专利名称：一种复新超高强度抗变形、耐磨油井管及其工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复新超高强度抗变形、耐磨油井管及其工艺，属于采油工 程中油井管的制造和复新的技术领域。
在油气开发时，现有油井管在工作中承受多种载荷和不同腐蚀介质的联合 作用，大大降低了油井管的使用寿命，油井管需要定期更换，多年来各油田更 换下来大量的废旧油井管，造成严重的资源浪费。
目前，对旧油井管的修复只是简单的重复挑扣，不能从根本上提高油井管 性能，费时、费力、影响油田作业。因此，把旧油井管复新，使其达到一定高 强度抗拉、抗压、抗变形性能，是充分利用闲置旧油井管资源，降低油田开采 成本的重要措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种复新超高强度抗变形、耐磨油井管及其工艺，通 过合理的工艺流程，使旧油井管具有优异的高强度抗拉、抗压和抗变形性能。
本发明是一种加强了焊缝部位强度、表面有强化处理层的复新油井管。该 '油井管由油井管管体与两端外加厚端头连接构成，其中油井管管体的两端镦粗 壁厚外加厚与两端外加厚端头连接；油井管管体的表面强化处理层有三种方 式，第一种方式是外表面有高频淬火的强化处理层，第二种方式是内、外表面 有等离子淬火的强化处理层，第三种方式是内、外表面有激光淬火的强化处理 层。
本发明的工艺，主要是通过选管、清洗、矫直、探伤、定尺、平端面、管 头镦粗、大炉回火、摩擦焊接、焊缝精加工、焊缝回火、焊缝无损探伤、表面 强化处理工序使旧油井管达到高强度抗拉、抗压、抗变形的目的。首先对退役 的旧油井管依次进行选管、清洗、矫直、探伤、定尺、平端面，然后进行管头 镦粗，把油井管管体两端需焊接部位镦粗使其壁厚外加厚为管体壁厚的1. 02 3倍，管头镦粗后整体进行大炉回火，消除旧油井管内应力及管头镦粗加热时 产生的热影响区，大炉回火后油井管两端再与外加厚端头进行摩擦焊接，外加 厚端头焊接前主要依次经过无损探伤、车螺纹处理工序，油井管两端与外加厚端头摩擦焊接完成后依次进行焊缝精加工、焊缝回火、焊缝无损探伤，然后对 合格的油井管进行表面强化处理，表面强化处理有三种方式，第一种方式是用
高频淬火机床对油井管外表面进行高频淬火，处理淬硬层深度为0. 05 3mm， 硬度HRC20 60;第二种方式是用等离子淬火机床对油井管内、外表面进行等 离子淬火，处理淬硬层深度为0. 03 2mm，淬硬层在油井管管体内、外表面上 呈网状分布，硬度HRC20 60;第三种方式是用激光淬火机床对油井管内、外 表面进行激光淬火，处理淬硬层深度为0. 1 2mm，硬度HRC20 60。 采用本发明的有益效果是
1、 复新油井管由于增加了两端摩擦焊接部位管体的壁厚，保证了该部位 的强度大于油井管管体的强度，因而克服了纯摩擦焊接油井管焊缝薄弱的致命 弱点，因此可减少摩擦焊接油井管焊缝区域的断裂事故，从而延长油井管的使 用寿命。
2、 复新油井管表面进行强化处理，不管是外表面进行高频淬火、内、外 表面进行等离子淬火，还是内、外表面进行激光淬火，都提高了油井管表面强 度，延长了油井管的使用寿命。
' 图l是本发明的工艺流程图。
图2是本发明复新油井管的结构示意图。
图2中1、外加厚端头，2、焊缝，3、油井管管体。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。首先对退役的旧油井管进行选 管，对断裂、腐蚀严重的油井管应剔除出来，将剩下的油井管放到专用清洗设 备上清洗，除去内外表面油污、污垢。之后采用矫直机对油井管进行矫直处理， 以达到直线度要求。对矫直后的油井管用漏磁探伤机进行整体探伤，以检查管 体是否有缺陷。对检测合格的油井管进行定尺、平端面。对平端面后的油井管 用平锻机进行管头镦粗，把油井管管体两端需焊接部位镦粗使其壁厚加厚为管 体壁厚的1.02 3倍，两端管头镦粗长度为50 300mm。然后对镦粗后的油井 管用大炉进行整体回火，回火温度500 650'C，保温时间40 150分钟，回火 速度20 100根/h。外加厚端头焊接前要经过无损探伤、车螺纹工序，首先对外加厚端头进行无损探伤，以检查外加厚端头管料是否有缺陷，之后对检测合 格管料进行车螺纹加工。然后用摩擦焊机对回火后的油井管管体与外加厚端头
