CN203939451U

CN203939451U - 镍基合金油管或套管

Info

Publication number: CN203939451U
Application number: CN201320625766.XU
Authority: CN
Inventors: 杨林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2023-10-11

Abstract

本实用新型涉及一种镍基合金油管或套管，它包括接箍（1）以及管体（2），其特征在于所述接箍（1）的内壁上从外端向内依次设置内螺纹（3）以及内密封锥面（5），所述管体（2）的外壁上从内向外端依次设置外螺纹（4）以及内密封锥面（6）。所述内螺纹（3）以及外螺纹（4）的外表面设置有一层高压陶瓷粉喷涂层。本实用新型镍基合金油管或套管具有优良抗粘扣性能、耐H₂S、CO₂介质中的接头应力腐蚀开裂、较高连接效率，且易于在线表面处理的优点。

Description

镍基合金油管或套管

技术领域

本实用新型涉及一种镍基合金油管或套管，属于石油管螺纹连接技术领域。

背景技术

石油管是开采石油和天然气所必需的石油专用管材，上百根甚至几百根石油管通过螺纹连接起来，从地面延伸到地下几千米的地方，形成石油和天然气的通道。其中连接螺纹是最薄弱的环节，很多失效都发生在连接螺纹部位。石油管接头失效后，常常会引起很大的事故，带来很大的经济损失，而且还会污染环境和造成伤亡事故。目前，为了解决螺纹粘扣与接头腐蚀开裂问题，油田和石油管生产厂都付出了很大的努力，采取了很多切实可行的措施，但随着钻井技术的进步，开采的深度越来越深，井下温度、压力越来越高，目前的技术仍然无法完全满足现场的苛刻要求。

目前，国内外一般螺纹表面处理方式分为采用以下几种老技术：螺纹表面喷砂、激光表面硬化、磷化处理、镀铜处理，以上几种表面处理技术针对于油套管材质为13Cr、超级13Cr、28Cr等镍基合金管螺纹3次上扣2次卸扣要求已经远远不能满足，甚至有些公司螺纹进行1次上、卸扣螺纹和密封面就已经完全损坏。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种具有优良抗粘扣性能、耐H₂S、CO₂介质中的接头应力腐蚀开裂、较高连接效率，且易于在线表面处理的镍基合金油管或套管。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种镍基合金油管或套管，它包括接箍以及管体，所述接箍的内壁上从外端向内依次设置内螺纹以及内密封锥面，所述管体的外壁上从内向外端依次设置外螺纹以及内密封锥面。所述内螺纹以及外螺纹的外表面设置有一层高压陶瓷粉喷涂层。

高压陶瓷粉喷涂层的渗浸层深度为30～70μm，内螺纹以及外螺纹的表面增厚为3～8μm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型镍基合金油管或套管在内螺纹以及外螺纹的表面进行喷涂，形成高压陶瓷粉喷涂层，该层由于陶瓷材料与金属发生相互扩散，螺纹与密封面厚度仅增加 3～8μm ，这样既不会出现涂层脱落，也不会影响工件的装配精度。使得该镍基合金油管或套管可应用于钻井条件非常苛刻的H₂S气井、CO₂气井、H₂S、CO₂复合气井、超深井、高压天然气井、稠油热采井、大位移井等情况下，具有优良抗粘扣性能、耐H₂S、CO₂介质中的接头应力腐蚀开裂、较高连接效率、使用寿命长的特点。

附图说明

图1为本实用新型镍基合金油管或套管的结构示意图。

其中：

接箍1、管体2、内螺纹3、外螺纹4、内密封锥面5、内密封锥面6。

具体实施方式

参见图1，本实用新型涉及的一种镍基合金油管或套管，它包括接箍1以及管体2，所述接箍1的内壁上从外端向内依次设置内螺纹3以及内密封锥面5，所述管体2的外壁上从内向外端依次设置外螺纹4以及内密封锥面6。所述内螺纹3以及外螺纹4的外表面设置有一层高压陶瓷粉喷涂层。

高压陶瓷粉喷涂层是用5MPa-10MPa不等压力进行高压喷涂法或高温等离子喷涂法向管体两端内螺纹3以及外螺纹4外表面喷涂陶瓷粉，在内螺纹3以及外螺纹4表面生成一层双向扩散的微晶体与网络结构并存的氮化硼—氮化硅（BN -SiN ）金属复合陶瓷层。

陶瓷粉颗粒大小：50目-300目、颜色承灰黑色、表面硬度：HV 011 = 950～1300、渗浸层深度：XJC r = 30～70μm 、表面增厚：3～8μm、摩擦系数：f = 01062～01088、主要成分为：TiCN与WC。

BN -SiN金属复合陶瓷层的主要技术指标为：表面硬度： HV 011 = 950～1300；渗浸层深度：XJC r = 30～70μm ；表面增厚： 3～8μm；导热系数 (室温 ) ：18～24155 W / (m ·k)；摩擦系数： f = 01062～01088。在低于 10MPa的工作条件下，利用高压喷涂技术在金属表面生成一层 30～70μm的高压陶瓷粉喷涂层，该层由于陶瓷材料与金属发生相互扩散，螺纹与密封面厚度仅增加 3～8μm ，这样既不会出现涂层脱落，也不会影响工件的装配精度。这种材料具有金属和陶瓷的性质，是一种特种功能材料。制产品采用＞5MPa的压力技术行表面喷砂处理，只有在该种状态下才具有一系列优越性，利用薄膜物理的专业知识采用一步法实现了表面处理目的。

在结构上，金属复合陶瓷为网络与超微粒并存。超微粒子 (最大直径为 018μm )随机分布于网络之中，使材料既有硬度、强度，提高了金属的耐磨性，又具有很好的韧性、耐高温、耐H₂S、CO₂腐蚀、大大提高了螺纹与密封面光洁度，并可降低材料的摩擦系数，提高了产品摩擦性。

由于设计上、工艺上使用复合材料渗入与吸入原子性氧，在上扣过程中，有助于耐螺纹与密封面局部高温，同时还对螺纹脂起到氧化还原作用，所以能很好的提高接头抗粘扣能力，也有助于接头耐H₂S、CO₂腐蚀。

本设计的实施例是用于177.8×10.36mm的套管，钢级为28Cr110，螺纹扣型为：DL-VT。接箍1的外径为196.48mm，管体2的外径为177.8mm，钢管的壁厚为10.36mm，材料特性：屈服强度σs=758Mpa，抗拉强度为σb=890Mpa，Cr含量：27%-29%。接箍的材料特性与管体相同。外螺纹进行高压陶瓷粉喷涂处理，内螺纹磷化，螺纹脂采用API螺纹脂。本接头连接强度达到890kN，气密封能力120MPa以上，而且可以满足6次上、卸而不粘扣的要求。

Claims

1.一种镍基合金油管或套管，它包括接箍（1）以及管体（2），其特征在于所述接箍（1）的内壁上从外端向内依次设置内螺纹（3）以及内密封锥面（5），所述管体（2）的外壁上从内向外端依次设置外螺纹（4）以及内密封锥面（6），所述内螺纹（3）以及外螺纹（4）的外表面设置有一层高压陶瓷粉喷涂层，高压陶瓷粉喷涂层的渗浸层深度为30～70μm，内螺纹以及外螺纹的表面增厚为3～8μm。