采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法
【专利摘要】一种采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法，包括步骤如下：第一步，将待加工的内衬管的一端夹持到固定机构上，另一端连到导杆或绳索的一端上；第二步，将待加工的外基管穿到所述导杆或绳索上；第三步，通过所述导杆或绳索的另一端对所述内衬管进行拉伸，所述内衬管被拉长时，其外径减小；当所述内衬管的外径减小到可使所述外基管套进所述内衬管时，将所述外基管套进所述内衬管；第四步，解除对所述内衬管的拉伸，所述内衬管回弹，长度减小，外径涨大；所述内衬管与所述外基管之间过盈配合。本发明的方法原理简单，过程易于实现，适宜工业化生产。
【专利说明】采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及尤其设备加工【技术领域】，尤其是涉及一种采用对内衬管拉伸缩径实现 内衬双金属复合管生产的方法。
【背景技术】
[0002]在酸性油气田开发过程中，酸性介质会造成普通碳钢管材的严重腐蚀，选择合适 的不锈钢材料能抵抗介质的腐蚀，但若采用纯不锈钢管材，则其成本将非常昂贵，给油气 田开发带来难以承受的成本压力，这种情况下选用内衬不锈钢复合管不啻为一个合理的选 择。内衬不锈钢复合管兼顾了不锈钢管的耐蚀性，碳钢管的承压能力和较低廉的价格，在保 证使用效果的前提下，可极大地降低成本。
[0003]不锈钢复合管目前主要采用机械复合和冶金复合两种方式，机械复合主要有机械 拉拔、爆燃复合和液压加衬等技术。
[0004]爆燃式复合为外基管与内衬管同轴装配后，内衬管内装入适当控制的炸药，利用 其爆炸产生的瞬间爆燃力，通过介质传递给内衬管。使内衬管发生塑性变形，使外基管发生 弹性变形，在爆炸完成的瞬间，外基管的回弹量远大于内衬管，从而使基、衬管达到紧密的 过盈贴合，达到复合状态。爆燃式复合在生产过程中对于装药量的控制需要大量的工艺验 证，成本较高，同时成型方式较为危险，需专业火工品人员进行操作。
[0005]液压式复合为先将两管套装在一起，将钢管两端机械密封后，对钢管内腔充水加 压，随着管内压力升高，内层管由弹性变形状态进入塑性变形状态，并紧贴外管。当管内压 力达一定值时，外管发生弹性变形，两管紧密贴合在一起，当内管压力卸除后，如外管弹性 回复能力大于内管的弹性回复能力，则内外管紧密贴合。当然进行这一操作的过程中，要采 用外包模具将外管卡住，以保证复合后外管的外径尺寸。采用这种方式的弊端在于对每一 规格复合管的生产均需配备一套外包模具，更换不同规格时得更换相应的模具影响生产效 率，同时模具的加工需要成本，同时模具的存放要占用空间，同时受水压设备加载能力的限 制，可复合的材料和产品规格范围受到很大限制，尤其是厚壁管的复合。
[0006]传统机械式拉拔复合技术通过模具进行外基管的缩径变形，或者内衬管的扩径变 形，从而达到机械结合。拉拔复合工艺流程为:复合管接触表面清洁一配管一一端热缩头 冷拔一表面抛光。它先是将薄的不锈钢内衬管轧制成异型管，使管径缩小，然后再套入碳钢 外基管中，用一拉挤模放在内衬管一端内作轴向的扩挤运动，使内衬管紧贴在碳钢外基管 内表面。拉拔法一般都附带缩径加工和扩径加工,这取决于外基管和内衬管之间弹性模量 的差异、加工性能的不同以及衬层是在内或在外的不同等。机械式拉拔的缺点与液压式类 似，生产不同规格复合管需一套锥形拉挤模，更换不同规格时得更换相应的模具影响生产 效率，同时模具的加工需要成本。机械式拉拔的模具表面与管材的表面全接触,在拉拔过程 中为滑动式的相对运动，摩擦阻力大，成型力大，能耗高，同时也有可能造成内衬管的磨擦 损伤。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于设计一种新型的采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合 管生产的方法，解决上述问题。
[0008]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0009]一种采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法，包括步骤如下:
[0010]第一步，将待加工的内衬管的一端夹持到固定机构上，另一端连到导杆或绳索的 一端上；
[0011]第二步，将待加工的外基管穿到所述导杆或绳索上；
[0012]第三步，通过所述导杆或绳索的另一端对所述内衬管进行拉伸，所述内衬管被拉 长时，其外径减小；当所述内衬管的外径减小到可使所述外基管套进所述内衬管时，将所述 外基管套进所述内衬管；
[0013]第四步，解除对所述内衬管的拉伸，所述内衬管回弹，长度减小，外径涨大；所述内 衬管与所述外基管之间过盈配合。
[0014]还包括第五步，按通常的方法进行双金属复合管的加工生产。
[0015]在所述第一步之前，还包括对待加工的所述外基管和待加工的所述内衬管的预处 理步骤，所述预处理步骤包括:
[0016]将所述外基管的内表面通过打砂和/或喷砂的方式进行除锈、清洁，并有意造成 粗糙度；将所述内衬管清洁酸洗。
[0017]所述的有意造成粗糙度，是指在所述外基管的内表面上形成锚纹和/或锚纹深度。
[0018]所述外基管的长度小于所述内衬管的长度；第一步中，所述导杆或绳索的长度大 于待加工的所述内衬管的长度。
[0019]所述内衬管的长度小于13000mm,所述外基管的长度小于12500mm。
[0020]弟一步,将待加工的内衬管的一端夹持固定，另一端缩径、夹持后连到所述导杆或 绳索的一端上。
[0021]第三步中，所述的当所述内衬管的外径减小到可使所述外基管套进所述内衬管 时，将所述外基管套进所述内衬管，是指当所述内衬管的外径小于所述外基管的内径时，将 所述外基管套进所述内衬管。
[0022]所述外基管为碳钢管，所述内衬管为不锈钢管；所述外基管为无缝钢管、或者焊接 钢管、或者高频电阻焊钢管。
[0023]所述内衬管与所述外基管的内外径尺寸通过理论计算、试验验证确定。
[0024]本发明属于机械制造【技术领域】，涉及一种采用对内衬管通过拉伸缩径，进行衬 (内)基(外)管过盈装配，实现内衬双金属复合管生产的方法。
[0025]本发明的目的就是解析出双金属复合管制造的核心就是实现衬(内)基(外)管 过盈装配的实质，提出一种采用对内衬管通过拉伸缩径，进行衬(内)基(外)管过盈装配， 实现内衬双金属复合管生产的方法。
[0026]本发明的有益效果可以总结如下:
[0027]1、本发明的效果就是解析出双金属复合管制造的核心是实现衬(内)基(外)管 过盈装配的实质，提出一种采用对内衬管通过拉伸缩径，进行衬(内)基(外)管过盈装配，实现内衬双金属复合管生产的方法。该方法原理简单，过程易于实现，适宜工业化生产。
[0028]2、本发明结构简单，无复杂零件的加工，使用方便，实施成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1所示的为将内衬管的一端加持固定，另一端略微缩径、加持后连到导杆或绳 索；
[0030]图2所示的为将外基管(外管)穿到导杆或绳索；
[0031]图3所示的为通过导杆或绳索的另一端对内衬管(内管)进行拉伸，内衬管被拉 长时，其外径减小，外径减小到可使外基管套进内衬管时，将外基管套进内衬管；
[0032]图4所示的为解除对内衬管的拉伸，内衬管回弹，长度减小，外径涨大，得到衬 (内)基(外)管过盈装配。
[0033]其中，I内衬管，2导杆或绳索，3外基管，4夹持机构。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]如图1-4所示的一种采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法， 包括步骤如下:
[0036]第一步，将待加工的内衬管I的一端夹持到固定机构上，另一端连到导杆或绳索2 的一端上；
[0037]第二步，将待加工的外基管3穿到所述导杆或绳索2上；
[0038]第三步，通过所述导杆或绳索2的另一端对所述内衬管I进行拉伸，所述内衬管I 被拉长时，其外径减小；当所述内衬管I的外径减小到可使所述外基管3套进所述内衬管I 时，将所述外基管3套进所述内衬管I ;
[0039]第四步，解除对所述内衬管I的拉伸，所述内衬管I回弹，长度减小，外径涨大；所 述内衬管I与所述外基管3之间过盈配合。
[0040]在更加优选的实施例中，还包括第五步，按通常的方法进行双金属复合管的加工生产。
[0041 ] 在更加优选的实施例中，还包括第五步，在所述第一步之前，还包括对待加工的所 述外基管3和待加工的所述内衬管I的预处理步骤，所述预处理步骤包括:将所述外基管3 的内表面通过打砂和/或喷砂的方式进行除锈、清洁，并有意造成粗糙度；将所述内衬管I 清洁酸洗。所述的有意造成粗糙度，是指在所述外基管3的内表面上形成锚纹和/或锚纹 深度。
[0042]在更加优选的实施例中，所述外基管3的长度小于所述内衬管I的长度；第一步 中，所述导杆或绳索2的长度大于待加工的所述内衬管I的长度。
[0043]在更加优选的实施例中，所述内衬管I的长度小于13000mm，所述外基管3的长度 小于12500mm。弟一步，将待加工的内衬管I的一端夹持固定，另一端缩径、夹持后连到所述 导杆或绳索2的一端上。第三步中，所述的当所述内衬管I的外径减小到可使所述外基管3套进所述内衬管I时，将所述外基管3套进所述内衬管1，是指当所述内衬管I的外径小 于所述外基管3的内径时，将所述外基管3套进所述内衬管I。
[0044]在更加优选的实施例中，所述外基管3为碳钢管，所述内衬管I为不锈钢管；所述 外基管3为无缝钢管、或者焊接钢管、或者高频电阻焊钢管。所述内衬管I与所述外基管3 的内外径尺寸通过理论计算、试验验证确定。
[0045]在某个具体的实施例中:
[0046]I)将外基管3 ( —般采用成本较低的碳钢管)的内表面通过打砂(喷砂)的方式 进行除锈、清洁，并有意造成一定的粗糙度(锚纹、锚纹深度)；
