CN101353948A - 废弃油井二次开发用25Mn2小口径油管及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了废弃油井二次开发用25Mn2小口径油管。其具有较高的塑性、强度、韧性、延伸率，可以满足油田二次开采使用，而且强度高，使用寿命长，为此本发明还提供了25Mn2小口径油管的加工方法。小口径油管包括输油管本体，所述输油管的管径小于60.3毫米，所述输油管本体的材质为25Mn2钢，其特征在于：所述输油管的两端部的内径小于管身内径，其外圆大于管身的外圆，所述的输油管一端设置有外螺纹，一端设置有内螺纹，所述的外螺纹和内螺纹在尺寸上可以配合连接；油管的加工方法：选用管坯、酸洗修磨、管坯剪断、管坯加热、穿孔、热锤头、清洗、酸洗、清洗、磷化、皂化、清洗、检验、修磨、皂化处理、清洗、冷拔、成品正火、成品矫直、切头尾、在管的两端分别车内螺纹、外螺纹、成品检验、入库。

Description

废弃油井二次开发用25Mn2小口径油管及其加工方法

(一)技术领域

本发明涉及地下石油开采用废弃油井二次开发用25Mn2小口径油管，本发明还涉及该小口径油管的加工方法。

(二)背景技术

随着国际油价的不断上涨，油田对一些已一次开发过的老井以及当时注水压油有一定难度已封存的油井进行二次开发，以获得更多的石油资源，这些井在当时由于二次开采成本较高，技术难度较大，与取得的经济效益相比已不适合开采、利用，因此被遗弃及封存，但目前油价上涨，进行二次开采能获得较好经济效益，因此一些油田利用小口径油管对原来的油井管进行水平打井，开采油井中剩余的石油资源，油井二次开采就需要使用口径较小、韧性较好的油管进行开采，而目前的油管口径均在60.3毫米以上，并且用37Mn5材料生产的油管，AK值较低，塑性较差，韧性及弯曲性均不能满足两次开采的需要，现在业内设计出一种小口径的油管，其管径在60.3毫米以内，这种管可以抽吸老井或废井中少量的残余油，但这种管的缺点就是管壁薄，而管与管的结合采用螺纹连接，而较薄的管壁在加工出螺纹后会导致端部的强度降低，影响了管的使用寿命。

(三)发明内容

针对上述问题，本发明提供了废弃油井二次开发用25Mn2小口径油管，其具有较高的塑性、强度、韧性、延伸率，可以满足油田二次开采使用，而且强度高，使用寿命长，为此本发明还提供了25Mn2小口径油管的加工方法。

其技术方案是这样的：

废弃油井二次开发用25Mn2小口径油管，其包括输油管本体，所述输油管的管径小于60.3毫米，所述输油管本体的材质为25Mn2钢，其特征在于：所述输油管的两端部的内径小于管身内径，其外圆大于管身的外圆，所述的输油管一端设置有外螺纹，一端设置有内螺纹，所述的外螺纹和内螺纹在尺寸上可以配合连接。

其进一步特征在于：所述25Mn2钢包含以下百分含量的成份：C 0.23％～0.27％、Si 0.17％～0.37％、Mn 1.2％～1.35％、Al 0.02％～0.03％、P＜0.025％、S＜0.015％、V＜0.005％、Mo＜0.06％、Cu＜0.2％、Ni＜0.3％、Cr 0.05％～0.12％、N 0.006％～0.008％。

废弃油井二次开发用25Mn2小口径油管的加工方法，其特征在于：

A、选用管坯，选用包括以下百分含量成份C 0.23％～0.27％、Si 0.17％～0.37％、Mn 1.2％～1.35％、Al 0.02％～0.03％、P＜0.025％、S＜0.015％、V＜0.005％、Mo＜0.06％、Cu＜0.2％、Ni＜0.3％、Cr 0.05％～0.12％、N 0.006％～0.008％熔炼的25Mn2钢制作的管坯，所述管坯尺寸公差为D±0.8毫米，弯曲度≤4毫米/米，总弯曲度应小于总长度的0.4％；管坯的不圆度小于公称直径公差的0.75倍；

