一种连续油管镀铬装置的制作方法

文档序号:15778865发布日期:2018-10-30 16:07阅读:320来源:国知局

本发明涉及一种连续油管防腐增硬装置及方法,特别涉及一种连续油管镀铬装置。



背景技术:

随着连续油管技术的不断发展,推动了连续油管采油或煤层气技术发展及应用,现有的连续油管具有很好的挠性,一卷连续油管长几千米,可以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,成本低的优点,而且还具有无螺纹连接,作业可靠性和安全性高;极大地减少工作量,降低劳动强度;可以不停产带压作业,减少对油层伤害的优点。特别适合应用于带压作业、水平井及大斜度井作业,在油气勘探与开发中发挥越来越重要的作用。

目前,大多数的油井,由于地层能量充足,流速较高,且含有大量的硫化氢气体,因此,对连续油管的防腐增硬就是一个很重要的课题。现有的油管防腐工艺一般是通过在连续油管外壁涂抹防腐剂,进而降低外壁的腐蚀,其并不能解决几千米长的连续油管的内壁防腐问题,另外,连续油管在采油时,由于采出液体的通过量比较大,而且含有较小颗粒,会对连续油管的管壁不停的磨损,进而使管壁变薄,减少其使用寿命,因此,现有的防腐工艺也不能解决连续油管的增硬问题,上述的问题会导致采用连续油管的油井在局部损坏的情况下,只能整体提出连续油管,甚至严重的要报废整根连续油管,其代价较大,费用较高。

中国专利文献号为104711650a,专利名称为《无缝钢管的电镀方法》,其由以下步骤组成:步骤一,配置电镀铬溶液组合物;步骤二,取无缝钢管,封闭无缝钢管的内部,只暴露无缝钢管的外周表面,搅拌条件下,在29-35℃下,控制电流密度16-20a/dm2,调整电镀铬溶液的ph值为2.5-3.1,阳极电极为高纯石墨电极,电镀时间40-50min,即在无缝钢管表面形成硬铬层。本发明的方法得到的镀层厚度均匀,镀层的结合度好,表面光洁度高,由于没有形成有毒的六价铬离子,环保性好;电镀后的无缝钢管可用于制备纺纱辊,具有良好的动平衡,延长了使用寿命,提升了使用效果,实现了意想不到的技术效果。但是其仍然存在一个问题是:该发明只针对无缝钢管的外壁进行镀铬,内壁并没有镀铬,这就不能满足内壁增硬的需要;另外,由于连续油管的长度太长,现有的工艺无法满足内壁镀铬的需要。

中国专利文献号为1064901a,专利名称为《深孔定尺寸镀铬装置及工艺方法》,特别适用于内径为φ30-φ100mm、长度为4500-8000mm的管状工件,其工件采用卧式水平放置,阴极(工件)旋转,阳极往复运动,并通入低浓度电解液,通过控制电镀工艺参数,即可获得光亮、致密、粗糙度、尺寸精度和形位精度符合要求的镀层。镀层沉积速度快、效率高;电解液采用封闭循环,劳动条件好,无环境污染。其针对的是长度为4500mm—8000mm的管状工件,与本发明要求几千米的连续油管,其要求相差甚远。

中国专利文献号为01851774a,专利名称为《卧式镀铬装置》,包括机体、直流电源、镀槽、工件转动装置和铬雾回收装置,其特征是:镀槽为子母槽,子槽内设仿型阳极,底部设有法兰接管与母槽相接,机体的一端有减速传动机构,另一端设有铬雾回收装置,母槽设在子槽的下方,子母槽通过法兰接管接合,管中设有液下泵,导电铜排与仿型阳极相接,阴极导电环设在减速机的传动轴上,工件转动装置由减速机构通过工装用法兰与工件接合。结构简单,不需要建高的厂房;在圆周上镀层均匀,短时间停电不受影响,不工作时电镀液完全储存在母槽中,便于设备的维修和保养,工件装夹方便、操作安全、生产效率高,环保效果好,不易造成环境污染,可节电50%。该发明主要用于液压汽车起重机的一个活塞杆,长度是6-10米之间,与本发明的要求也是差别较大。



技术实现要素:

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷,提供一种连续油管镀铬装置,通过专用的设备来实现几千米长度的连续油管的镀铬要求,实现了连续油管的防腐增硬的功能,而且使连续油管的内壁和外壁及外端部均实现镀铬,实现了连续油管内腔及外端部的镀铬。

