CN105750832A - 双金属复合管的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双金属复合管的生产方法，属于石油设备生产领域。所述双金属复合管包括：内衬管和外基管，所述内衬管的外径小于所述外基管的内径，所述方法包括：将所述内衬管和所述外基管套接；对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使所述外基管塑性变形，所述内衬管弹性变形；停止施加压力，使所述内衬管与所述外基管回弹至所述内衬管的外壁与所述外基管的内壁紧密接触。本发明解决了在双金属复合管受热后无法正常使用的问题，实现了使双金属复合管能够正常使用的效果，用于双金属复合管的生产。

Description

双金属复合管的生产方法

技术领域

本发明涉及石油设备生产领域，特别涉及一种双金属复合管的生产方法。

背景技术

双金属复合管由于具有较强的耐腐蚀性和较高的承压能力，且价格较低廉，所以双金属复合管在石油的生产中得到了广泛的应用。双金属复合管包括内衬管和外基管，内衬管可以为具有较强的耐腐蚀性的不锈钢管、镍基合金钢管或钛合金钢管，外基管可以为具有较高承压能力的碳钢管，内衬管的厚度小于外基管的厚度，内衬管紧密的套接在外基管内，外基管用于支撑内衬管，使得双金属复合管具有较高的承压能力。

现有技术中，采用对内衬管和外基管同时扩径的方法进行双金属复合管的生产。首先向内衬管和外基管同时施加外力，使得该内衬管和该外基管进行扩径，即使得该内衬管与该外基管的外径增大，且使得该外基管在该外力的作用下发生弹性变形，内衬管在该外力的作用下发生塑性变形。需要说明的是，发生弹性变形的物体在撤去外力后，该物体进行回弹且恢复原状；发生塑性变形的物体在外力撤去后，该物体不进行回弹且无法恢复原状。然后，撤去外力，由于外基管发生了弹性变形，内衬管发生了塑性变形，所以当撤去外力后，该外基管进行缩径回弹，该内衬管不进行回弹，即该外基管向该内衬管靠拢，从而使得该内衬管与套接在该内衬管外的该外基管紧密的套接在一起。最后，使用焊接材料将该内衬管与外基管的两端焊接在一起，增强该外基管与该内衬管之间套接的稳定性。

使用现有技术生产的双金属复合管，由于该内衬管的外壁和该外基管的两端焊接在一起，所以该内衬管的外壁和该外基管的外壁之间形成封闭的空间。当该双金属复合管周围环境的温度较高时，该封闭的空间内的空气会受热膨胀，对内衬管和外基管造成挤压，使得该内衬管和外基管发生变形。在恢复该双金属复合管周围环境的温度后，该封闭的空间内的空气收缩，由于该内衬管发生了塑性变形，变形后的该内衬管无法恢复原状，因此，该双金属复合管在受热后无法正常使用。

发明内容

为了解决双金属复合管在受热后无法正常使用的问题，本发明提供了一种双金属复合管的生产方法。所述技术方案如下：

一种双金属复合管的生产方法，所述双金属复合管包括：内衬管和外基管，所述内衬管的外径小于所述外基管的内径，所述方法包括：

将所述内衬管和所述外基管套接；

对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使所述外基管塑性变形，所述内衬管弹性变形；

停止施加压力，使所述内衬管与所述外基管回弹至所述内衬管的外壁与所述外基管的内壁紧密接触。

可选的，所述对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使所述外基管塑性变形，所述内衬管弹性变形，包括：

对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使得所述外基管缩径并塑性变形，缩径后的所述外基管的内径等于所述内衬管的外径；

对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使所述内衬管和所述外基管缩径，并使所述内衬管弹性变形。

可选的，所述对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使得所述外基管缩径并塑性变形，缩径后的所述外基管的内径等于所述内衬管的外径，包括：

使用多个侧面为弧面的施加压力板套接在所述外基管外侧；

控制所述施加压力板沿所述外基管的径向施加压力，使所述外基管内部应力大小大于第一预设压力值，且小于第二预设压力值。

可选的，所述对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使所述内衬管和所述外基管缩径，并使所述内衬管弹性变形，所述外基管塑性变形，包括：