B、酸洗修磨

酸洗时酸液必须全部浸没所洗管坯，硫酸液浓度：4％～15％，酸洗温度：50℃～70℃，然后进行磨修；

C、管坯剪断

管坯的端面必须垂直，切斜度不得超过管坯直径的8％；

D、管坯加热、穿孔、热锤头

加热温度在1230℃～1280℃，管坯进炉温度≤800℃、穿终温度控制在1160℃～1190℃、加热时间为42±7分钟，然后进行穿孔，穿孔后在距离工件的头部L＝140毫米～150毫米处重锤；

E、清洗、

将钢管表面污物清洗干净，清洗时钢管的温度必须低于50℃；

F、酸洗

酸洗溶液的配制：先向缸内加清水，再加入浓硫酸，使浓硫酸溶液浓度控制在14％～18％范围内，逐渐升温，温度控制在50℃～70℃之间；将管子放入缸内，酸洗时间以洗净管内外氧化皮为准；

G、清洗

起缸后的管子内灌满清水，然后吊起流净污水，再上冲水台冲洗；

H、磷化、皂化

磷化液的配制：向磷化缸内加清水，加热至40℃～50℃，然后向缸内加硝酸锌和磷酸二氢锌，1立方米池中加二氢锌1千克，游离酸增加0.5滴，总酸度同时提高0.9滴左右，加硝酸锌1千克，提高总酸度0.25滴，磷化液的总酸度控制在20滴～30滴，游离酸度0.9滴～3滴；

磷化母液的配制：在洗净的母液缸中加入150千克清水，以磷酸二氢锌与硝酸锌2∶1的比例加入即可，待磷化缸中酸度下降时补充该母液；

将清洗干净的管子放入磷化缸进行磷化处理，磷化液的温度50℃～70℃，磷化时间10分钟～30分钟，磷化质量以钢管表面显青灰色，并有闪亮的点滴晶体，用指甲划后有白痕，且涂磷层牢固，不能揩去为好；

I、清洗

将磷化后的管子清洗干净；

J、检验、修磨

对磷化后的毛管逐支进行检验，凡表面有翘皮、裂纹、严重擦伤等缺陷的毛管进行修磨；

K、皂化处理

将皂化缸注入半缸清水加热至50℃左右，然后加入皂化剂，不断进行搅拌，待皂化剂全部溶解为止；将检验修磨合格后的毛管放入皂化缸内进行皂化处理，皂化缸的温度应控制在50℃～70℃之间，皂化液的脂肪酸含量应控制在40克/升～80克/升，皂化时间约5分钟～20分钟；

L、清洗

将皂化后的管子清洗干净；

M、冷拔

N、成品正火

加热温度860℃～900℃，保温时间≥20分钟，冷却方式为空冷；

O、成品矫直

P、切头尾

Q、在管的两端分别车内螺纹、外螺纹

将钢管管端由常温加热到600℃、再由600℃加热到1200℃，然后将加热后的钢管送入主机进行镦锻加厚，使钢管端部的内径为41.5毫米，外圆为52毫米；在第一次加厚完成后再由输送线将钢管送入感应加热器进行加热到1200℃，然后再送入加厚主机进行镦锻加厚，使钢管端部的内径为40.8毫米，外圆为55.1毫米，然后再在管的两端分别加工内螺纹和外螺纹；

R、成品检验、入库。

上述工艺中C含量比37Mn5减少了0.115％，提高了塑性，但降低了强度，Al含量的添加保证了强度，充分满足油井二次开采的使用，另外，成品进行正火处理后韧性提高，成品性能检测结果显示，强度指标、延伸率完全符合API 5CTJ55性能要求，而且与37Mn5相比，延伸率指标大大优于37Mn5，满足了油井二次开采的使用要求，而管的两端分别加工螺纹的工艺中，实际上对管进行压延，管的两端管壁加厚，这样在加工螺纹时不会破坏输油管的强度，输油管的寿命得以保证。

(四)附图说明

图1本发明中输油管剖视的结构示意图。

(五)具体实施方式

见图1，本发明包括输油管本体1，输油管本体1的材质为25Mn2钢，输油管本体1的管径小于60.3毫米，输油管本体1的端部3、4的内径小于管身2的内径，端部3、4的外圆大于管身2的外圆，输油管本体1的一端(图中为右端部3)设置有外螺纹，左端4设置有内螺纹，外螺纹和内螺纹在尺寸上可以配合连接。25Mn2钢包含以下百分含量的成份：C 0.23％～0.27％、Si 0.17％～0.37％、Mn 1.2％～1.35％、Al 0.02％～0.03％、P＜0.025％、S＜0.015％、V＜0.005％、Mo＜0.06％、Cu＜0.2％、Ni＜0.3％、Cr 0.05％～0.12％、N 0.006％～0.008％。