本发明提到的一种连续油管镀铬装置,其技术方案是:包括放管机(1)、电镀池(2)、配电箱(3)、收管机(4)、铬片组(7)、铬片固定器(8)、快速电夹(9)、整流器(10)、电镀液输出管(11)、导线(13)、负极导线棒(14)、单级导线(15)、电刷载体(16)、电刷(17)、电镀液输入管(20)、电泵(21)、正极电棒(22)、固定杆(24)、k2cro4溶液(26)和支撑架(31),所述电镀池(2)的两侧外壁分别设有连续油管(23)通过的通孔,在电镀池(2)的两侧外部分别设有放管机(1)和收管机(4),在放管机(1)上缠绕连续油管(23),在电镀池(2)的内腔安设有支撑架(31),所述支撑架(31)的下侧安装有水平放置的正极电棒(22),正极电棒(22)通过多个快速电夹(9)与多个铬片固定器(8)上固定的铬片组(7)连接;在支撑架(31)的上部安装有水平设置的固定杆(24),在固定杆(24)上分布有多个电刷载体(16),电刷载体(16)通过电刷(17)与移动的连接油管的外壁保持接触;所述支撑架(31)的顶部安装有水平设置的负极导线棒(14),通过负极导线棒(14)连接多个电刷载体(16);在配电箱(3)内安装有整流器(10),整流器(10)的正极通过导线(13)连接到正极电棒(22),负极通过导线(13)连接到负极导线棒(14);

所述的电镀池(2)的内腔一侧设有电镀液输入管(20),电泵(21)安装在电镀液输入管(20)上,所述电镀液输入管(20)通过放管动密封(5)连接到放管机(1)的旋转轴的一端,旋转轴的另一端通过放管动密封(5)连接连续油管的内端部;在电镀池(2)的内腔的另一侧设有电镀液输出管(11),通过收管动密封(6)连接到收管机(4)的旋转轴的一端,旋转轴的另一端通过收管动密封(6)连接连续油管的外端部,其中,放管机(1)和收管机(4)的旋转轴均为中空结构。

优选的,上述电镀池(2)的两侧外壁的通孔上设有单向密封圈(27),用于与连续油管(23)的外壁进行密封,且所述的电镀池(2)的右侧的通孔上设有备用密封盖(12)。

优选的,上述放管机(1)的旋转轴为中空结构,且中空的旋转轴的一端通过放管动密封(5)连接到电镀液输入管(20)的端部;中空的旋转轴的另一端通过放管动密封(5)连接到连续油管(23)的内端部。

优选的,上述收管机(4)的旋转轴为中空结构,且中空的旋转轴的一端通过收管动密封(6)连接到电镀液输出管(11)的端部;中空的旋转轴的另一端通过收管动密封(6)连接到连续油管(23)的外端部。

优选的,上述放管动密封(5)包括动密封压帽(5.1)和动密封载体(5.2)组成,在旋转轴的两端分别活动连接动密封压帽(5.1),在动密封压帽(5.1)与旋转轴(34)的端部之间形成一个凹槽,所述动密封载体(5.2)的外壁设有一个凸环,该凸环与凹槽配合,且所述动密封载体(5.2)的外侧通过多个密封圈与旋转轴的内壁配合,所述的动密封载体(5.2)的外端连接到电镀液输入管(20)和连续油管(23)的内端部。

优选的,上述的连续油管(23)的外端部内腔安装一个单向阀(28),用于提升连续油管的压力差,便于电镀液充盈整个连续油管的内腔。

优选的,上述的固定杆(24)上分布有三组以上的电刷载体(16),所述电刷载体(16)为圆筒形结构,连续油管穿过多组圆筒形结构的电刷载体(16),且在每个电刷载体(16)的外壁上设有三个电刷固定孔,且间隔120度分布,在每个电刷固定孔内通过弹簧(17.1)和凸台(17.2)配合将电刷(17)连接,每个电刷(17)的末端与连续油管的外壁接触,电刷的另一端通过单级导线(15)连接到负极导线棒(14)。

