一种钛合金连续油管的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钛合金连续油管的制造方法，适用于石油工程的技术领域。
【背景技术】
[0002]连续油管(coiledtubing)，又称挠性油管，一卷可长达万米，能够代替常规油管进行很多作业。连续油管作业设备具有带压作业、连续起下的特点，设备体积小，作业周期快，成本低。二十世纪90年代开始，连续油管技术得到了突飞猛进的发展。连续油管作业装置已被誉为“万能作业机”，广泛应用于油气田修井、钻井、完井、测井等作业，贯穿了油气开采的全过程。连续油管的作业环境决定了其将面临严重的耐腐蚀问题。目前，现有技术中实际使用的连续油管都是以铁合金为主。
[0003]钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。长期以来，钛合金主要用于制作飞机发动机、压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件，以及用在石油和化学工业等高科技工业。阻碍钛合金普遍应用的最主要原因是成本过高。
[0004]中国专利申请CN104404299A公开了一种钛合金连续油管及其制造方法，其中首次将钛合金应用于连续油管中。正如其背景部分中所述的，现有技术中钛合金管材的加工工艺通常有两种:一种是采用斜扎穿孔或挤压方法形成管坯，然后再采用乳制、旋压、拉伸等方法制造无缝管材;另一种方法是采用板、带焊接方法形成管坯，然后再采用乳制、旋压、拉伸等方法制造无缝管材。上述两种方法形成的管材长度均有限，当这种管材用于油气井时，需要将若干根短管通过焊接或接箍的方法连接至所需长度。即便如此，该专利申请仍然没有解决现有技术中必须将若干根短管通过焊接或接箍的方法连接至所需长度这一技术问题。正如其中所述的，其需要通过多次对接使钛带达到所需长度，将钛带两个侧面加工成I型或V型坡口，采用UOE方法将钛带连续成型。
[0005]由此可见，现有技术中需要一种能够不间断地制造钛合金连续油管的方法和系统。
【发明内容】
[0006]本发明旨在提供一种钛合金连续油管的制造方法，从形成连续油管的板带的组分和生产工艺、成型设备、焊接工艺、热处理和防腐蚀工艺等多个方面进行了改进，使之能够不间断地生产出连续油管，同时使得生产出来的连续油管不仅满足强度要求、而且还满足了作业工况中的耐腐蚀问题，具有广阔的应用前景。
[0007]根据本发明的钛合金连续油管的制造方法，包括以下步骤:
[0008](I)从供带盘供给钛合金的板带到清洗装置，利用碱性脱脂液去除板带表面的杂质；
[0009](2)使板带经过辊压装置，以产生初步的变形，便于形成连续油管的形状；
[0010](3)使板带经过管成型装置，以形成连续油管的形状；
[0011](4)采用激光焊接方法将板带的对缝焊接成一体；
[0012](5)对焊缝进行正火处理，对连续油管进行定径处理；
[0013](6)对连续油管进行整管热处理；
[0014](7)对连续油管进行精整和卷盘封装。
[0015]优选地，在步骤(I)和(2)之间增加步骤:在利用碱性脱脂液清洗结束后，用清水对板带表面进行超声波清洗，以去除表面的脱脂液;然后经过干燥吹风装置吹干板带的表面。在步骤(4)和(5)之间可以增加去除外毛刺的步骤，外毛刺通过毛刺去除装置物理去除或者在外毛刺集中的区域涂抹毛刺去除液来去除。在步骤(7)中，可以在连续油管精整后，在连续油管的外表面涂抹防腐剂，用于防止连续油管表面的腐蚀。
[0016]优选地，钛合金的板带的化学成分按照质量百分比为:A1:7.3 - 7.6 %，V: 6.3 -6.5% ,C:0.75-0.82% ,Ni:0.5-0.7%,Mo:1.2-1.5% ,Zn:0.3-0.5 %,ff:0.5-0.6% ,Co:0.06-0.08% ,Sn:0.02-0.04%，余量为Ti和不可避免的杂质；
