專利名稱：單旋體變斷面管及其制造方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油井采油的油水分離裝置的單旋體變斷面管，尤其是涉及多段變斷面管光滑連接冷軋無縫管件，屬于冷軋無縫不銹鋼管件，本發(fā)明還涉及該管件制造方法和實(shí)施該方法的專用設(shè)備。
本發(fā)明未完成之前，石油油井開采過程中往往由于缺少油水分離裝置，打一眼油井投入很大，開采一段時(shí)間之后，難以采出油來，而成為枯井，長期困擾石油業(yè)資源潛力的發(fā)掘，造成資源浪費(fèi)，為此，引進(jìn)和采用油水分離裝置，通過油水分離過濾，可以在已不能采出油的油井，枯井復(fù)活，重新繼續(xù)采出油，一般可延長開采壽命一、二年，為油田開采帶來巨大收益，被稱謂“單旋體管”就成為該裝置不可缺少的關(guān)鍵另部件，其要求技術(shù)條件嚴(yán)格，其結(jié)構(gòu)為多管段單旋體變斷面冷軋無縫不銹鋼管件，例如兩端是圓筒管段，中間是兩段錐度不同的圓錐管段，四管段光滑連接，內(nèi)表光潔度為1.6級(jí)，是屬于變斷面冷軋無縫鋼管件。
目前，國內(nèi)公開使用和制造的變斷面冷軋無縫管件，多以圓錐管的錐度，錐頂角小于5°，變形區(qū)長度大于400mm，最小管內(nèi)徑大于20mm，通過專門設(shè)計(jì)的大型工具設(shè)備軋輥和芯棒在專用的冷軋管機(jī)上制造，本發(fā)明涉及的冷軋無縫變斷面管件，就現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足，給產(chǎn)品和工藝方法以及軋輥孔型設(shè)計(jì)和工具設(shè)計(jì)造成難點(diǎn)和問題1.管段多，變斷面差程大，四管段光滑連接大小口徑比為4∶1；2.錐度差程大，大錐頂角20°，小錐頂角1.5°；大小錐度比為13.3；3.變形區(qū)過小，錐頂角20°的其變形區(qū)只有80mm；4.兩端內(nèi)徑差程大，大端內(nèi)徑56mm，最小圓筒管內(nèi)徑14mm。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在不足之處，提供一種冷軋無縫單旋體變斷面不銹鋼管件，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)筒-錐-錐-筒四各段光滑連接變斷面整體管件，本發(fā)明的另外目的是提供一種該斷面管件的制造方法和實(shí)施該方法專門設(shè)計(jì)的大型工具設(shè)備軋輥和芯棒、引管工具。
本發(fā)明的目的是通過這樣的措施來實(shí)現(xiàn)
單旋體變斷面管件，由兩端圓筒管段與中間兩圓錐度圓管段，四管段聯(lián)結(jié)構(gòu)成，兩端管內(nèi)徑比為4∶1，管長比為2∶1，中間兩圓錐管段錐頂角比為13.3∶1，錐管長比為1∶6.34，各管連接光滑無縫的變斷面整體管件。
本發(fā)明的目的還可以通過這樣措施來達(dá)到將整體管件壁厚為3mm內(nèi)壁光潔，粗糙度為1.6級(jí)。
將兩端圓筒管內(nèi)徑設(shè)定為_56mm及_14mm中間兩錐頂角為20°及1.5°管長各為80mm及535mm，兩錐管過渡內(nèi)徑為_28mm。