优选的,上述的负极导线棒(14)通过绝缘套(19)与支撑架(31)连接,且在负极导线棒(14)的两端通过固定压帽(18)将导线(13)固定连接。

优选的,上述的电镀池(2)的底部安装有备用加热电阻(30),在电镀液输入管(20)上安设有压力表(29)。

优选的,上述的负极导线棒(14)上连接的多组电刷载体(16)分别与正极电棒(22)上连接的多组铬片组(7)相互对应,形成均匀的电场。

本发明的有益效果是:本发明将静态的电镀方案修改为动态的电镀方案,而且通过放管机和收管机的稳定配合,实现连续油管的连续缓慢在电镀池中移动;并且,通过放管机和收管机的旋转轴采用中空结构,放管机的旋转轴的一端连接电镀液输入管,另一端连接连续油管的内端部;另外,在收管机的旋转轴的一端连接电镀液输出管,另一端连接连续油管的外端部,从而形成了一个电镀液的循环通道,通过电泵将电镀液从电镀池中注入到连续油管的内腔,再流出到电镀池中,实现电镀液在连续油管内腔的循环;由于需要连续油管的内腔在电镀时需要充满电镀液,所以在连续油管的末端,也就是外端部安装单向阀,通过单向阀的增压作用,使连续油管的内腔充满电镀液,这样,有利于整个连续油管内腔电镀均匀;另外,为了提高电镀均匀,在负极导线棒上连接多组电刷载体,每个电刷载体的外壁上设有三个电刷固定孔,且间隔120度分布,在每个电刷固定孔内安装电刷,每个电刷的末端与连续油管的外壁接触,电刷的另一端通过单级导线连接到负极导线棒,从而使电镀池中的连续油管在均匀电场的作用下,更好的实现铬的电镀,使连续油管的内壁和外壁及外端部均实现镀铬,实现了连续油管的防腐增硬的功能,延长了连续油管的使用寿命,提高了采油作业的效率。

附图说明

附图1是本发明的整体结构示意图;

附图2是对连续油管的外端部电镀的结构示意图;

附图3是连续油管接入收管机之前进行电镀的结构示意图;

附图4是旋转轴的一侧与动密封的连接示意图;

附图5是电刷载体与连续油管配合的截面图;

上图中:放管机1、电镀池2、配电箱3、收管机4、放管动密封5、收管动密封6、铬片组7、铬片固定器8、快速电夹9、整流器10、电镀液输出管11、备用密封盖12、导线13、负极导线棒14、单级导线15、电刷载体16、电刷17、固定压帽18、绝缘套19、电镀液输入管20、电泵21、正极电棒22、连续油管23、固定杆24、固定螺母25、k2cro4溶液26、单向密封圈27、单向阀28、压力表29、备用加热电阻30、支撑架31、临时管线32、连接头33、旋转轴34、弹簧17.1和凸台17.2。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1,参照附图1-5,本发明提到的一种连续油管镀铬装置,其技术方案是:包括放管机1、电镀池2、配电箱3、收管机4、铬片组7、铬片固定器8、快速电夹9、整流器10、电镀液输出管11、导线13、负极导线棒14、单级导线15、电刷载体16、电刷17、电镀液输入管20、电泵21、正极电棒22、固定杆24、k2cro4溶液26和支撑架31,所述电镀池2的两侧外壁分别设有连续油管23通过的通孔,在电镀池2的两侧外部分别设有放管机1和收管机4,在放管机1上缠绕连续油管23,在电镀池2的内腔安设有支撑架31,所述支撑架31的下侧安装有水平放置的正极电棒22,正极电棒22通过多个快速电夹9与多个铬片固定器8上固定的铬片组7连接;在支撑架31的上部安装有水平设置的固定杆24,在固定杆24上分布有多个电刷载体16,电刷载体16通过电刷17与移动的连接油管的外壁保持接触;所述支撑架31的顶部安装有水平设置的负极导线棒14,通过负极导线棒14连接多个电刷载体16;在配电箱3内安装有整流器10,整流器10的正极通过导线13连接到正极电棒22,负极通过导线13连接到负极导线棒14;

所述的电镀池2的内腔一侧设有电镀液输入管20,电泵21安装在电镀液输入管20上,所述电镀液输入管20通过放管动密封5连接到放管机1的旋转轴的一端,旋转轴的另一端通过放管动密封5连接连续油管的内端部;在电镀池2的内腔的另一侧设有电镀液输出管11,通过收管动密封6连接到收管机4的旋转轴的一端,旋转轴的另一端通过收管动密封6连接连续油管的外端部,其中,放管机1和收管机4的旋转轴均为中空结构。

