚接頭段Ⅲ、中部為變壁厚段Ⅱ、尾端為等壁厚接頭段Ⅳ；所述等壁厚接頭段Ⅱ與等壁厚接頭段Ⅲ對接，且等壁厚接頭段Ⅱ與等壁厚接頭段Ⅲ壁厚相同；所述變壁厚段I、變壁厚段Ⅱ首端自尾端壁厚逐漸減小。本發(fā)明專利技術(shù)采用沿長度方向厚度漸變的鋼帶制成，使連續(xù)油管壁厚在長度方向上連續(xù)漸變，在同等長度下，減小了連續(xù)油管自重，使井口段連續(xù)油管承受的拉力減小，提高連續(xù)油管的作業(yè)深度和作業(yè)的安全性。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及石油天然氣管材
，具體涉及。
技術(shù)介紹
連續(xù)油管在石油天然氣工業(yè)中已廣泛應(yīng)用于油田修井、鉆井、完井、測井、增產(chǎn)等領(lǐng)域。由于在上述作業(yè)方面具有效率高、成本低、作業(yè)范圍廣、占地面積小等一系列優(yōu)點，近年來連續(xù)油管技術(shù)發(fā)展迅速。在使用過程中，連續(xù)油管需要從卷筒上導出，并通過導向拱(鵝頸)和注入頭進入并懸掛在井筒中作業(yè)。對于深度較小的淺井而言，普通連續(xù)油管即可滿足使用要求。但是，當連續(xù)油管在深井或超深井中使用時，隨著下入深度的不斷增大，連續(xù)油管的懸重和提升力將大幅增加，當下入深度超過一定數(shù)值時，易發(fā)生斷裂事故。例如，對最小屈服強度為 552MPa，最小抗拉強度為621MPa、規(guī)格為Φ 31. 8X2. 77mm，密度為7853kg/m3的連續(xù)油管而言，管體屈服載荷為13403kg，由于內(nèi)壓、拉伸以及其它載荷影響，并考慮安全余量，最大下入深度約為4000m。為了增加連續(xù)油管下入深度，滿足深井和超深井作業(yè)需求，一方面可提高管材強度，另一方面可降低管材自身重量，從而減少懸重和連續(xù)油管井口段承受的載荷。對強度一定的連續(xù)油管，采用具有相同外徑、不同壁厚的連續(xù)油管(即使用變壁厚連續(xù)油管，在靠近井口的位置使用壁厚較大的管柱，在靠近井底使用壁厚較小的連續(xù)管)可大幅減小管體自重。由于靠近井口位置的厚壁管具有較大的屈服載荷，可使連續(xù)管承受更大的自重，在下端使用薄壁管可減小自重，從而增加作業(yè)深度。目前，通過不同規(guī)格的成品連續(xù)油管進行管-管對接焊接可實現(xiàn)連續(xù)油管的變壁厚要求，但由于壁厚不同的兩種連續(xù)油管焊接時，由于熱輸入、焊速、填充金屬量均與管材壁厚密切相關(guān)，無論采用手工焊還是自動焊均會形成的臺階狀接合，焊縫與母材性能相差較大，在發(fā)生變形時容易因各部位變形不同而在環(huán)焊縫處過早失效。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供，采用整段壁厚漸變的鋼帶形成一個連續(xù)、平滑的過渡區(qū)段，使對接接頭部分壁厚相同，焊接接頭平滑，且焊縫經(jīng)過形變熱處理后力學性能與母材相當，使連續(xù)油管壁厚在長度方向上連續(xù)漸變，在同等長度下，減小了連續(xù)油管自重，使井口段連續(xù)管承受的拉力減小，提高連續(xù)油管的作業(yè)深度和作業(yè)的安全性。