本發(fā)明產(chǎn)品的制造方法依次包括如下步驟(1).取材質(zhì)1Cr18Ni9Ti或OCr18Ni9Ti，規(guī)格_89×4.5無縫管作原料，依次按如下步驟進(jìn)行處理酸洗將原料管放入酸洗槽內(nèi)，酸溶液為(容積比)硝酸8～10％，氫氟酸5～12％浸泡20～120分鐘后，用水沖洗除酸；鍍銅經(jīng)酸洗后變白管內(nèi)插入普碳鋼管，再將插入管捆管軋件用薄鋼板包裹后，放入硫酸銅配液中，其配液為CuSO415～25g/LH2SO42～4％容積比水膠 0.1～0.2Kg/m3浸放5～10分鐘后，水沖洗；皂化將鍍銅后的備料放入冷拔劑中(工業(yè)肥皂)脂肪酸度4～8％，溫度60～70℃皂液內(nèi)，浸放3～5分鐘；(2).第一道軋制軋前將經(jīng)過處理管件涂氯化石臘后，進(jìn)行軋制；軋制設(shè)備冷軋軋管機(jī)型號(hào)原蘇XΠT-75，使用公知通用的冷軋管工藝軋輥及芯棒利用軋制圓筒管孔型_89×4.5軋成_62×3冷軋管。
(3).軋件除油將第一道軋制后軋件放入氫氟酸槽，浸放30分鐘后，水沖洗除油除酸；(4).軋件固溶熱處理將除油后軋件，用電接觸加熱至1050℃，1分鐘后，自然空冷；
(5).矯直熱處理后軋件在七輥鋼管矯直機(jī)上進(jìn)行冷矯直；按前述酸洗、鍍銅、皂化相同的方法步驟將矯直后的軋件進(jìn)行處理；(6).第二道軋制軋制設(shè)備型號(hào)原蘇XΠT-55冷軋管機(jī)，軋輥按第二道孔型尺寸加工軋槽配制孔型；芯棒按第二道軋制設(shè)計(jì)芯棒加工，進(jìn)行軋制第一段錐管段及第二段錐管段前半部分；軋制速度機(jī)架往復(fù)25次/分鐘，機(jī)架行程即送軋量2～4mm；手動(dòng)轉(zhuǎn)角120°/次；(7).第三道軋制軋制設(shè)備型號(hào)原蘇XΠT-55冷軋管機(jī)，軋輥按第三道孔型設(shè)計(jì)尺寸的變形段和定徑段，加工軋槽配制孔型；芯棒按第三道設(shè)計(jì)芯棒尺寸加工并在引管內(nèi)插入芯棒端頭，將軋制件涂氯化石臘后進(jìn)行軋制；主要軋制中間段第二段圓錐管后半部和圓筒管段定徑部分，軋制按第二道與第三道銜接標(biāo)記，進(jìn)行軋制，至引管被軋制件頂出，軋至標(biāo)記處，完成成品管件軋制；(8).成品軋件進(jìn)行矯直，剪切，除油處理后，成品包裝。
本發(fā)明實(shí)施制造該單旋體變斷面管件方法專門設(shè)計(jì)的設(shè)備，包括大型工具設(shè)備軋輥和芯棒、引管工具，第一道軋輥及芯棒按通用的軋制圓管_89×4.5軋成_62×3配制；第二道軋輥及芯棒，按第二道孔型設(shè)計(jì)尺寸，加工軋輥軋槽，軋輥材質(zhì)50CrVA，軋輥熱處理后軋槽表面硬度HRc＝55～62，輥環(huán)硬度HRc＝55～59芯棒按第二道軋制設(shè)計(jì)尺寸加工制造，材質(zhì)GCr15或者CrVA，經(jīng)熱處理后HRc＝58～62，或者HRc＝52～55第三道軋輥及芯棒，按第三道軋制的孔型設(shè)計(jì)尺寸，加工軋輥軋槽，材質(zhì)與熱處理硬度要求同于第二道次軋輥材質(zhì)和軋槽表面硬度及輥環(huán)硬度；
芯棒，按軋制第三道設(shè)計(jì)尺寸加工制造，材質(zhì)與熱處理硬度要求與第二道次芯棒材質(zhì)與硬度要求相同；引管外徑＜孔型尺寸，管內(nèi)插入芯棒端頭，軋制中超成品導(dǎo)路和減小芯棒顫動(dòng)作用，防止芯棒與軋輥磕碰，損壞軋槽。