参照附图1,本发明的电镀池2的两侧外壁的通孔上设有单向密封圈27,用于与连续油管23的外壁进行密封,这样在连续油管向右侧缓慢移动时,其密封效果更好,且所述的电镀池2的右侧的通孔上设有备用密封盖12,这样,在连续油管刚进入电镀池中时,可以将备用密封盖密封住电镀池右侧的通孔,使连续油管的外端部顺利的电镀完成。

参照附图1、4,本发明的放管机1的旋转轴为中空结构,且中空的旋转轴的一端通过放管动密封5连接到电镀液输入管20的端部;中空的旋转轴的另一端通过放管动密封5连接到连续油管23的内端部。

另外,收管机4的旋转轴为中空结构,且中空的旋转轴的一端通过收管动密封6连接到电镀液输出管11的端部;中空的旋转轴的另一端通过收管动密封6连接到连续油管23的外端部。

更具体的是:本发明的放管动密封5包括动密封压帽5.1和动密封载体5.2组成,在旋转轴的两端分别活动连接动密封压帽5.1,在动密封压帽5.1与旋转轴34的端部之间形成一个凹槽,所述动密封载体5.2的外壁设有一个凸环,该凸环与凹槽配合,且所述动密封载体5.2的外侧通过多个密封圈与旋转轴的内壁配合,所述的动密封载体5.2的外端连接到电镀液输入管20和连续油管23的内端部。

还有,连续油管23的外端部内腔安装一个单向阀28,用于提升连续油管的压力差,便于电镀液充盈整个连续油管的内腔,进而使电镀的效果更好。

参照附图5,固定杆24上分布有三组以上的电刷载体16,所述电刷载体16为圆筒形结构,连续油管穿过多组圆筒形结构的电刷载体16,且在每个电刷载体16的外壁上设有三个电刷固定孔,且间隔120度分布,在每个电刷固定孔内通过弹簧17.1和凸台17.2配合将电刷17连接,每个电刷17的末端与连续油管的外壁接触,电刷的另一端通过单级导线15连接到负极导线棒14。

本发明的负极导线棒14通过绝缘套19与支撑架31连接,且在负极导线棒14的两端通过固定压帽18将导线13固定连接。

电镀池2的底部安装有备用加热电阻30,可以对电镀液的温度进行调节,在电镀液输入管20上安设有压力表29,便于观察循环通道的压力变化。

再者,负极导线棒14上连接的多组电刷载体16分别与正极电棒22上连接的多组铬片组7相互对应,形成均匀的电场,这样使电镀的效果更好更均匀。

本发明提到的一种连续油管镀铬装置的使用方法,包括以下步骤:

一、起镀:由于连续油管开始电镀时,整个连续油管的系统是开放的,参照附图2,(需要说明的是:放管机一侧的连续油管正常为多圈,此图只画有一圈示意,图1和图3也是此种情况),电镀液输入管20通过放管动密封5连接到放管机1的旋转轴的一端,旋转轴的另一端通过放管动密封5连接连续油管的内端部,其中,旋转轴为中空结构;所以先将靠近收管机4处的通孔安装上密封盖12,堵住电镀池2右侧的通孔,再将电镀池2的电镀液的液面提高到工作液面;开启配电箱3对整个系统进行供电,启动放管机1,将连续油管的外端部缓缓输送到电镀池2中,并且淹没在电镀液(k2cro4溶液)中,此时,开启整流器10的开关,通过整流器10连接电镀池内的正极电棒22和负极导线棒14,其中,正极电棒22安装在支撑架31上,正极电棒22通过多个快速电夹9分别连接铬片组7,每个铬片组7的下端通过铬片固定器8连接;所述负极导线棒14固定在支撑架31的顶部,且下部分别通过单级导线15连接电刷载体16,所述电刷载体16安装在固定杆24上,固定杆24安装在支撑架31的上部,连续油管的外端部的电镀过程与正常的工件一样,直至连续油管的外端部电镀完成;