控制所述施加压力板沿所述外基管的径向施加压力，使所述内衬管内部应力大小小于第三预设压力值。

可选的，多个所述施加压力板能够围成圆管状结构，所述圆管状结构的内径与所述外基管的外径相等。

可选的，所述外基管的内径与所述内衬管的外径之差大于等于所述外基管外径的0.3％，且小于等于所述外基管外径的1％。

可选的，套接后的所述内衬管和所述外基管共轴。

可选的，在所述将所述内衬管和所述外基管套接之前，所述方法还包括：清洁所述内衬管和所述外基管。

可选的，所述清洁所述内衬管和所述外基管，包括：

对所述内衬管进行酸洗清洁；

对所述外基管内壁进行打砂清洁。

可选的，所述内衬管的长度小于所述外基管的长度。

可选的，所述外基管为碳钢管，所述内衬管为不锈钢管。

本发明提供了一种双金属复合管的生产方法，通过将内衬管和外基管套接，并对内衬管和外基管同时施加压力，使内衬管和外基管缩径，并使内衬管发生弹性变形，外基管发生塑性变形；最后停止施加压力，使内衬管与外基管回弹至内衬管的外壁与外基管的内壁紧密接触。由于内衬管发生了弹性变形，在使用该双金属复合管的过程中，当该双金属复合管受热时，该内衬管发生变形，且在该双金属复合管外部的温度减小至初始温度后，该内衬管能够回弹至原状，所以，双金属复合管受热后能够正常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种双金属复合管的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种双金属复合管的生产方法流程图；

图3是本发明实施例提供的另一种双金属复合管的生产方法流程图；

图4是本发明实施例提供的另一种双金属复合管的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种双金属复合管的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种双金属复合管的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1为双金属复合管00的结构示意图，该双金属复合管00可以包括：内衬管001和外基管002，内衬管001的外径a小于外基管002的内径b。内衬管001可以为具有较强的耐腐蚀性的不锈钢管、镍基合金钢管或钛合金钢管，外基管002可以为具有较高承压能力的碳钢管。

如图2所示，本发明实施例提供了一种双金属复合管的生产方法，该方法可以包括：

步骤201、将内衬管和外基管套接。

步骤202、对套接后的内衬管和外基管施加压力，使外基管塑性变形，内衬管弹性变形。

步骤203、停止施加压力，使内衬管与外基管回弹至内衬管的外壁与外基管的内壁紧密接触。

综上所述，本发明实施例提供的双金属复合管的生产方法中，通过将内衬管和外基管套接，并对内衬管和外基管同时施加压力，使内衬管和外基管缩径，并使内衬管发生弹性变形，外基管发生塑性变形；最后停止施加压力，使内衬管与外基管回弹至内衬管的外壁与外基管的内壁紧密接触。由于内衬管发生了弹性变形，在使用该双金属复合管的过程中，当该双金属复合管受热时，该内衬管发生变形，且在该双金属复合管外部的温度减小至初始温度后，该内衬管能够回弹至原状，所以，双金属复合管受热后能够正常使用。

示例的，步骤202可以包括：对套接后的内衬管和外基管施加压力，使得外基管缩径并塑性变形，缩径后的外基管的内径等于内衬管的外径；对套接后的内衬管和外基管施加压力，使内衬管和外基管缩径，并使内衬管弹性变形，外基管塑性变形。

进一步的，对套接后的内衬管和外基管施加压力，使得外基管缩径并塑性变形，缩径后的外基管的内径等于内衬管的外径，可以包括：使用多个侧面为弧面的施加压力板套接在外基管外侧；控制施加压力板沿外基管的径向施加压力，使外基管内部应力大小大于第一预设压力值，且小于第二预设压力值。

示例的，对套接后的内衬管和外基管施加压力，使内衬管和外基管缩径，并使内衬管弹性变形，外基管塑性变形，可以包括：控制施加压力板沿外基管的径向施加压力，使内衬管内部应力大小小于第三预设压力值。

需要说明的是，多个施加压力板能够围成圆管状结构，圆管状结构的内径与外基管的外径相等。该外基管的内径与内衬管的外径之差大于等于该外基管外径的0.3％，且小于等于该外基管外径的1％。该套接后的内衬管和外基管共轴。该外基管可以为碳钢管，内衬管可以为不锈钢管。

在步骤201之前，该方法还可以包括：清洁内衬管和外基管。可选的，清洁内衬管和外基管可以包括：对内衬管进行酸洗清洁；对外基管内壁进行打砂清洁。

综上所述，本发明实施例提供的双金属复合管的生产方法中，通过将内衬管和外基管套接，并对内衬管和外基管同时施加压力，使内衬管和外基管缩径，并使内衬管发生弹性变形，外基管发生塑性变形；最后停止施加压力，使内衬管与外基管回弹至内衬管的外壁与外基管的内壁紧密接触。由于内衬管发生了弹性变形，在使用该双金属复合管的过程中，当该双金属复合管受热时，该内衬管发生变形，且在该双金属复合管外部的温度减小至初始温度后，该内衬管能够回弹至原状，所以，双金属复合管受热后能够正常使用。

