CN114962807B - 一种新型低合金油套管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油套管领域，具体为一种新型低合金油套管，包括套管主体以及接头管，所述套管主体的端部设有螺纹结构，所述套管主体的两端为锥形结构，所述接头管内设有锥形连接槽，本发明通过将套管主体的两端设置为锥形结构，再利用接头管有其他套管主体拼接，从而使套管主体在使用时，内部的有液体在经过套管主体的端口时表现为喷射状态，将液体向前挤压，从而防止内部压力将液体在套管主体与接头管的衔接处挤压出，发生漏液状况，通过锻造的方式去除胚料中的杂质，在通过水冷进行冷轧淬火处理，从而增加胚料的结构强度，增加套管主体以及接头管的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及油套管领域，具体为一种新型低合金油套管。
背景技术
油田上采用管道来对液体进行运输，油管在土壤环境中长期使用，会出现腐蚀、穿孔现象，导致油套管未达使用年限即不能再使用了。而现场目前所应用的油套管防腐方法均为表面隔离层法，只能起到暂时隔离环境腐蚀介质的作用，随着使用时间的延长，防腐层则开始出现气层脱落现象，致使油套管腐蚀加剧，同时表面隔离层主要为环氧树脂类涂层，这些环氧树脂类涂层存在吸水率高，抗机械冲击、抗机械划伤性能差的问题，在施工和搬运时防腐层会损坏，严重影响防腐效果，降低了油管的使用寿命，且这些隔离层地防蜡、防垢性能差，导致油套管结蜡、结垢现象严重，缩短油套管的维修期，造成相当的经济损失。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型低合金油套管。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型低合金油套管，包括套管主体以及接头管，所述套管主体的端部设有螺纹结构，所述套管主体的两端为锥形结构，所述接头管内设有锥形连接槽，所述锥形连接槽与套管的两端相适配，所述套管主体的外侧设有密封管，所述密封管通过螺纹与套管主体以及接头管连接，且位于套管主体与接头管的衔接处，所述套管主体以及接头管的外壁表面为锌铝稀土合金层，且套管主体以及接头管的内壁表面为纳米涂料层。
进一步的，本发明改进有，所述锌铝稀土合金层的厚度可为80～300μm，所述纳米涂料层厚度可为80～200μm。
进一步的，本发明改进有，所述套管主体以及接头管的成分包括C为0.015％-0.05％，P为0.01％-0.05％，S为0.005％-0.03％，Si为0.2％-0.6％，Mn为0.5％-1.0％，Ni为28％～35％，Cr为10％～25％，Mo为1％～5％，W 1％～5％，Co为1％～5％，Cu为0.08％～0.2％，Al为0.08％～0.5％，O为0.01％-0.06％。
进一步的，本发明改进有，所述套管主体以及接头管采用锻造工艺，且包括以下步骤；
步骤一、将胚料预热至1000～1250℃；
步骤二、通过锻造机将预热后的胚料锤击为圆管结构；
步骤三、将圆管结构的胚料水冷降温处理；
步骤四、通过机床对圆管结构的胚料冲压钻孔，车削螺纹、截断分类处理；
步骤五，通过打磨机将圆管结构胚料表面打磨光滑。
进一步的，本发明改进有，步骤二中锻造机锤击过程中圆管结构的胚料的温度在1000～1150℃范围内。
进一步的，本发明改进有，步骤五中打磨光滑后的圆管结构胚料均匀涂抹防锈剂保存。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种新型低合金油套管，具备以下有益效果：
本发明通过将套管主体的两端设置为锥形结构，再利用接头管有其他套管主体拼接，从而使套管主体在使用时，内部的有液体在经过套管主体的端口时表现为喷射状态，将液体向前挤压，从而防止内部压力将液体在套管主体与接头管的衔接处挤压出，发生漏液状况，通过锻造的方式去除胚料中的杂质，在通过水冷进行冷轧淬火处理，从而增加胚料的结构强度，增加套管主体以及接头管的使用寿命。