本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案是一種壁厚漸變的連續(xù)油管，所述連續(xù)油管至少由一段壁厚漸變管I和一段壁厚漸變管II首尾對接而成，所述壁厚漸變管I首端為等壁厚接頭段I、中部為變壁厚段I、尾端為等壁厚接頭段II ;所述壁厚漸變管II首端為等壁厚接頭段III、中部為變壁厚段II、尾端為等壁厚接頭段IV ;所述等壁厚接頭段II與等壁厚接頭段III對接，且等壁厚接頭段II與等壁厚接頭段III壁厚相同；所述變壁厚段I、變壁厚段II首端自尾端壁厚逐漸減小。所述連續(xù)油管壁厚沿長度方向逐漸減小，強度沿長度方向逐漸減小，且強度變化范圍為 758MPa 483MPa。所述連續(xù)油管的外徑為25. 4mm 88. 9mm,壁厚為I. 9mm 7. 6mm。一種壁厚漸變的連續(xù)油管的制造方法步驟I :分別軋制一段壁厚漸變鋼帶I和一段壁厚漸變鋼帶II，并使壁厚漸變鋼帶I、壁厚漸變鋼帶II中部壁厚逐漸減小、首尾分別帶有一段等壁厚段，然后將壁厚漸變鋼帶I尾端等壁厚段與壁厚漸變鋼帶II首端等壁厚段對接焊接將鋼帶接長，且壁厚漸變鋼帶I尾端等壁厚段與壁厚漸變鋼帶II首端等壁厚段的壁厚相同； 步驟2 :對上述對接焊縫進行形變熱處理，使接頭焊縫的力學性能與母材相當；步驟3 :將上述接長的鋼帶通過連續(xù)成型工藝成型為直縫管狀，并采用直縫焊接工藝進行成型焊接并經(jīng)熱處理后纏繞至卷筒上。進一步，在步驟I所述的壁厚漸變鋼帶II的尾端對接下一段壁厚漸變鋼帶III，所述壁厚漸變鋼帶III中部壁厚逐漸減小、首尾分別帶有一段等壁厚段，將壁厚漸變鋼帶III首端等壁厚段對接在壁厚漸變鋼帶II的尾端；依此類推將鋼帶接長至連續(xù)油管的設(shè)計長度。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點和效果I、本專利技術(shù)采用整段壁厚均勻漸變的管段形成一個連續(xù)、平滑的過渡區(qū)段，避免了管壁的突變，使該區(qū)域在彎曲過程中的變形趨于均勻，增加了管柱的安全性。2、本專利技術(shù)壁厚均勻漸變的管段兩端均帶有一段等壁厚管段，使對接部分壁厚相同，焊接接頭平滑，焊接參數(shù)和熱處理參數(shù)相同，有利于對接接頭的強化和均勻變形，提高了環(huán)焊縫的強度和作業(yè)的安全性。3、本專利技術(shù)管體壁厚沿長度方向逐漸減小，進而使管體強度沿長度方向逐漸減小，強度變化范圍758MPa 483MPa。使用時使靠近井口位置的厚壁管具有較大的屈服載荷，承受更大的自重，沿井深方向管壁逐漸變薄減小自重，從而增加作業(yè)深度和作業(yè)的安全性。4、本專利技術(shù)采用沿長度方向厚度漸變的鋼帶制成，且鋼帶對接接頭均由兩個等壁厚的板材焊接而成，焊接參數(shù)和熱處理參數(shù)相同，且焊縫經(jīng)過形變熱處理后力學性能與母材相當，使連續(xù)油管壁厚在長度方向上連續(xù)漸變，在同等長度下，減小了連續(xù)油管自重，使井口段連續(xù)油管承受的拉力減小，提高連續(xù)油管的作業(yè)深度和作業(yè)的安全性。附圖說明圖I為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本專利技術(shù)鋼帶接長后的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖1-2詳細描述本專利技術(shù)的實施例。