通過光亮退火消除液壓流體污染物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于清潔管狀部件的方法和設(shè)備。存儲(chǔ)裝置保持成品形式的管狀部件，并且輸送裝置從第一存儲(chǔ)裝置輸送管狀部件。氣體被供給通過管狀部件。加熱裝置加熱被拖拽的管狀部件，并且所述氣體穿過管狀部件以從管狀部件內(nèi)側(cè)清潔碎屑。
【專利說明】通過光亮退火消除液壓流體污染物
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請要求遞交于2011年11月7日的美國申請N0.13/290522的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過參考包含于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及諸如在石油勘探和生產(chǎn)中用于減少管狀部件中的污染物的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]石油勘探和生產(chǎn)中的各種系統(tǒng)使用從通常是地面位置的第一位置延伸到第二向下鉆進(jìn)位置的液壓管。液壓管包括將液壓力從第一位置傳遞到第二位置的流體。典型地，這些管以其成品形式獲得并且在管內(nèi)容納一定量碎屑，這是來自制作管的生產(chǎn)過程的殘留物。當(dāng)管投入使用時(shí)，這些碎屑易于聚集在管的底部并且阻礙管中的液壓流體傳遞力的能力。因此需要提供沒有碎屑的液壓管。本發(fā)明提供清潔這種管的內(nèi)部的設(shè)備和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一方面，本發(fā)明提供一種從管狀部件內(nèi)清除碎屑的方法，包括:使所述管狀部件從第一存儲(chǔ)裝置以成品形式穿過加熱區(qū)域；通過所述部件供給第一氣體；和在所述加熱區(qū)域處加熱所屬部件和所述第一氣體以從所述管狀部件內(nèi)清除碎屑。
[0006]另一方面，本發(fā)明提供一種用于清潔管狀部件的設(shè)備，其在具體實(shí)施例中包括:第一存儲(chǔ)裝置，其構(gòu)造成保持成品形式的管狀部件；傳輸裝置，其構(gòu)造成從所述存儲(chǔ)裝置拖拽成品形式的管狀部件；泵，其構(gòu)造成泵送氣體通過所述管狀部件；和加熱裝置，其構(gòu)造成加熱被拖拽的管狀部件和所述氣體以清潔所述管狀部件。
[0007]在此公開的設(shè)備和方法的某些特征的示例被寬泛地總結(jié)，以便可以更好地理解對其進(jìn)行的以下詳細(xì)描述。當(dāng)然有下文公開的設(shè)備和方法的額外特征形成權(quán)利要求的主題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]為了詳細(xì)地理解本發(fā)明，將參照附圖進(jìn)行以下詳細(xì)說明，其中相同的附圖標(biāo)記指示相同部件，并且其中:
[0009]圖1示出在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中用于清潔管狀部件的設(shè)備的示例性實(shí)施例；
[0010]圖2示出用于清潔是離線管狀部件的本發(fā)明的另一個(gè)設(shè)備的實(shí)施例；
[0011]圖3示出在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中用于對示例性管狀部件進(jìn)行退火和淬火的設(shè)備；和
[0012]圖4示出用于準(zhǔn)備用于本發(fā)明的清潔方法的管狀部件的示例性設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】[0013]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于使用光亮退火來清潔管狀部件102的示例性設(shè)備100。典型地，管狀部件由合金制成，該合金包括鎳(Ni)、鉻(Cr)、鐵(Fe)和鑰(Mo)中的至少一種，例如Ni/Cr/Mo合金、Ni/Fe/Mo合金、Fe/Cr/Ni/Mo合金或Ni/Fe/Cr/Mo合金。部件的各種示例性成分包括碳素鋼、316不銹鋼、825鎳合金和625鎳合金。在一個(gè)實(shí)施例中，管狀部件是毛細(xì)管，其能用作各種石油勘探和生產(chǎn)系統(tǒng)中的液壓流體管線，從地表位置延伸到向下鉆進(jìn)位置。管狀部件(在此還稱為“管”或“部件”)通常是指中空長形體，其通常但不必須是圓筒形的。