下面结合实施例描述本发明的加工过程：

实施例1，

A、选用25Mn2钢制作的管坯，25Mn2钢包含以下百分含量的成份：C 0.23％、Si 0.17％、Mn 1.2％、Al 0.025％、P 0.025％、S 0.0075％、V 0.0025％、Mo 0.06％、Cu 0.2％、Ni 0.3％、Cr 0.05％、N 0.007％，管坯尺寸公差为D±0.8毫米，弯曲度≤4毫米/米，总弯曲度小于总长度的0.4％；管坯的不圆度不得大于公称直径公差的0.75倍；

B、酸洗修磨

酸洗时酸液必须全部浸没所洗管坯，硫酸液浓度4％，酸洗温度50℃，然后进行磨修；

C、管坯剪断

管坯的端面必须垂直，切斜度不得超过管坯直径的8％；

D、管坯加热、穿孔、热锤头

加热温度在1255℃，管坯进炉温度800℃、穿终温度控制在1175℃、加热时间为49分钟，然后进行穿孔，穿孔后在距离工件的头部L＝140毫米处重锤；

E、清洗

将钢管表面污物清洗干净，清洗时钢管的温度必须低于50℃；

F、酸洗

酸洗溶液的配制：先放入0.5米深的清水，再加入98％的浓硫酸800千克左右，取样做浓度分析，浓度应控制在14％范围内，按规定逐渐升温，温度为60℃之间；管子入缸时，尾部高于头部，待钢管内全部灌满酸后才能将管子放平，酸洗时间以洗净管内外氧化皮为准；管子起缸时，头部应高于尾部，将管内残液全部流净；

G、清洗：

缸后的管子应在清水缸里清洗2次，每次都要待管内灌满清水，然后吊起流净污水，再上冲水台冲洗；

H、磷化

磷化液的配制：向磷化缸内加0.5米深的清水，加热至45℃，然后向缸内加硝酸锌和磷酸二氢锌，1立方米池中加二氢锌1千克，游离酸增加0.5滴，总酸度同时提高0.9滴左右，加硝酸锌1千克，提高总酸度0.25滴，磷化液的总酸度控制在30滴，游离酸度0.9滴；

磷化母液的配制：在洗净的母液缸中加入150千克清水，以磷酸二氢锌与硝酸锌2∶1的比例加入即可，待磷化缸中酸度下降时补充该母液；将清洗干净的管子放入磷化缸进行磷化处理，磷化液的温度为50℃，磷化时间20分钟，磷化质量以钢管表面显青灰色，并有闪亮的点滴晶体，用指甲划后有白痕，且涂磷层牢固，不能揩去为好；

I、清洗

磷化后的管子应在清水缸中清洗干净；

J、检验、修磨

对磷化后的毛管逐支进行检验，凡表面有翘皮、裂纹、严重擦伤等缺陷的毛管进行修磨；

K、皂化处理

将皂化缸冲洗干净，注入半缸清水加热至50℃左右，然后加入皂化剂，不断进行搅拌，待皂化剂全部溶解为止；将检验修磨合格后的毛管放入皂化缸内进行皂化处理，皂化缸的温度应控制在50℃之间，皂化液的脂肪酸含量应控制在40克/升，皂化时间约12.5分钟；

L、清洗

将皂化后的管子清洗干净

M、冷拔

N、成品正火

加热温度860℃，保温时间20分钟，冷却方式为空冷；

O、成品矫直

P、切头尾

Q、在管的两端分别车内螺纹、外螺纹

将钢管管端由常温加热到600℃、再由600℃加热到1200℃，然后将加热后的钢管送入主机进行镦锻加厚，使钢管端部的内径为41.5毫米，外圆为52毫米；在第一次加厚完成后再由输送线将钢管送入感应加热器进行加热到1200℃，然后再送入加厚主机进行镦锻加厚，使钢管端部的内径为40.8毫米，外圆为55.1毫米，然后再在管的两端分别加工内螺纹和外螺纹；