一種壁厚漸變的連續(xù)油管至少由一段壁厚漸變管I I和一段壁厚漸變管II 2首尾對接而成，所述壁厚漸變管I I首端為等壁厚接頭段I 3、中部為變壁厚段I 4、尾端為等壁厚接頭段II 5 ;所述壁厚漸變管II 2首端為等壁厚接頭段III6、中部為變壁厚段II 7、尾端為等壁厚接頭段IV 8 ;所述等壁厚接頭段II 5與等壁厚接頭段III 6對接，且等壁厚接頭段II 5與等壁厚接頭段III 6壁厚相同；所述變壁厚段I 4、變壁厚段II 7首端自尾端壁厚逐漸減小。一種壁厚漸變的連續(xù)油管的制造方法步驟I :分別軋制一段壁厚漸變鋼帶I 9、一段壁厚漸變鋼帶II 10及一段壁厚漸變鋼帶III11，并使壁厚漸變鋼帶I 9、壁厚漸變鋼帶II 10及壁厚漸變鋼帶III11中部壁厚逐漸減小、首尾分別帶有一段等壁厚段，然后將壁厚漸變鋼帶I 9尾端等壁厚段與壁厚漸變鋼帶II 10首端等壁厚段對接焊接將鋼帶接長，且壁厚漸變鋼帶I 9尾端等壁厚段與壁厚漸變鋼帶II 10首端等壁厚段的壁厚相同；將壁厚漸變鋼帶III11首端等壁厚段對接在壁厚漸變鋼帶II10的尾端，且壁厚漸變鋼帶II 10尾端等壁厚段與壁厚漸變鋼帶III11首端等壁厚段的壁厚相同；依此類推將鋼帶接長至連續(xù)油管的設(shè)計長度，實現(xiàn)鋼帶在長度方向上壁厚連續(xù)漸變。步驟2 :對上述對接焊縫進行形變熱處理，使接頭焊縫的力學性能與母材相當； 步驟3 :將上述接長的鋼帶通過連續(xù)成型工藝成型為直縫管狀，并采用直縫高頻焊接工藝進行成型焊接并經(jīng)熱處理后纏繞至卷筒上，制成壁厚沿長度方向連續(xù)漸變的連續(xù)油管。所述連續(xù)油管壁厚沿長度方向逐漸減小，強度沿長度方向逐漸減小，且強度變化范圍為758MPa 483MPa。所述連續(xù)油管的外徑為25. 4mm 88. 9mm,壁厚為I. 9mm 7. 6mm。使用時厚壁管區(qū)段靠近井口位置具有較大的屈服載荷，承受更大的自重，沿井深方向管壁逐漸變薄減小自重，經(jīng)測試下井深度可提高30 %。權(quán)利要求1.一種壁厚漸變的連續(xù)油管，其特征是所述連續(xù)油管至少由一段壁厚漸變管I (I)和一段壁厚漸變管II (2)首尾對接而成，所述壁厚漸變管I(I)首端為等壁厚接本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種壁厚漸變的連續(xù)油管，其特征是：所述連續(xù)油管至少由一段壁厚漸變管Ⅰ（1）和一段壁厚漸變管Ⅱ（2）首尾對接而成，所述壁厚漸變管Ⅰ（1）首端為等壁厚接頭段Ⅰ（3）、中部為變壁厚段Ⅰ（4）、尾端為等壁厚接頭段Ⅱ（5）；所述壁厚漸變管Ⅱ（2）首端為等壁厚接頭段Ⅲ（6）、中部為變壁厚段Ⅱ（7）、尾端為等壁厚接頭段Ⅳ（8）；所述等壁厚接頭段Ⅱ（5）與等壁厚接頭段Ⅲ（6）對接，且等壁厚接頭段Ⅱ（5）與等壁厚接頭段Ⅲ（6）壁厚相同；所述變壁厚段Ⅰ（4）、變壁厚段Ⅱ（7）首端自尾端壁厚逐漸減小。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊忠文，畢宗岳，鮮林云，張錦剛，余晗，李博鋒，張曉峰，汪海濤，
申請(專利權(quán))人：寶雞石油鋼管有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：