专利名称：超临界隔热油管的制造方法
技术领域：
本发明涉及稠油井注蒸汽开采过程采用的油管加工领域的制造方法，特别 涉及一种超临界隔热油管的制造方法。
背景技术：
隔热油管是稠油井注蒸汽开采过程采用的重要装备，其用途是作为注汽通 道往井下注入高温、高压蒸汽，并保护油井套管及固井水泥环免受热应力损害，
降低井筒热力损失，提高注汽采油效果。中国专利(申请号97115719.7)公开 了一种《真空隔热油管及其制造工艺技术》，由接箍、隔热衬套、衬管、外管、 内管、隔热材料、扶正块、吸气剂组成。该发明提供的真空隔热油管制造工艺
技术如下1.内管加工处理，内管采用外加厚油管，两端采用中频加热后用平 锻机扩成喇叭口形，喇叭口尺寸与外管内径相同；对内管外表面进行抛丸处理； 用带穿孔的工业铝箔包在内管外面，其上撒放吸气剂，共包2-15层，每两层中 间用烘烤过的玻璃纤维纱窗布或玻璃布间隔，构成隔热材料，包完后沿内管全 长均匀装置4对扶正块；将包好隔热材料的内管组件送入炉内进行烘烤；2.内、 外管组装，将烘烤后的内管组件装入内表面经喷丸处理的外管中；用C02气体 保护焊方法焊接环焊缝，先将内外管一端焊接；然后用热伸长法给内管施加预 应力；待内管伸长到设计要求时用同样方法焊另一端；3.抽真空，对准外管一 端的抽空孔给组装为一体的隔热油管装上专门的抽空密封卡具后，开始抽真空; 在抽真空同时，在专门设计的烘烤设备上对隔热油管进行烘烤，边烘烤边抽空， 烘烤温度在工作温度之上；4.封堵焊接，当真空度达到设计标准(〈15Pa)后， 采用电阻焊方法在抽空情况下对抽空孔进行封堵焊接；5.安装附件，将外管上、
下两端车上连接螺纹；然后，通过螺纹装上带密封圈的接箍，装前应在螺纹上 涂刷密封脂；将外面套装有隔热衬套的衬管置于内管上方。该发明采用多层铝 箔抽真空的隔热技术保证了 9m多长且内、外两管之间单边间隙仅几毫米至几十 毫米、在高温高压下工作的真空隔热油管正常工作的需要。采用中频加热配用 平锻机的方法，解决了在9m多长管子端头扩喇叭口的难题。采用热伸长法对内 管施加预应力可以补偿内外管的温差伸长。制造加工过程中，所用材料均进行 烘烤干燥处理，金属表面均进行喷丸处理，并在环空中放入吸气剂，可以使真 空隔热系统保持完好状态，免受各种气体污染。隔热油管两端环焊缝采用C02气 体保护焊，既可保证强度，又可保证密封。在封堵抽空孔时，采用电阻焊封堵 工艺，并使用专用密封卡具，因而能在抽真空时焊堵孔，从而可以保证密封环 空的真空度。
该技术存在的问题包括(1)管材采用的钢级为N80，方便了加工，但是 预应力却降低；(2)隔热油管焊接过程中所用焊丝为C02熔化焊用实芯焊丝；(3) 隔热油管焊接使用高纯度的二氧化碳气；(4)隔热油管常温抗内压试验压力为 32MPa，常温抗外挤试验压力26MPa; (5)隔热油管视导热系数为导热系数为 《0.02W/m*°C; (6)该技术加工的管件只能满足注入蒸汽温度不超过35(TC， 注入蒸汽压力不超过21MPa，井深不超过1600米的井况。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术所加工的隔热油管存在的上述问题，提出 一种超临界隔热油管的制造方法，从选材和工艺条件上进行改进和攻关，以提 高隔热油管的性能指标，满足更多种条件下使用的要求。 其技术方案是
(一)外管的预处理包括材料的选择使用P110钢级的耐热钢，按内管的
配制尺寸下外管料，打抽气孔，用除锈机对外管内壁进行除锈处理，和内管 一同进加热除气炉，加热至38(TC以上并进行保温处理；
(二) 内管的预处理包括材料的选择使用P110钢级的耐热钢，按外管的 配制尺寸下内管料，在胀镦机上用中频加热，把内管两端头胀成喇叭口形状， 用外壁除锈机对内管外壁进行除锈处理，按配对要求车内管喇叭口端面，和外 管一同进加热除气炉，加热至380'C以上并进行保温处理；出炉后冷却到一定温 度，在内管外壁包裹隔热材料，并加放吸气剂；