本發(fā)明的積極效果在于超出現(xiàn)有技術(shù)條件，對(duì)單旋體變斷面管件，四管段技術(shù)特征，采用三道軋制的孔型設(shè)計(jì)工藝方法，和所采用設(shè)計(jì)的設(shè)備和大型工具，使單旋體變斷面冷軋?jiān)p不銹鋼管件尺寸精度提高，內(nèi)外表面光潔粗糙度，精于1.6級(jí)；由于軋制時(shí)的芯棒控制，各管的內(nèi)孔壁及尺寸精度得到充分保證，為油田使用者在油水分離裝置使用效果提供保證，并為其油井開采帶來經(jīng)濟(jì)效益。
下面結(jié)合


如下圖1，單旋體變斷面管件的一種實(shí)施例產(chǎn)品結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2，該產(chǎn)品軋輥第二道孔型設(shè)計(jì)展開圖。
圖3，該產(chǎn)品軋制第二道芯棒設(shè)計(jì)形狀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4，該產(chǎn)品軋輥第三道孔型設(shè)計(jì)展開圖。
圖5，是軋輥第三孔型軋槽斷面圖。
圖6，是第三道軋制芯棒設(shè)計(jì)形狀結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明加以詳速。
結(jié)合圖1，單旋體變斷面管件，由兩端圓筒管段和中間兩圓錐管段，4管段聯(lián)接構(gòu)成，圓筒管a段內(nèi)徑與d段內(nèi)徑比a∶d為4∶1，管長度比La∶Ld為2∶1，中間兩圓錐管段錐頂角比α∶β為13.3∶1，錐管長度比Lb∶Lc為1∶6.34，各管聯(lián)結(jié)光滑無縫，成變斷面整體管件。
產(chǎn)品實(shí)施例，_a＝560±.05mm，_d＝14±0.05m，La＝40mm，Lb＝79.348mm，Lc＝534.78mm，Ld＝20mm，兩錐管過渡內(nèi)徑_bc＝28m，α＝20°，β＝1.5°，壁厚δ＝3mm，粗糙度1.6級(jí)，材質(zhì)1Cr18Ni9Ti本發(fā)明產(chǎn)品實(shí)施例制造方法，依次包括如下步驟(1).取原料管1Cr18Ni9Ti材質(zhì)無縫管，規(guī)格_89×4.5，依次按下步驟進(jìn)行處理酸洗在酸溶液為(容積比)硝酸10％，氫氟酸10％，溫度室內(nèi)，浸泡60分鐘之后，用水沖洗除酸；鍍銅酸洗管內(nèi)插入普碳鋼管，將管捆用薄鋼板包裹后，放入硫酸銅配液中浸泡，其配液為CuSO420g/LH2SO43％(容積比)水膠 0.18Kg/m3浸放5～10分鐘后，水沖洗；皂化將鍍銅后的管料放入冷拔劑中(工業(yè)肥皂)脂肪酸度6％，溫度68℃，皂液內(nèi)，皂化時(shí)間5分鐘；(2).第一道軋制經(jīng)過處理管件涂氯化石臘，在冷軋管機(jī)型號(hào)原蘇XIIT-75上，公知通用的冷軋管工藝軋輥使用軋制圓筒管孔型_89×4.5軋成_62×3冷軋圓筒管工藝及芯棒軋制。
(3).軋件除油軋件放入氫氟酸槽，浸放30分鐘后，水中洗除油除酸；(4).軋件固溶熱處理將除油后軋件，用電接觸加熱至1050℃，1分鐘后，自然冷卻；(5).矯直熱處理后軋件在七輥鋼管矯直機(jī)上進(jìn)行冷矯直；按前述酸洗、鍍銅、皂化相同的方法步驟將矯直后的軋件進(jìn)行處理；(6).第二道軋制軋制設(shè)備型號(hào)原蘇XΠT-55冷軋管機(jī)；軋輥參照?qǐng)D2，第二道孔型設(shè)計(jì)展開圖，按尺寸加工軋槽，配輥；芯棒參照?qǐng)D3芯棒設(shè)計(jì)形狀結(jié)構(gòu)示意，按軋機(jī)軋制螺紋管段，錐體段Lb＝55，有搬手用平面A，便于安裝用，按設(shè)計(jì)芯棒加工后；軋制第一段圓錐管及第二段圓錐管管前半部分；軋制速度機(jī)架往復(fù)25次/分鐘，機(jī)架行程，即送軋量2～4mm；手動(dòng)轉(zhuǎn)角120°/次；(7).第三道軋制