R、成品检验、入库。

实施例2、

A、选用25Mn2钢制作的管坯，25Mn2钢包含以下百分含量的成份：C 0.27％、Si 0.27％、Mn 1.35％、Al 0.02％、P 0.0125％、S 0.015％、V 0.005％、Mo 0.03％、Cu 0.1％、Ni 0.15％、Cr 0.12％、N 0.006％，管坯尺寸公差为D±0.8毫米，弯曲度≤4毫米/米，总弯曲度应不大于总长度的0.4％；管坯的不圆度不得大于公称直径公差的0.75倍；

B、酸洗修磨

酸洗时酸液必须全部浸没所洗管坯，硫酸液浓度9.5％，酸洗温度70℃，然后进行磨修；

C、管坯剪断

管坯的端面必须垂直，切斜度不得超过管坯直径的8％；

D、管坯加热、穿孔、热锤头

加热温度1230℃，管坯进炉温度400℃、穿终温度控制在1160℃、加热时间为42分钟，然后进行穿孔，穿孔后在距离工件的头部L＝150毫米处重锤；

E、清洗

将钢管表面污物清洗干净，清洗时钢管的温度必须低于50℃；

F、酸洗

酸洗溶液的配制：先放入0.5米深的清水，再加入98％的浓硫酸800千克左右，取样做浓度分析，浓度应控制在18％范围内，按规定逐渐升温，温度控制在70℃之间；管子入缸时，尾部高于头部，待钢管内全部灌满酸后才能将管子放平，酸洗时间以洗净管内外氧化皮为准；管子起缸时，头部应高于尾部，将管内残液全部流净；

G、清洗

起缸后的管子应在清水缸里清洗2次，每次都要待管内灌满清水，然后吊起流净污水，再上冲水台冲洗；

H、磷化

磷化液的配制：向磷化缸内加0.5米深的清水，加热至40℃，然后向缸内加硝酸锌和磷酸二氢锌，1立方米池中加二氢锌1千克，游离酸增加0.5滴，总酸度同时提高0.9滴左右，加硝酸锌1千克，提高总酸度0.25滴，磷化液的总酸度控制在20滴，游离酸度3滴；

磷化母液的配制：在洗净的母液缸中加入150千克清水，以磷酸二氢锌与硝酸锌2∶1的比例加入即可，待磷化缸中酸度下降时补充该母液；将清洗干净的管子放入磷化缸进行磷化处理，磷化液的温度70℃，磷化时间30分钟，磷化质量以钢管表面显青灰色，并有闪亮的点滴晶体，用指甲划后有白痕，且涂磷层牢固，不能揩去为好；

I、清洗

磷化后的管子应在清水缸中清洗干净；

J、检验、修磨

对磷化后的毛管逐支进行检验，凡表面有翘皮、裂纹、严重擦伤等缺陷的毛管进行修磨；

K、皂化处理

将皂化缸冲洗干净，注入半缸清水加热至50℃左右，然后加入皂化剂，不断进行搅拌，待皂化剂全部溶解为止；将检验修磨合格后的毛管放入皂化缸内进行皂化处理，皂化缸的温度应控制在70℃，皂化液的脂肪酸含量应控制在80克/升，皂化时间约5分钟；

L、清洗

将皂化后的管子清洗干净

M、冷拔

N、成品正火

加热温度900℃，保温时间≥20分钟，冷却方式为空冷；

O、成品矫直

P、切头尾

Q、在管的两端分别车内螺纹、外螺纹

将钢管管端由常温加热到600℃、再由600℃加热到1200℃，然后将加热后的钢管送入主机进行镦锻加厚，使钢管端部的内径为41.5毫米，外圆为52毫米；在第一次加厚完成后再由输送线将钢管送入感应加热器进行加热到1200℃，然后再送入加厚主机进行镦锻加厚，使钢管端部的内径为40.8毫米，外圆为55.1毫米，然后再在管的两端分别加工内螺纹和外螺纹；

R、成品检验、入库。

实施例3，

A、选用25Mn2钢制作的管坯，25Mn2钢包含以下百分含量的成份：C 0.25％、Si 0.37％、Mn 1.275％、Al 0.03％、Cr 0.085％、N 0.008％，管坯尺寸公差为D±0.8毫米，弯曲度≤4毫米/米，总弯曲度应小于总长度的0.4％；管坯的不圆度不得大于公称直径公差的0.75倍；