在這里所述的清潔過程之前和在生產(chǎn)過程完成之后，管狀部件通常存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)裝置中。因而，管狀部件以成品形式存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)裝置上。成品形式的管狀部件是指管狀部件所處的形狀使其能在被從第一存儲(chǔ)裝置拖拽時(shí)用于其用途，而不需要進(jìn)一步成形、模制、精加工或鍛造。典型地，這種成品管包括在管的內(nèi)表面上的碎屑，作為生產(chǎn)過程的殘留物。在典型的清潔過程中，管狀部件102沿著如由示例性方向箭頭112所指示的部件的軸向方向(即伸長方向)被拖拽通過由加熱裝置104限定的加熱區(qū)域。輸送裝置(未示出)可以用于拖拽部件通過加熱裝置。吸熱氣體106被泵送通過管狀部件102的內(nèi)部。吸熱氣體在入口 108處被泵送到部件中并且在出口 110處排出所述部件。因此，吸熱氣體沿著與管狀部件的拖拽方向112(8卩，圖1中從右到左)相反的方向(即，圖1中從左到右)被泵送通過管狀部件。在圖1的示例性實(shí)施例中，加熱裝置104是蛤殼腔，其在一個(gè)實(shí)施例中敞開至周圍環(huán)境中的空氣。加熱裝置104包括一個(gè)或多個(gè)加熱元件114，所述加熱元件將管狀部件102大致加熱至或高于適當(dāng)?shù)耐嘶饻囟?。在各種實(shí)施例中，該退火溫度大約是2000° F。在管狀部件內(nèi)部中存在吸熱氣體的情況下進(jìn)行退火過程，以便從管狀部件的內(nèi)表面清除碎屑。在退火過程期間，吸熱氣體106與部件的內(nèi)表面上的氧化物結(jié)合以從內(nèi)表面去除氧化物膜。殘留在膜上的任何碎屑因此也被去除并且經(jīng)由泵送氣體被帶出管，由此留下管狀部件的清潔的內(nèi)表面。
[0014]圖2示出本發(fā)明的用于清潔示例性管狀部件的另一個(gè)設(shè)備200的另一個(gè)實(shí)施例。管狀部件102示出為從第一存儲(chǔ)裝置(第一線軸202)解繞并且纏繞到第二存儲(chǔ)裝置(第二線軸204)上。一方面，第二線軸204繞軸線旋轉(zhuǎn)以從第一線軸202拖拽管狀部件。管狀部件因此在線軸之間沿著箭頭112所指示的方向運(yùn)動(dòng)。管狀部件是無縫部件或者可以是由片材條制成的焊接管狀部件，所述片材條在管狀部件的整個(gè)長度上被縱向地焊接。管狀部件可以是單個(gè)連續(xù)部件或者可以包括經(jīng)由例如對接焊接的焊接而聯(lián)接至彼此的兩個(gè)或更多個(gè)管狀部件。焊接部通常是高氧化區(qū)域。氣體源單元210經(jīng)由聯(lián)接裝置220聯(lián)接至第二線軸204處的部件的入口 102a。氣體源單元210可以包括泵218，用于從氣體源單元210以選定速率泵送氣體。氣體被泵送通過管狀部件102，進(jìn)入入口 102a并且作為廢氣在出口102b處排出。在一個(gè)實(shí)施例中，氣體是吸熱氣體，諸如氫(H2)。在一個(gè)實(shí)施例中，出口 102b可以將廢氣排到周圍大氣。在可替代實(shí)施例中，出口 102b聯(lián)接至用于存儲(chǔ)廢氣和碎屑的廢氣室212。在第一線軸202與第二線軸204之間布置有爐或加熱裝置206，以便使管狀部件102在線軸之間行進(jìn)時(shí)被拖拽通過爐206。爐206包括用于允許部件進(jìn)入爐的第一開口和允許部件離開爐的第二開口。爐206包括將部件加熱至適當(dāng)?shù)耐嘶饻囟鹊囊粋€(gè)或多個(gè)加熱元件214?？刂茊卧?16可以聯(lián)接至爐206以控制加熱元件以及退火過程的各個(gè)方面。在一個(gè)實(shí)施例中，爐的環(huán)境包括周圍空氣。在可替代實(shí)施例中，爐206基本填充有第二氣體，該第二氣體也可以是吸熱氣體，諸如氫、氬或惰性氣體。第二氣體在退火過程期間與管狀部件102的外表面接觸，以便避免管狀部件102的外表面上起氧化皮(氧化)。