軋制設(shè)備型號(hào)原蘇XΠT-55冷軋管機(jī)，軋輥參照?qǐng)D4及圖5按第三道孔型設(shè)計(jì)尺寸的變形段A-H和定徑段H-I，加工軋槽配制軋輥；芯棒參照?qǐng)D6按第三道軋制變形段及定徑段加工依軋機(jī)配制出螺紋段，并在引管內(nèi)插入芯棒端頭；將第二道軋制后的軋件涂氯化石臘后進(jìn)行第三道軋制；按第二道與第三道次銜接標(biāo)記，進(jìn)行軋制，軋第二段圓錐管段后半部及圓筒管的定徑部分，至引管被軋制件頂出，軋至標(biāo)記處，完成成品管件軋制；(8).成品軋件進(jìn)行矯直，剪切，除油處理后，成品包裝。
本發(fā)明實(shí)施例制造單旋體斷面管件的工藝方法，專門設(shè)計(jì)的設(shè)備，包括大型工具設(shè)備軋輥和芯棒，引管工具，結(jié)合圖2是第二道次軋制的軋輥孔型設(shè)計(jì)展開圖，將軋輥軋槽按圓周劃分，列出軋槽直徑_和該軋槽寬度B，按所列孔型設(shè)計(jì)尺寸加工軋槽配制軋輥孔型，軋制的芯棒，參照?qǐng)D3第二道次芯棒形狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工配制，軋制第三道次的軋輥孔型設(shè)計(jì)展開圖，參照?qǐng)D4，將軋輥圓周劃分為變形段A-H段其軋槽直徑_與其相應(yīng)軋槽寬度B的尺寸加工軋槽配制軋輥孔型，孔型軋槽斷面，參照?qǐng)D5與圖4展開尺寸相對(duì)應(yīng)，與其配制的芯棒形狀與結(jié)構(gòu)，參照?qǐng)D6。按軋機(jī)選配螺紋與螺紋端連接段Lb213，是一段同直徑_20圓棒之后為圓錐段Lc＝272mm至_14mm為錐形體，_14mm之后用于插入引管。
權(quán)利要求
1.一種用于油井采油油水分離裝置的單旋體變斷面管件，是由兩端圓筒管段與中間兩圓錐管段聯(lián)結(jié)構(gòu)成，其特征在于兩端圓筒管段內(nèi)徑比為4∶1，管長比為2∶1，中間兩圓錐管段錐頂角比為13.3∶1，錐管長比度為1∶6.34，各管段聯(lián)結(jié)光滑無縫的變斷面整體管件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變段面管件，其特征在于整體管件壁厚為3mm內(nèi)壁光潔，粗糙度為1.6級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變段面管件，其特征在于兩端圓筒管內(nèi)徑各為_56mm及_14mm中間兩錐頂角為20°及1.5°，管長各為80mm及535mm兩錐管過渡內(nèi)徑為_28mm。
4.一種制造如權(quán)利要求1或2、3其中之一的變斷面管件的方法依次包括如下步驟(1).取材質(zhì)1Cr18Ni9Ti或OCr18Ni9Ti規(guī)格_89×4.5無縫管作原料，依次按如下步驟進(jìn)行處理酸洗將原料管放入容積比8～12％的硝酸加容積比5～12％氫氟酸溶液內(nèi)浸泡20～120分鐘后，用水沖洗除酸；鍍銅經(jīng)酸洗后變白管內(nèi)插入碳素鋼管，用薄鋼板圍裹后，放入硫酸銅配液中，浸放5～10分鐘后，水沖洗；其配液為CuSO415～25g/LH2SO42～4％容積比水膠 0.1～0.2Kg/m3皂化將鍍銅后的備料放入拔管劑(工業(yè)肥皂)脂肪酸度4～8％，溫度60～70℃皂液內(nèi)浸放3～5分鐘；(2).