B、酸洗修磨

酸洗时酸液必须全部浸没所洗管坯，硫酸液浓度15％，酸洗温度60℃，然后进行磨修；

C、管坯剪断

管坯的端面必须垂直，切斜度不得超过管坯直径的8％；

D、管坯加热、穿孔、热锤头

加热温度在1280℃，管坯进炉温度为常温、穿终温度控制在1190℃、加热时间为35分钟，然后进行穿孔，穿孔后在距离工件的头部L＝145毫米处重锤；

E、清洗、

将钢管表面污物清洗干净，清洗时钢管的温度必须低于50℃；

F、酸洗

酸洗溶液的配制：先放入0.5米深的清水，再加入98％的浓硫酸800千克左右，取样做浓度分析，浓度应控制在16％范围内，按规定逐渐升温，温度控制在50℃；管子入缸时，尾部高于头部，待钢管内全部灌满酸后才能将管子放平，酸洗时间以洗净管内外氧化皮为准；管子起缸时，头部应高于尾部，将管内残液全部流净；

G、清洗

起缸后的管子应在清水缸里清洗2次，每次都要待管内灌满清水，然后吊起流净污水，再上冲水台冲洗；

H、磷化

磷化液的配制：向磷化缸内加0.5米深的清水，加热至50℃，然后向缸内加硝酸锌和磷酸二氢锌，1立方米池中加二氢锌1千克，游离酸增加0.5滴，总酸度同时提高0.9滴左右，加硝酸锌1千克，提高总酸度0.25滴，磷化液的总酸度控制在25滴，游离酸度1.95滴；磷化母液的配制：在洗净的母液缸中加入150千克清水，以磷酸二氢锌与硝酸锌2∶1的比例加入即可，待磷化缸中酸度下降时补充该母液；将清洗干净的管子放入磷化缸进行磷化处理，磷化液的温度60℃，磷化时间为10分钟，磷化质量以钢管表面显青灰色，并有闪亮的点滴晶体，用指甲划后有白痕，且涂磷层牢固，不能揩去为好；

I、清洗

磷化后的管子应在清水缸中清洗干净；

J、检验、修磨

对磷化后的毛管逐支进行检验，凡表面有翘皮、裂纹、严重擦伤等缺陷的毛管进行修磨；

K、皂化处理

将皂化缸冲洗干净，注入半缸清水加热至50℃，然后加入皂化剂，不断进行搅拌，待皂化剂全部溶解为止；将检验修磨合格后的毛管放入皂化缸内进行皂化处理，皂化缸的温度应控制在60℃，皂化液的脂肪酸含量应控制在60克/升，皂化时间约12.5分钟；

L、清洗

将皂化后的管子清洗干净；

M、冷拔

N、成品正火

加热温度880℃，保温时间≥20分钟，冷却方式为空冷；

O、成品矫直

P、切头尾

Q、在管的两端分别车内螺纹、外螺纹

将钢管管端由常温加热到600℃、再由600℃加热到1200℃，然后将加热后的钢管送入主机进行镦锻加厚，使钢管端部的内径为41.5毫米，外圆为52毫米；在第一次加厚完成后再由输送线将钢管送入感应加热器进行加热到1200℃，然后再送入加厚主机进行镦锻加厚，使钢管端部的内径为40.8毫米，外圆为55.1毫米，然后再在管的两端分别加工内螺纹和外螺纹；

R、成品检验、入库。

Claims (3)

1、废弃油井二次开发用25Mn2小口径油管，其包括输油管本体，所述输油管的管径小于60.3毫米，所述输油管本体的材质为25Mn2钢，其特征在于：所述输油管的两端部的内径小于管身内径，其外圆大于管身的外圆，所述的输油管一端设置有外螺纹，一端设置有内螺纹，所述的外螺纹和内螺纹在尺寸上可以配合连接。

2、根据权利要求1所述废弃油井二次开发用25Mn2小口径油管，其特征在于：所述25Mn2钢包含以下百分含量的成份：C0.23％～0.27％、Si0.17％～0.37％、Mn1.2％～1.35％、Al0.02％～0.03％、P＜0.025％、S＜0.015％、V＜0.005％、Mo＜0.06％、Cu＜0.2％、Ni＜0.3％、Cr0.05％～0.12％、N0.006％～0.008％。