二、当连续油管的外端部电镀完成后,启动电泵21,使电镀池2内的电镀液的一部分通过电镀液输入管20输送到连续油管23的内腔,由于连续油管的长度较长,电镀池2的电镀液被大部分注入到连续油管23的内腔,从而使电镀池2内的电镀液的液面大幅下降,降低到电镀池右侧的通孔下方,这时将连续油管23通过放管机1带动移动并穿过电镀池右侧的通孔,且通过单向密封圈27将连续油管与通孔之间的缝隙密封,此时将单向阀28塞入连续油管内腔,并在连续油管的外端连接临时管线32,用来替代电镀液输出管11,并将临时管线的另一端放到电镀池2中;然后向电镀池2内注入电镀液,继续启动电泵21,使电镀液不断的泵入连续油管内腔,并不断的向电镀池2内补充电镀液,使电镀液的液面稳定在有一定高度;当泵入的电镀液从临时管线流到电镀池2中时,这时将电镀池2内的电镀液面补充到工作液面,然后,再次启动放管机1,使连续油管23回收一段距离,这时,再次启动整流器10,使连续油管的镀段增长,直至镀段的长度能满足可装入并连接到收管机4为止,关闭整流器10的开关;

三、当连续油管的外端部接入收管机4后,拆除临时管线并更换为电镀液输出管11,通过收管动密封6连接到收管机4的旋转轴的一端,旋转轴的另一端通过收管动密封6连接连续油管的外端部,其中,旋转轴为中空结构,形成电镀池2、电镀液输入管20、连续油管23、电镀液输出管11再回到电镀池2的电镀液的循环通道;然后,启动电泵21,使电镀液在上述循环通道充分循环,并保持电镀液在电镀池中的工作液位;再开启整流器10的开关,通过整流器10连接电镀池内的正极电棒22和负极导线棒14,使电镀在电场的作用下开始正常进行,实现电场覆盖下的连续油管的内腔和外壁同步电镀,根据电镀的速度启动放管机1和收管机4,使连续油管缓慢移动并达到移动的平衡和电镀的完成,直至整根连续油管完成电镀;

四、当整根连续油管电镀完成后,先停止收管机4、放管机1、电泵21和整流器20的供电,并停止配电箱3对整个系统的供电,这时,将电镀液输出管11转换为临时管线,并将其放入备用容器中,使用氮气,将连续油管内的电镀液吹出并存放到备用容器中,这时,再将电镀池2内的液体释放并保存到备用容器中,完成上述步骤后,再将放管机1和收管机4的转向相交换,使连续油管23重新复位到放管机中备用。

这样,形成的整根连续油管只有放管机1处的内端部没有被电镀,这样做的优点是,连续油管的内端部形成原电池的最薄弱部位,这样,当发生腐蚀长锈时,就可以第一时间发现,有利于对连续油管的管控。

由于连续油管具有几千米的长度,即使盘在放管机上也很大,无法用现有常规的镀铬工艺将其整体放入电镀池中进行电镀,因此,本发明将静态的电镀方案修改为动态的电镀方案,而且通过放管机和收管机的稳定配合,实现连续油管的连续缓慢在电镀池中移动;并且,通过放管机和收管机的旋转轴采用中空结构,放管机的旋转轴的一端连接电镀液输入管,另一端连接连续油管的内端部;另外,在收管机的旋转轴的一端连接电镀液输出管,另一端连接连续油管的外端部,从而形成了一个电镀液的循环通道,通过电泵将电镀液从电镀池中注入到连续油管的内腔,再流出到电镀池中,实现电镀液在连续油管内腔的循环;由于需要连续油管的内腔在电镀时需要充满电镀液,所以在连续油管的末端,也就是外端部安装单向阀,通过单向阀的增压作用,使连续油管的内腔充满电镀液,这样,有利于整个连续油管内腔电镀均匀;另外,为了提高电镀均匀,在负极导线棒上连接多组电刷载体,每个电刷载体的外壁上设有三个电刷固定孔,且间隔120度分布,在每个电刷固定孔内安装电刷,每个电刷的末端与连续油管的外壁接触,电刷的另一端通过单级导线连接到负极导线棒,从而使电镀池中的连续油管在均匀电场的作用下,更好的实现铬的电镀。

另外,本发明还根据连续油管的工作要求,特别的将连续油管的外端部和内壁和外壁进行电镀,而且,通过装置的配合实现了外端部的电镀,还需要回收放管机,再对外端部以内的连续油管进行补镀,然后,再正常的对整个连续油管进行电镀,整个电镀工艺根据连续油管的特殊要求进行了重点改进,才能够实现连续油管的外端部和内壁和外壁的电镀,并最终实现连续油管的防腐和增硬,提高了连续油管的使用寿命。

以上所述,仅是本发明的部分较佳实施例,任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此,依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换,尽属于本发明要求保护的范围。

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