第一道軋制軋前將備料涂氯化石臘后，進(jìn)行第一道軋制；軋制設(shè)備型號(hào)原蘇XΠT-75冷軋管機(jī)，按通常軋制冷軋管工藝進(jìn)行；軋，輥通常軋制_89×4.5為_62×3圓筒管孔型；(3).除油第一道軋制后，將軋件放入氫氟酸槽30分鐘后后水沖洗除油除酸；(4).固溶熱處理將第一道軋后除油管用電接觸加熱至1050℃1分鐘后自然空冷；(5).矯直在七輥嬌直機(jī)進(jìn)行冷矯；按前述酸洗，鍍銅，皂化相同的步驟進(jìn)行處理，(6).第二道軋制軋制設(shè)備型號(hào)原蘇XΠT-55冷軋管機(jī)，軋輥孔型按第二道孔型尺寸加工配制，用第二道設(shè)計(jì)加工的芯棒進(jìn)行；主要軋制第一段錐管及第二段錐管前半部分；軋制速度機(jī)架往復(fù)25次/分鐘，機(jī)架行程即送軋量2～4mm；手動(dòng)轉(zhuǎn)角120°/次；(7).第三道軋制軋制設(shè)備型號(hào)原蘇XΠT-55冷軋管機(jī)；軋輥按第三道孔型設(shè)計(jì)尺寸的變形段及定徑段加工配制；用第三道芯棒及芯棒端頭插放引管后，將軋制件涂氯化石臘，進(jìn)行軋制，主要軋制中間段第二段圓錐管后半部，及圓筒管的定徑，按第二道次與第三道銜接標(biāo)記進(jìn)行軋制，至引管被軋制件頂出，軋至標(biāo)記處，完成成品管件軋制；(8).矯直，剪切，除油，包裝。
5.一種實(shí)施如權(quán)利要求4所速變斷面管件的制造方法，專門設(shè)計(jì)的設(shè)備，包括大型工具軋輥和芯棒及引管工具，第一道軋輥按適用冷軋圓筒管_89×4.5軋成_62×3，通常配制軋輥及芯棒；第二道軋輥按孔型設(shè)計(jì)第二道次孔型尺寸，加工軋槽，材質(zhì)50CrVA，軋輥熱處理后軋槽硬度HRc＝55～62輥環(huán)硬度HRc＝55～59第三道軋輥按孔型設(shè)計(jì)第三道次孔型尺寸，加工軋槽，材質(zhì)與熱處理硬度要求同于第二道次軋輥材質(zhì)和軋槽表面硬度及輥環(huán)硬度；第三道芯棒按軋制第三道設(shè)計(jì)尺寸加工制造，材質(zhì)與熱處理硬度要求與第二道次芯棒材質(zhì)與硬度要求相同；引管外徑＜孔型尺寸，內(nèi)孔插入第三道次芯棒端頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于油井采油油水分離裝置的單旋體變斷面管件,它是由四管段光滑連接為整體變斷面不銹鋼管件,還公開了制造該類管件的工藝方法和專用設(shè)備,包括:管料的酸洗,鍍銅,皂化和軋制后的除油,固溶熱處理,矯直,再處理進(jìn)行第二道次及第三道次軋制及再矯直剪切,其專用設(shè)備包括大型工具設(shè)備軋輥的專用孔型設(shè)計(jì)和芯棒設(shè)計(jì)及引管控制軋制,使產(chǎn)品內(nèi)外表面光潔,管段內(nèi)尺寸精度得到保證,滿足油井開采使用要求,具有帶來油井開采的經(jīng)濟(jì)效益的積極效果。
文檔編號(hào)B21B17/02GK1343536SQ0012300
公開日2002年4月10日 申請(qǐng)日期2000年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月19日
發(fā)明者丁增偉, 李春寬 申請(qǐng)人:鞍山鋼鐵集團(tuán)公司