附图说明
图1为本发明半剖结构示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明套管主体剖面结构示意图；
图中：1、套管主体；2、接头管；3、锥形连接槽；4、密封管；5、锌铝稀土合金层；6、纳米涂料层；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明的一种新型低合金油套管，包括套管主体1以及接头管2，所述套管主体1的端部设有螺纹结构，所述套管主体1的两端为锥形结构，所述接头管2内设有锥形连接槽3，所述锥形连接槽3与套管的两端相适配，所述套管主体1的外侧设有密封管4，所述密封管4通过螺纹与套管主体1以及接头管2连接，且位于套管主体1与接头管2的衔接处，所述套管主体1以及接头管2的外壁表面为锌铝稀土合金层5，且套管主体1以及接头管2的内壁表面为纳米涂料层6。
该新型低合金油套管通过将套管主体1的两端设置为锥形结构，再利用接头管2有其他套管主体1拼接，从而使套管主体1在使用时，内部的有液体在经过套管主体1的端口时表现为喷射状态，将液体向前挤压，从而防止内部压力将液体在套管主体1与接头管2的衔接处挤压出，发生漏液状况，在套管主体1和接头管2上配置密封管4，进一步保证套管主体1与接头管2衔接处的密封性。
本实施例中，所述锌铝稀土合金层5的厚度可为80～300μm，所述纳米涂料层6厚度可为80～200μm，锌铝稀土合金层5具有良好的耐腐蚀能力，纳米涂料层6，具有小尺寸效应、表面界面效应、耐磨性强及耐腐蚀性好，同时可降低摩擦系数，使其具有强的防蜡及防垢性能。
本实施例中，所述套管主体1以及接头管2的成分包括C为0.015％-0.05％，P为0.01％-0.05％，S为0.005％-0.03％，Si为0.2％-0.6％，Mn为0.5％-1.0％，Ni为28％～35％，Cr为10％～25％，Mo为1％～5％，W 1％～5％，Co为1％～5％，Cu为0.08％～0.2％，Al为0.08％～0.5％，O为0.01％-0.06％,C：0.03％以下。
C含量过高时，易形成以M23C6为主的碳化物在晶界析出，降低晶界铬含量，因此合金耐腐蚀性能明显下降，且合金的塑性和韧性降低。当C含量大于0.05％以上时，这种破坏作用更加显著。因此，设计C含量在0.05％以下，更优的是在0.02％以下。
P：0.05％以下、S：0.03％以下：
P、S均为伴生的杂质元素,P、S对合金的热加工性能、纯净度产生有害影响，并且P、S含量分别在0.05％以上时，对合金的耐腐蚀性能产生明显的破坏作用.因而，设计P、S的含量分别在0.05％以下，更优的是P的含量在0.015％以下，S的含量在0.01％以下,Si：1.0％以下,Si是有效的脱氧剂，但是过多的Si促进σ相和碳化物的形成，σ相的特点是具有脆性，同时降低合金的持久强度和冲击韧性，会严重损坏合金的机械性能，当σ相大量存在时，会突然显著降低合金的韧塑性加工性能,另一方面，σ相中Cr、Mo元素富集，降低基体的耐蚀性能,碳化物易于在合金的晶界处析出，破坏合金的晶界强度和晶界耐蚀能力,另外，碳化物存在时，相对于快速冲击而言晶界有一定程度的脆化，因而冲击韧性明显下降，使合金的综合力学性能恶化。因此，设计Si的含量在1.0％以下，更优的是在0.6％以下。
Mn：1.0％以下:
Mn也是有效的脱氧剂，而且具有脱S的作用。但是过多的Mn也会促进σ相和碳化物的形成，从而破坏合金的机械性能和耐腐蚀性,因此，设计Mn的含量更优的是在1.0％以下。
Ni：28～35％:
Ni具有极好的奥氏体基体稳定化元素，在Ni稳定的奥氏体基体中可以溶解大量的Cr、Mo等具有耐腐蚀作用的元素，且Ni本身具有极佳的耐腐蚀作用，为了达到这种效果，Ni的含量要在25％以上,但是Ni的价格昂贵，因此合金中Ni的含量过高会导致合金成本大幅度上升,因而，控制Ni的含量在28～35％。
Cr：10～25％:
Cr具有很好的抗局部腐蚀和均匀腐蚀能力，但是Cr的含量要在10％以上才能达到上述效果,但是Cr的含量过高，超过30％时，合金就有析出σ相的危险，且降低合金的热加工性能，因此，设计Cr的含量为10～25％。
Mo：1～5％:
Mo的添加有助于提高合金的耐局部腐蚀能力，特别是点蚀和缝隙腐蚀。但是Mo的含量过高，降低合金的热加工性能，同时合金成本提高、因此，设计Mo的含量为1～5％，更优的是2.5～5％。
Cu：0.08～0.2％:
Cu的添加有助于提高合金的耐单质S腐蚀的能力，但是Cu的含量超过1.5％时，会降低合金的机械性能。因而，设计Cu的含量为0.08～0.2％，更优的是0.5～1.5％。
Al：0.01～0.5％:
Al是有效的脱氧剂，如果Al含量在0.01％以下时难以达到脱氧效果。O是杂质元素，合金中的氧化物夹杂对合金机械性能和耐腐蚀性能的有害影响,但是Al的含量超过0.5％时，破坏合金的韧性和热加工性。因而，设计Al的含量在0.5％以下，更优的是0.01～0.3％。
为了保证套管主体1以及接头管2的强度，本实施例中，所述套管主体1以及接头管2采用锻造工艺，且包括以下步骤；
步骤一、将胚料预热至1000～1250℃；
步骤二、通过锻造机将预热后的胚料锤击为圆管结构；
步骤三、将圆管结构的胚料水冷降温处理；
步骤四、通过机床对圆管结构的胚料冲压钻孔，车削螺纹、截断分类处理；
步骤五，通过打磨机将圆管结构胚料表面打磨光滑，通过锻造的方式去除胚料中的杂质，在通过水冷进行冷轧淬火处理，从而增加胚料的结构强度，增加套管主体1以及接头管2的使用寿命。
为了保证锻造效率，本实施例中，步骤二中锻造机锤击过程中圆管结构的胚料的温度在1000～1150℃范围内，从而使圆管结构更容易锻造成型。
为了防止套管以及接头在保存中发生锈蚀，本实施例中，步骤五中打磨光滑后的圆管结构胚料均匀涂抹防锈剂保存。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种新型低合金油套管，其特征在于，包括套管主体(1)以及接头管(2)，所述套管主体(1)的端部设有螺纹结构，所述套管主体(1)的两端为锥形结构，所述接头管(2)内设有锥形连接槽(3)，所述锥形连接槽(3)与套管的两端相适配，所述套管主体(1)的外侧设有密封管(4)，所述密封管(4)通过螺纹与套管主体(1)以及接头管(2)连接，且位于套管主体(1)与接头管(2)的衔接处，所述套管主体(1)以及接头管(2)的外壁表面为锌铝稀土合金层(5)，且套管主体(1)以及接头管(2)的内壁表面为纳米涂料层(6)；所述锌铝稀土合金层(5)的厚度可为80～300μm，所述纳米涂料层(6)厚度可为80～200μm；
所述套管主体(1)以及接头管(2)的成分包括C为0.015％-0.05％，P为0.01％-0.05％，S为0.005％-0.03％，Si为0.2％-0.6％，Mn为0.5％-1.0％，Ni为28％～35％，Cr为10％～25％，Mo为1％～5％，W 1％～5％，Co为1％～5％，Cu为0.08％～0.2％，Al为0.08％～0.5％，O为0.01％-0.06％。
2.根据权利要求1所述的一种新型低合金油套管，其特征在于，所述套管主体(1)以及接头管(2)采用锻造工艺，且包括以下步骤；
步骤一、将胚料预热至1000～1250℃；
步骤二、通过锻造机将预热后的胚料锤击为圆管结构；
步骤三、将圆管结构的胚料水冷降温处理；
步骤四、通过机床对圆管结构的胚料冲压钻孔，车削螺纹、截断分类处理；
步骤五，通过打磨机将圆管结构胚料表面打磨光滑。
3.根据权利要求2所述的一种新型低合金油套管，其特征在于，步骤二中锻造机锤击过程中圆管结构的胚料的温度在1000～1150℃范围内。
4.根据权利要求3所述的一种新型低合金油套管，其特征在于，步骤五中打磨光滑后的圆管结构胚料均匀涂抹防锈剂保存。
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