[0017]板带的制备方法为:第一，将上述组分按照对应的质量百分比冶炼并浇铸成板坯；第二，将板坯加热到980-102(TC，保温20分钟，然后空冷至室温;第三:放置于挤压机上一次挤压形成钛合金板带;第四，利用乳制机精乳6-8道次，乳制速度为3-5米/分；
[0018]激光焊接的光斑直径为2mm，焊接功率为9250W，焦距为230mm，焊接速度为1.5米/分，焊接时使用氩气作为保护气。
[0019]优选地，清洗装置中的碱性脱脂液由氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠和水制成，各组分的质量分数分别为氢氧化钠0.7%、碳酸钠8%、硅酸钠3.5%，其余为水，脱脂过程中脱脂液的温度保持在85 ±5 °C。
[0020]优选地，辊压装置包括第一辊压设备、第二辊压设备、第三辊压设备和第四辊压设备;
[0021 ]第一辊压设备为相对于板带居中设置的H型压辊，绕水平轴线旋转，其下边缘辊压在板带上，使板带的两侧产生向上的弯曲部，板带的侧部与该端H型压辊的下边缘之间的距离与板带总宽度的比值为0.1-0.2;
[0022]第二辊压设备为相对于板带居中设置的盘状压辊，其厚度与板带总宽度的比值为0.6-0.8，第二辊压设备的辊压面与侧面之间的夹角的范围为100-110°;
[0023]第三辊压设备为相对于板带居中设置的盘状压辊，其厚度与板带总宽度的比值为0.4-0.5，第三辊压设备的辊压面与侧面之间的夹角的范围为110-120°;
[0024]第四辊压设备为相对于板带居中设置的盘状压辊，其厚度与板带总宽度的比值为0.2-0.3，第四辊压设备的辊压面与侧面之间的夹角α的范围为110-120°。
[0025]优选地，管成型装置包括三组挤压对辊，每组挤压对辊包括平行布置的两个工字型立辊，每个立辊绕竖直轴线转动，三组挤压对辊之间的间距依次减小，板带依次经过挤压对辊的腹板之间的空间。板带的宽度与第一挤压对辊腹板之间的距离的比值为1.8-2.3，板带的宽度与第二挤压对辊腹板之间的距离的比值为2.5-2.8，板带的宽度与第三挤压对辊腹板之间的距离的比值为3.0-3.1。
[0026]优选地，整管热处理具体为:将钛合金连续油管加热到930-950°C，并在该温度下保温3-5分钟进行再结晶退火处理，然后空冷至750-770°C，并在该温度下保温10-12分钟，
空冷至室温。
[0027]根据本发明的钛合金连续油管的制造方法，能够不间断地生产出连续油管，同时使得生产出来的连续油管不仅满足强度要求、而且还满足了作业工况中的耐腐蚀问题，具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0028]图1显示了本发明的钛合金连续油管的制造系统的示意图。
[0029]图2显示了本发明的第一辊压设备。
[0030]图3显示了本发明的第二辊压设备。
[0031]图4显示了本发明的第三辊压设备。
[0032]图5显示了本发明的第四辊压设备。
[0033]图6显示了本发明的第一挤压对辊。
[0034]图7显示了本发明的第二挤压对辊。
[0035]图8显示了本发明的第三挤压对辊。
【具体实施方式】
[0036]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0037]如图1所示，根据本发明的钛合金连续油管的制造系统包括依次布置的供带盘、清洗装置、辊压装置、管成型装置、激光焊接机、热处理装置和集料卷筒。其中的供带盘用于供给钛合金的板带，清洗装置中含有碱性脱脂液，用于去除板带表面的杂质，例如防锈涂层或其他杂质等。碱性脱脂液是以碱性清洗剂为主的水溶液，对动植物油脂通过皂化作用使之成为可溶于水的皂类。此皂为表面活性剂，对非极性的矿物油有乳化作用，故能将其洗去。辊压装置用于使板带产生初步的变形以便于形成连续油管的形状，管成型装置用于使板带形成连续油管的形状。激光焊接机用于将形成连续油管形状的板带的对缝焊接成一体，最终形成连续油管。热处理装置用于对焊接后形成的连续油管进行热处理，以优化其力学性能。集料卷筒用于收取最终的连续油管成品，封装待用。
[0038]根据本发明的钛合金连续油管的制造方法，包括以下步骤:
[0039]