[0047]2)将内衬管I ( 一般采用抗腐蚀的不锈钢管，或者抗磨损、抗冲蚀等特殊功能的其 它薄壁钢管)清洁酸洗；内衬管I与外基管3的内外径尺寸通过理论计算、试验验证确定: 内衬管I受拉伸以后的外径比外基管3的内径小以使内衬管I能穿过外基管3 ;同时应使 内衬管I在不受拉伸(拉伸卸载)后，因为回弹，内衬管I外径能大于外基管3内径，达到 内衬管I与外基管3间的过盈配合；
[0048]3)将内衬管1(内管，可长至13000mm)的一端加持固定，另一端略微缩径、加持后 连到导杆(长度应大于内衬管I长度)或绳索；
[0049]4)将外基管3(外管，应比内衬管I短，根据需要可长至12500mm)穿到导杆或绳索 2 ；
[0050]5)通过导杆或绳索2的另一端对内衬管I (内管)进行拉伸，拉伸处于弹性变形阶 段，伸长长度通过精确计算及验证获得，内衬管I被拉长时，最关键的是其外径减小，外径 减小到可使外基管3套进内衬管I时，将外基管3套进内衬管I ;
[0051]6)解除对内衬管I的拉伸，内衬管I回弹，长度减小，外径涨大，得到衬(内)基 (外)管过盈装配；
[0052]7)随后可按通常的方法进行双金属复合管的加工生产。
[0053]8)该方法适用于外基管3为无缝钢管、或者焊接钢管的内衬复合加工工艺。因为 高频电阻焊钢管的尺寸精度较高，该方法更适合于外基管3为高频电阻焊钢管(ERW、HFW钢 管)的内衬复合加工。
[0054]以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明 白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、 等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法，其特征在于，包括步骤如下:第一步，将待加工的内衬管的一端夹持到固定机构上，另一端连到导杆或绳索的一端上;第二步，将待加工的外基管穿到所述导杆或绳索上；第三步，通过所述导杆或绳索的另一端对所述内衬管进行拉伸，所述内衬管被拉长时， 其外径减小；当所述内衬管的外径减小到可使所述外基管套进所述内衬管时，将所述外基管套进所述内衬管；第四步，解除对所述内衬管的拉伸，所述内衬管回弹，长度减小，外径涨大；所述内衬管与所述外基管之间过盈配合。
2.根据权利要求1所述的采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法， 其特征在于:还包括第五步，按通常的方法进行双金属复合管的加工生产。
3.根据权利要求1所述的采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法， 其特征在于:在所述第一步之前，还包括对待加工的所述外基管和待加工的所述内衬管的预处理步骤，所述预处理步骤包括:将所述外基管的 内表面通过打砂和/或喷砂的方式进行除锈、清洁，并有意造成粗糙度；将所述内衬管清洁酸洗。
4.根据权利要求3所述的采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法， 其特征在于:所述的有意造成粗糙度，是指在所述外基管的内表面上形成锚纹和/或锚纹深度。
5.根据权利要求1所述的采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法， 其特征在于:所述外基管的长度小于所述内衬管的长度；第一步中，所述导杆或绳索的长度大于待加工的所述内衬管的长度。
6.根据权利要求1所述的采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法， 其特征在于:所述内衬管的长度小于13000mm，所述外基管的长度小于12500mm。
7.根据权利要求1所述的采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法， 其特征在于:第一步，将待加工的内衬管的一端夹持固定，另一端缩径、夹持后连到所述导杆或绳索的一端上。
8.根据权利要求1所述的采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法， 其特征在于:第三步中，所述的当所述内衬管的外径减小到可使所述外基管套进所述内衬管时，将所述外基管套进所述内衬管，是指当所述内衬管的外径小于所述外基管的内径时， 将所述外基管套进所述内衬管。
9.根据权利要求1所述的采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法， 其特征在于:所述外基管为碳钢管，所述内衬管为不锈钢管；所述外基管为无缝钢管、或者焊接钢管、或者高频电阻焊钢管。
10.根据权利要求1所述的采用对内衬管拉伸缩径实现内衬双金属复合管生产的方法，其特征在于:所述内衬管与所述外基管的内外径尺寸通过理论计算、试验验证确定。
【文档编号】B21D39/04GK103600000SQ201310652690
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】李记科, 杨红兵, 李安强, 王长安, 聂向晖, 吴金辉, 杨专钊, 王耀光 申请人:北京隆盛泰科石油管科技有限公司