3、废弃油井二次开发用25Mn2小口径油管的加工方法，其特征在于：

A、选用管坯，选用包括以下百分含量成份C0.23％～0.27％、Si0.17％～0.37％、Mn1.2％～1.35％、Al0.02％～0.03％、P＜0.025％、S＜0.015％、V＜0.005％、Mo＜0.06％、Cu＜0.2％、Ni＜0.3％、Cr0.05％～0.12％、N0.006％～0.008％熔炼的25Mn2钢制作的管坯，所述管坯尺寸公差为D±0.8毫米，弯曲度≤4毫米/米，总弯曲度应小于总长度的0.4％；管坯的不圆度小于公称直径公差的0.75倍；

B、酸洗修磨

酸洗时酸液必须全部浸没所洗管坯，硫酸液浓度：4％～15％，酸洗温度：50℃～70℃，然后进行磨修；

C、管坯剪断

管坯的端面必须垂直，切斜度不得超过管坯直径的8％；

D、管坯加热、穿孔、热锤头

加热温度在1230℃～1280℃，管坯进炉温度≤800℃、  穿终温度控制在1160℃～1190℃、加热时间为42±7分钟，然后进行穿孔，穿孔后在距离工件的头部L＝140毫米～150毫米处重锤；

E、清洗、

将钢管表面污物清洗干净，清洗时钢管的温度必须低于50℃；

F、酸洗

酸洗溶液的配制：先向缸内加清水，再加入浓硫酸，使浓硫酸溶液浓度控制在14％～18％范围内，逐渐升温，温度控制在50℃～70℃之间；  将管子放入缸内，酸洗时间以洗净管内外氧化皮为准；

G、清洗

起缸后的管子内灌满清水，然后吊起流净污水，再上冲水台冲洗；

H、磷化、皂化

磷化液的配制：向磷化缸内加清水，加热至40℃～50℃，然后向缸内加硝酸锌和磷酸二氢锌，1立方米池中加二氢锌1千克，游离酸增加0.5滴，总酸度同时提高0.9滴左右，加硝酸锌1千克，提高总酸度0.25滴，磷化液的总酸度控制在20滴～30滴，游离酸度0.9滴～3滴；

磷化母液的配制：在洗净的母液缸中加入150千克清水，以磷酸二氢锌与硝酸锌2∶1的比例加入即可，待磷化缸中酸度下降时补充该母液；

将清洗干净的管子放入磷化缸进行磷化处理，磷化液的温度50℃～70℃，磷化时间10分钟～30分钟，磷化质量以钢管表面显青灰色，并有闪亮的点滴晶体，用指甲划后有白痕，且涂磷层牢固，不能揩去为好；

I、清洗

将磷化后的管子清洗干净；

J、检验、修磨

对磷化后的毛管逐支进行检验，凡表面有翘皮、裂纹、严重擦伤等缺陷的毛管进行修磨；

K、皂化处理

将皂化缸注入半缸清水加热至50℃左右，然后加入皂化剂，不断进行搅拌，待皂化剂全部溶解为止；将检验修磨合格后的毛管放入皂化缸内进行皂化处理，皂化缸的温度应控制在50℃～70℃之间，皂化液的脂肪酸含量应控制在40克/升～80克/升，皂化时间约5分钟～20分钟；

L、清洗

将皂化后的管子清洗干净；

M、冷拔

N、成品正火

加热温度860℃～900℃，保温时间≥20分钟，冷却方式为空冷；

O、成品矫直

P、切头尾

Q、在管的两端分别车内螺纹、外螺纹

将钢管管端由常温加热到600℃、再由600℃加热到1200℃，然后将加热后的钢管送入主机进行镦锻加厚，使钢管端部的内径为41.5毫米，外圆为52毫米；在第一次加厚完成后再由输送线将钢管送入感应加热器进行加热到1200℃，然后再送入加厚主机进行镦锻加厚，使钢管端部的内径为40.8毫米，外圆为55.1毫米，然后再在管的两端分别加工内螺纹和外螺纹；

R、成品检验、入库。

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