如图3所示，本发明实施例提供了另一种双金属复合管的生产方法，该方法可以包括：

步骤301、清洁内衬管和外基管。

该外基管具有较高的承压能力，内衬管的具有较强的耐腐蚀性，具体的，该外基管的材质可以为X60钢，内衬管的材质可以为N08825不锈钢，需要说明的是，该外基管和内衬管的材质还可以为其他材质，本发明实施例对此不作限定。在生产该双金属复合管之前，需要对该内衬管和外基管进行清洁，可以对该内衬管进行酸洗清洁，对该外基管内壁进行打砂清洁，将该外基管和内衬管表面的污渍和锈除去，在对该外基管内壁打砂清洁的同时可以对该外基管的内壁进行打砂增大该外基管内壁的锚纹深度，以便于外基管与内衬管在紧密套接时，增加该外基管与该内衬管之间的摩擦力，使外基管与内衬管套接的更加紧密。

步骤302、将内衬管和外基管套接。

如图4所示，本发明实施例提供了另一种双金属复合管00的结构示意图，内衬管001的外径a需小于外基管002的内径b，且该外基管002的内径b与该内衬管001的外径a的差值大于等于该外基管002外径p的0.3％，且小于等于该外基管002外径p的1％，优选的，该套接后的内衬管001和外基管002共轴，当该外基管的材质可以为X60钢，内衬管的材质可以为N08825不锈钢时，该外基管002的外径p可以为593mm，该外基管002的内径b可以为571mm，该内衬管001的外径a可以为567mm。该外基管002的厚度可以为22mm，该内衬管001的厚度可以为3mm。示例的，该内衬管001的长度c小于该外基管002的长度d，该内衬管001的长度c可以为11.65m(米)，该外基管002的长度d可以为11.7m。可以在该内衬管001与该外基管002的管口使用焊接材料将该内衬管001与该外基管002的管口进行堆焊，对该内衬管001和该外基管002进一步的进行固定，且该内衬管001和该外基管002之间形成封闭的空间。具体的，该焊接材料可以为与该内衬管001的材质相同的焊接材料。

步骤303、对套接后的内衬管和外基管施加压力，使得外基管缩径并塑性变形，缩径后的外基管的内径等于内衬管的外径。

外基管在外力作用下会产生形变，当所施加的外力超过了第一预设压力值时，外基管产生的变形在外力去除后不能全部恢复，即外基管在外力去除后不能恢复原状，这种变形称为塑性变形。可选的，可以使用多个侧面为弧面的施加压力板套接在外基管外侧，该多个施加压力板能够围成圆管状结构，该圆管状结构的内径与该外基管的外径相等。控制该施加压力板沿外基管的径向施加压力，使外基管内部应力大小大于第一预设压力值，且小于第二预设压力值，此时，该外基管开始缩径并塑性变形。示例的，当所施加的外力超过了该第二预设压力值时，该外基管出现断裂。

步骤304、对套接后的内衬管和外基管继续施加压力，使内衬管和外基管缩径，并使内衬管弹性变形。

内衬管在外力作用下会产生形变，当所施加的外力未超过第三预设压力值时，内衬管产生的变形在外力去除后能够全部恢复，使得内衬管恢复原状，这种变形称为弹性变形。可选的，可以控制施加压力板沿外基管的径向施加压力，使内衬管内部应力大小小于第三预设压力值。此时，该内衬管发生弹性变形，该外基管继续发生塑性变形，且该内衬管和外基管同时进行缩颈。

步骤305、停止施加压力，使内衬管与外基管回弹至内衬管的外壁与外基管的内壁紧密接触。

停止向该内衬管和该外基管施加压力，使得该内衬管和外基管自动进行回弹，由于步骤303中向该外基管施加了使得外基管发生塑性变形的压力，步骤304中向该内衬管施加了使得该内衬管发生弹性变形的压力，即外基管产生的变形在外力去除后不能全部恢复原状，内衬管产生的变形在外力去除后能够全部恢复原状。所以，在该外基管和该内衬管所施加的压力撤去后，该外基管的回弹量很小，不能全部恢复原状，该内衬管进行回弹，回弹至初始状态。

由于在向该外基管和该内衬管施加压力使得该内衬管和该外基管进行缩径时，该内衬管和该外基管的直径变小，在撤去外力后，该内衬管和该外基管进行回弹，该内衬管在回弹的过程中向该外基管挤压，该外基管由于发生了塑性形变，所以在该内衬管挤压该外基管的同时该外基管产生了向该内衬管挤压的力，在该内衬管和该外基管互相挤压的过程中，使得该内衬管的外壁与外基管的内壁紧密接触，完成了该双金属复合管的生产。