(三) 套装把包扎后的内管套入外管，并按要求留出焊接尺寸；
-(四)焊接I端将内外管进行I端焊接。所用焊丝为药芯焊丝，焊接所用 保护气体为高纯度的氩气和二氧化碳混合气体，焊接后进行保温处理；
(五) 预应力处理对内管加热进行预应力处理；
(六) 焊II端用同样方法焊接内外管II端；
(七) X射线在线探伤对管子两端环焊缝探伤检测；
(八) 加热抽真空对内管加热并抽真空至l(^Pa数量级；
(九) 真空堵焊在真空状态下堵焊，并进行加强补焊； (十)磁粉探伤对堵孔焊缝进.行探伤检测；
(H"^—)测量并控制导热系数为0.01 W/m °C 0.04 W/m °C; (十二)两端车螺纹；
(十三)装密封圈涂密封脂给接箍装密封圈并涂高温密封脂；
(十四)上接箍打三角机紧标记，并按规定的机紧扭矩和位置机紧接箍；
(十五)通径使用标准通径规对隔热管内孔进行通径检查；
(十六)整体测试分别做抗内压、抗外挤、整体抗拉载荷和平直度检测，
常温抗内压试验压力在40MPa以上，常温抗外挤试验压力在45MPa以上；(十七)上螺纹保护器。
采用上述技术方案加工的超临界隔热油管主体管柱的内、外管采用夹壁式 封闭型焊接结构。焊接时，内管进行了预应力处理，内、外管夹层间填加了多 重隔热结构，放置了吸氢剂，抽了真空，并进行了特种工艺处理，能有效的降 低热量传导、对流和辐射时的能量损失；并防止隔热油管"氢爆"发生。工作 时，隔热油管内管通过高温高压蒸汽，由于接箍采用了 API等标准中的螺纹， 并填加了聚四氟乙烯密封圈，管柱间设置了隔热衬管，在隔热油管正常工作时， 既能保证管柱的可靠密封，牢固联接，又能保证输送蒸汽的层流状态，减少蒸 汽输送阻力和接箍处的热量损失。超临界隔热油管的特点超临界隔热油管的 结构和预应力隔热油管相同，方便使用；超临界隔热油管可以满足注汽压力 26MPa，注汽温度40(TC，通过工艺组合，下井深度可达2300m的工况；导热系 数为0.01 W/m °C 0.04 W/m 。C;常温抗内压试验压力在40MPa以上，常温 抗外挤试验压力在45MPa以上，可以满足更多不同井况条件下的油井使用，是 现有隔热油管的替代产品。
具体实施例方式
下面以9米标准隔热油管为例，具体说明其加工方法
1外管预处理
(1) 材料复验按外管管材质量证明书和API SPEC 5CT复验管材常温机械性 能和管材的化学成分；
(2) 下料按内管的配制尺寸下外管；
(3) 打钢印标记在钢管外壁指定位置轧制材料、产品追朔钢印标记；
(4) 打抽气孔
(5) 内壁除锈用除锈机对外管内壁进行除锈处理；(6)加热除气和内管一同进加热除气炉，加热至38(TC以上并进行保温处理; 2内管预处理
(1) 材料复验按内管管材质量证明书和API SPEC 5CT复验管材常温机械性 能和管材的化学成分；
(2) 按API SPEC 5CT进行内管通径检査；
(3) 下料按外管的配制尺寸下内管；
(4) 胀镦在胀镦机上用中频加热，把内管两端头胀成喇叭口形状；
(5) 外壁除锈用外壁除锈机对内管外壁进行除锈处理；
(6) 打钢印标记在钢管外壁指定位置轧制材料、追朔钢印标记；
(7) 平端面按配对要求车内管喇叭口端面；
(8) 加热除气和外管一同进加热除气炉，加热至38(TC以上并进行保温处理；
(9) 包扎出炉后冷却，在内管外壁按要求包裹多层隔热材料，并加入吸气剂； 3套装把包扎后的内管套入外管，并按要求留出焊接尺寸；
4焊I端按评定后的焊接工艺焊I端后，及时加保温套保温处理； 5预应力处理对内管加热伸长进行预应力处理；' 6焊II端按焊I端方式进行焊接II端；
7x射线在线探伤'对管子两端环焊缝探伤检测，并按GB3323评定；