进行摩擦焊接，转速为950 1500rpm，摩擦压力30X 106 60X 106N/m2，摩擦 时间10 35s，顶锻速度3 10廳/s，顶锻保持时间10 30s，焊缝表面温度 1000 140(TC，焊接速度为40 70端头/h，摩擦焊接完成后在焊缝表面温度 800 950。C时对焊缝喷水淬火，喷水流量0.5 6m7h。油井管管体与外加厚端 头摩擦焊接完成后用专用设备进行焊缝精加工，去除油井管内外表面悍缝挤出 的多余巻边。对焊缝精加工后的油井管进行中频焊缝回火，保温时间2 6分 钟，加热温度400 65(TC。对中频焊缝回火后的油井管进行表面强化处理，表 面强化处理有三种方式，第一种方式是用高频淬火机床对油井管外表面进行高 频淬火，其油井管行走速度为0. 3 5m/min，高频频率为20 50khz，待加热 油井管至500 100(TC时喷水淬火，喷水流量0. 5 6m3/h，淬硬层深度0. 05 3mm，硬度HRC20 60;第二种方式是用等离子淬火机床对油井管内、外表面进 行等离子淬火，等离子弧能量密度为1000 100000w/cm2，扫描宽度0. 5 30mm， 内外等离子枪沿油井管轴向移动速度0.5 100mm/s，油井管旋转速度5 150rpm，喷水流量0. 5 6m7h，处理淬硬层深度为0. 03 2mm，淬硬层在油井 '管管体内、外表面上呈网状分布，单个网格表面积范围1 400mm 硬度HRC20 60;第三种方式是用激光淬火机床对油井管内、外表面进行激光淬火，对油井 管管体激光淬火之前，内外表面先要进行黑化处理，黑化处理之后用激光束对 油井管内外表面进行照射，激光束功率密度为1500 50000w/cm2，扫描宽度 0.5 30mm，内外扫描头沿油井管轴向移动速度0. 5 30mm/s，油井管旋转速度 5 150rpm，喷水流量0. 5 6m7h，处理淬硬层深度为0. 1 2mm，硬度HRC20 60。
权利要求
1、一种复新超高强度抗变形、耐磨油井管由油井管管体与两端外加厚端头连接构成，其特征在于油井管管体的两端管头镦粗壁厚外加厚与两端外加厚端头连接，其壁厚外加厚为管体壁厚的1.02～3倍，两端管头镦粗长度为50～300mm；油井管管体的表面有强化处理层。
2、 根据权利要求1所述的油井管的工艺，主要通过选管、清洗、矫直、探 伤、定尺、平端面、管头镦粗、大炉回火、摩擦焊接、焊缝精加工、焊缝回火、 焊缝无损探伤、表面强化处理工序使旧油井管达到高强度抗拉、抗压、抗变形 的目的，其特征在于在平端面之后管头镦粗是通过锻造使油井管两端需焊接 部位壁厚外加厚；外加厚端头焊接前要经过无损探伤、车螺纹工序，在焊缝无 损探伤后的表面强化处理方式可以为外表面进行高频淬火或内、外表面进行等 离子淬火或内、外表面进行激光淬火。
3、 根据权利要求2所述的工艺，其特征在于所述在焊缝无损探伤后的表 面强化处理方式可以为外表面高频淬火，其油井管行走速度为0. 3 5m,/min，高 频频率为20 50khz，待加热油井管至500 100(TC时喷水淬火，喷水流量0. 5 6m7h，淬硬层深度0. 05 3mrn，硬度HRC20 60。
4、 根据权利要求2所述的工艺，其特征在于所述在焊缝无损探伤后的表 .面强化处理方式可以为内、外表面进行等离子淬火，等离子弧能量密度为1000 100000w/cm2，扫描宽度0. 5 30mm，内外等离子枪沿油井管轴向移动速度0. 5 100腿/s，油井管旋转速度5 150rpm，喷水流量0. 5 6m3/h，淬硬层在油井管 管体内、外表面上呈网状分布，单个网格表面积范围1 400mm2，淬硬层硬度 HRC20 60。
5、 根据权利要求2所述的工艺，其特征在于所述在焊缝无损探伤后的表面强化处理方式可以为内、外表面进行激光淬火，激光束功率密度为1500 50000 w/cm2,扫描宽度0.5 30mrn，内外扫描头沿油井管轴向移动速度0. 5 30腿/s，油井管旋转速度5 150rpm，喷水流量0. 5 6m7h，处理淬硬层深度为 0. 1 2腿，硬度HRC20 60。
全文摘要
一种复新超高强度抗变形、耐磨油井管及其工艺，属于采油工程中油井管的制造和复新的技术领域。该油井管由油井管管体与两端外加厚端头连接构成，油井管管体的两端镦粗壁厚外加厚与两端外加厚端头连接；油井管管体的表面有强化处理层。该油井管的工艺，主要通过选管、清洗、矫直、探伤、定尺、平端面、管头镦粗、大炉回火、摩擦焊接、焊缝精加工、焊缝回火、焊缝无损探伤、表面强化处理工序使旧油井管达到高强度抗拉、抗压、抗变形的目的，其特征在于在平端面之后管头镦粗是通过锻造使油井管两端需焊接部位壁厚外加厚；在焊缝无损探伤后的表面强化处理方式可以为外表面进行高频淬火或内、外表面进行等离子淬火或内、外表面进行激光淬火。
文档编号E21B17/00GK101307677SQ20071001443
公开日2008年11月19日 申请日期2007年5月15日 优先权日2007年5月15日
发明者张居国, 张智峰, 杨新房, 毛伟华, 辛民昌 申请人:九环机械股份有限公司