示例的，本发明实施例提供了又一种双金属复合管00的结构示意图，如图5所示，在该内衬管001和该外基管002进行回弹后，该内衬管001的外壁e与外基管002的内壁f紧密接触，此时，该回弹后的外基管002的内径b1小于图4中该外基管002缩径前的内径b，且该回弹后的外基管002的内径b1与该内衬管001的外径a1相等。示例的，图6为本发明实施例提供的一种双金属复合管00的俯视图，图6中该外基管002紧密的套接在该内衬管001的外侧。

示例的，在使用该双金属复合管的过程中，由于该内衬管发生了弹性变形，该外基管发生了塑性变形，当该双金属复合管外部的温度较高时，该内衬管与该外基管之间的封闭空间内的空气在受热后膨胀，且对该外基管和该内衬管进行挤压，使得该内衬管变形；在该双金属复合管外部的温度降低后，该封闭的空间内的空气进行收缩，此时，由于该内衬管在生产的过程中发生了弹性变形，所以该内衬管在该封闭的空气收缩后，能够回弹至原状，使该双金属复合管正常使用。

进一步的，现有技术中，对该外基管和该内衬管施加外力，使得该外基管发生弹性变形，该内衬管发生塑性变形。当该双金属复合管外部的温度较低时，使用现有技术生产的双金属复合管中，内衬管和外基管会进行收缩，即该内衬管和该外基管的内径同时变小。在温度升高后，由于该外基管在生产的过程中发生了弹性变形，所以该外基管能够回弹至原状，即该外基管的内径增大至原状，该内衬管发生了塑性变形，该内衬管无法恢复至原状，使得该外基管的内经大于该内衬管的外径，所以该内衬管和外基管无法紧密的套接在一起。

本发明实施例提供的双金属复合管的生产方法中，对该外基管和内衬管施加外力，使得该外基管发生塑性变形，该内衬管发生弹性变形。当该双金属复合管外部的温度较低时，使用本发明实施例提供的双金属复合管的生产方法生产的双金属复合管中，内衬管和外基管会进行收缩，即该内衬管和该外基管的内径同时变小。在温度升高后，由于该外基管在生产的过程中发生了塑性变形，所以该外基管无法回弹至原状，该内衬管发生了弹性变形，该内衬管能够回弹至原状，即该内衬管的外径增大至原状，使得该内衬管和外基管更进一步的紧密套接在一起。

综上所述，本发明实施例提供的双金属复合管的生产方法中，通过将内衬管和外基管套接，并对内衬管和外基管同时施加压力，使内衬管和外基管缩径，并使内衬管发生弹性变形，外基管发生塑性变形；最后停止施加压力，使内衬管与外基管回弹至内衬管的外壁与外基管的内壁紧密接触。由于内衬管发生了弹性变形，在使用该双金属复合管的过程中，当该双金属复合管受热时，该内衬管发生变形，且在该双金属复合管外部的温度减小至初始温度后，该内衬管能够回弹至原状，所以，双金属复合管受热后能够正常使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种双金属复合管的生产方法，其特征在于，所述双金属复合管包括：内衬管和外基管，所述内衬管的外径小于所述外基管的内径，所述方法包括：

将所述内衬管和所述外基管套接；

对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使所述外基管塑性变形，所述内衬管弹性变形；

停止施加压力，使所述内衬管与所述外基管回弹至所述内衬管的外壁与所述外基管的内壁紧密接触。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使所述外基管塑性变形，所述内衬管弹性变形，包括：

对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使得所述外基管缩径并塑性变形，缩径后的所述外基管的内径等于所述内衬管的外径；

对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使所述内衬管和所述外基管缩径，并使所述内衬管弹性变形。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使得所述外基管缩径并塑性变形，缩径后的所述外基管的内径等于所述内衬管的外径，包括：

使用多个侧面为弧面的施加压力板套接在所述外基管外侧；

控制所述施加压力板沿所述外基管的径向施加压力，使所述外基管内部应力大小大于第一预设压力值，且小于第二预设压力值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对套接后的所述内衬管和所述外基管施加压力，使所述内衬管和所述外基管缩径，并使所述内衬管弹性变形，所述外基管塑性变形，包括：

控制所述施加压力板沿所述外基管的径向施加压力，使所述内衬管内部应力大小小于第三预设压力值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

多个所述施加压力板能够围成圆管状结构，所述圆管状结构的内径与所述外基管的外径相等。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述外基管的内径与所述内衬管的外径之差大于等于所述外基管外径的0.3％，且小于等于所述外基管外径的1％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

套接后的所述内衬管和所述外基管共轴。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将所述内衬管和所述外基管套接之前，所述方法还包括：清洁所述内衬管和所述外基管。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述清洁所述内衬管和所述外基管，包括：

对所述内衬管进行酸洗清洁；

对所述外基管内壁进行打砂清洁。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述内衬管的长度小于所述外基管的长度。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述外基管为碳钢管，所述内衬管为不锈钢管。