8加热抽真空对内管边加热边抽真空，抽至10'^a数量级；
9真空堵焊'在真空状态下堵焊，并进行加强补焊； 10磁粉探伤对堵孔焊缝进行探伤检测； 11测视导热系数用专用仪器测视导热系数； 12加工螺纹按API SPEC 5B标准进行BCSG螺纹加工和检验；
13装密封圈涂密封脂给接箍装密封圈并涂专用高温密封脂；
14上接箍按API SPEC 5CT标准要求打三角机紧标记，并按规定的机紧扭 矩和位置机紧接箍；
15通径使用标准通径规对管体进行100°/。全长通径检查；
16整体测试按标准要求对成品管进行抽检，分别做抗内压、抗外挤、整体 抗拉载荷和平直度检测；
17上螺纹保护器按要求拧上内、外螺纹保护器； 18刷漆喷标按要求对管子表面刷漆并喷漆印标记； 19打包按规定打包。
特别说明超临界隔热油管所用管材(包括外管、内管、衬管)为P110钢 级的耐热钢；超临界隔热油管所用焊丝为药芯焊丝；超临界隔热油管焊接所用 保护气体为高纯度的氩气和二氧化碳混合气体；超临界隔热油管常温抗内压试 验压力为40MPa，常温抗外挤试验压力45MPa;超临界隔热油管视导热系数为 0.01W/m 。C 0.Q4 W/m 。C 。
权利要求
1、一种超临界隔热油管的制造方法，其特征是包括(一)外管的预处理包括材料的选择使用P110钢级的耐热钢，按内管的配制尺寸下外管料，打抽气孔，用除锈机对外管内壁进行除锈处理，和内管一同进加热除气炉，加热至380℃以上并进行保温处理；(二)内管的预处理包括材料的选择使用P110钢级的耐热钢，按外管的配制尺寸下内管料，在胀镦机上进行中频加热，把内管两端头胀成喇叭口形状，用外壁除锈机对内管外壁进行除锈处理，按配对要求车内管喇叭口端面，和外管一同进加热除气炉，加热至380℃以上并进行保温处理，出炉后冷却到一定温度，在内管外壁包裹多层隔热材料，并加放吸气剂；(三)套装把包扎后的内管套入外管，并按要求留出焊接尺寸；(四)焊接I端将内外管焊接在一起，所用焊丝为药芯焊丝，焊接所用保护气体为高纯度氩气和二氧化碳混合气体，焊接后保温处理；(五)预应力处理对内管加热伸长进行预应力处理；(六)焊接II端将内外管焊接在一起，所用焊丝为药芯焊丝，焊接所用保护气体为高纯度氩气和二氧化碳混合气体，焊接后保温处理；(七)x射线在线探伤对管子两端环焊缝探伤检测；(八)加热抽真空对内管边加热边抽真空至10-2Pa数量级；(九)真空堵焊在真空状态下堵焊，并进行加强补焊；(十)磁粉探伤对堵孔焊缝进行探伤检测；(十一)测量并控制导热系数为0.01W/m·℃～0.04W/m·℃；(十二)两端车螺纹；(十三)装密封圈涂密封脂给接箍装密封圈并涂高温密封脂；(十四)上接箍打三角机紧标记，并按规定的机紧扭矩和位置机紧接箍；(十五)通径使用标准通径规对隔热管通径检查。
全文摘要
本发明涉及一种油管加工领域的制造方法，特别涉及一种超临界隔热油管的制造方法。技术方案包括内、外管的选材和预处理，套装，焊接所用焊丝为药芯焊丝，焊接所用保护气体为氩气和二氧化碳混合气体，焊接后保温一定时间并进行预应力处理，x射线在线探伤，加热抽真空，真空堵焊，磁粉探伤，控制导热系数为0.01W/m·℃～0.04W/m·℃，两端车螺纹，装密封圈涂密封脂，上接箍，通径，整体测试，常温抗内压试验压力在40MPa以上，常温抗外挤试验压力在45MPa以上，上螺纹保护器。本发明从选材和工艺条件上进行改进和攻关，以提高隔热油管的性能指标，可以满足注汽压力26MPa，注汽温度400℃，通过工艺组合下井深度可达2300m的工况。
文档编号E21B17/00GK101187292SQ200710115069
公开日2008年5月28日 申请日期2007年11月29日 优先权日2007年11月29日
发明者房晓艳, 李全引, 杜永欣, 王建民, 王新国, 王理学, 勇 翟, 赵正琪 申请人:胜利油田孚瑞特石油装备有限责任公司