[0015]圖3示出在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中用于對示例性管狀部件進(jìn)行退火和淬火以清潔管狀部件的設(shè)備300。管狀部件102從第一線軸202解繞并且隨后纏繞到第二線軸204上。在線軸202與204之間，管狀部件穿過退火室或爐(加熱裝置206)和淬火室304。爐206包括一個(gè)或多個(gè)加熱元件214，所述加熱元件構(gòu)造成提供用于退火過程的熱?？刂茊卧?16連接至爐206并且構(gòu)造成控制所述一個(gè)或多個(gè)加熱元件214以及退火過程的各個(gè)方面。氣體源310經(jīng)由聯(lián)接部件312聯(lián)接至第二線軸處的管狀部件的入口 102a。第一吸熱氣體從氣體源310在入口 102a處被泵送到管狀部件102中并且在第一線軸202處的出口 102b處作為廢氣排出部件102。廢氣存儲(chǔ)單元316可以經(jīng)由聯(lián)接部件314聯(lián)接至出口 102b。從管狀部件102排出的廢氣存儲(chǔ)在廢氣存儲(chǔ)單元316處。在一個(gè)實(shí)施例中，諸如H2、氬或其他惰性氣體的第二吸熱氣體326可以提供爐的環(huán)境，以避免在管狀部件102的外表面處起氧化皮。示例性設(shè)備300還包括聯(lián)接至爐206的淬火室304。在一個(gè)實(shí)施例中，管狀部件直接從爐206傳遞至淬火室304。當(dāng)部件離開爐206時(shí)，淬火室304冷卻部件。在各實(shí)施例中，管狀部件可以被淬火至大約600° F。淬火室聯(lián)接至淬火介質(zhì)源320，其將淬火介質(zhì)供給至淬火室304。在示例性實(shí)施例中，淬火介質(zhì)是諸如水的液體。噴嘴326將淬火介質(zhì)從淬火介質(zhì)源320噴射到管狀部件上。淬火室中的出口 328使得淬火介質(zhì)能從淬火室304排出以存儲(chǔ)在淬火介質(zhì)存儲(chǔ)單元322處?；蛘?淬火介質(zhì)可以是諸如下文討論的吹掃氣體的氣體。吹掃氣體供給324可以聯(lián)接至淬火室以將吹掃氣體供給至淬火室。在示例性實(shí)施例中，吹掃氣體是氬。吹掃氣體使管狀部件能在基本無氧的環(huán)境中冷卻。氬吹掃氣體因此也可以用作淬火介質(zhì)。在各種實(shí)施例中，氬可以在淬火室與冷卻單元之間循環(huán)。
[0016]圖4示出用于在此所述的清潔管狀部件的方法之前準(zhǔn)備第一線軸202上的管狀部件的示例性設(shè)備。該示例性設(shè)備通過將管狀部件從第三存儲(chǔ)裝置輸送到第一存儲(chǔ)裝置而從管狀部件的內(nèi)表面去除碎屑。在管狀部件生產(chǎn)之后，管狀部件典型地存儲(chǔ)在第三存儲(chǔ)裝置(第三線軸401)處。管狀部件當(dāng)存儲(chǔ)在第三線軸401上時(shí)彎曲，以便使部件的一側(cè)(A側(cè))在彎曲的內(nèi)側(cè)上，并且部件的相對側(cè)(B側(cè))在彎曲的外側(cè)上。管狀部件在被從第一線軸拖拽以進(jìn)行清潔之前從線軸401解繞并且纏繞到線軸202上，如圖4所示。當(dāng)存儲(chǔ)在線軸202處時(shí)，B側(cè)在彎曲的內(nèi)側(cè)上而A側(cè)在彎曲的外側(cè)上。因而A側(cè)從在第三線軸401上受到拉力變成在第一線軸202上受到壓縮力。同時(shí)，B側(cè)從在第三線軸401上受到壓縮力變?yōu)樵诘谝痪€軸202上受到拉力。力的分布的這種變化用于從管狀部件的內(nèi)表面分離附著的碎屑，由此便于本發(fā)明的清潔過程。也可以使用用于從內(nèi)表面分離碎屑的其他方法或設(shè)備。
[0017]因此，一方面，本發(fā)明提供從管狀部件內(nèi)清潔碎屑的方法，包括:從第一存儲(chǔ)裝置以成品形式輸送管狀部件通過加熱區(qū)域；供給第一氣體通過所述部件；和在加熱區(qū)域加熱所述部件和所述第一氣體以從管狀部件內(nèi)清潔碎屑。從第一存儲(chǔ)裝置輸送管狀部件典型地包括以受控速率基本連續(xù)地輸送管狀部件通過加熱區(qū)域。其中第一存儲(chǔ)裝置是線軸，所述方法還包括在管狀部件已經(jīng)穿過加熱區(qū)域后將管狀部件纏繞在第二線軸上。在典型的實(shí)施例中，第一氣體沿著與管狀部件被拖拽的方向相反的方向被泵送通過管狀部件。在各實(shí)施例中，加熱區(qū)域可以是蛤殼加熱裝置或爐。在一個(gè)實(shí)施例中，第一氣體是氫。所述方法可以還包括在管狀部件的外表面處加熱第二氣體，其中第二氣體是(i)氫、(ii)氬、(iii)惰性氣體和(iv)吸熱氣體中的至少一種。管狀部件可以在被加熱后被淬火。對管狀部件進(jìn)行淬火可以包括以下步驟中的至少一個(gè):(i)用液體噴射管狀部件；和(ii)使吹掃氣體在管狀部件的外部周圍經(jīng)過。在一個(gè)實(shí)施例中，在使管狀部件穿過加熱區(qū)域之前打破碎屑與管狀部件的內(nèi)側(cè)之間的連結(jié)。
[0018]另一方面，本發(fā)明提供用于清潔管狀部件的設(shè)備，該設(shè)備包括:第一存儲(chǔ)裝置，其構(gòu)造成保持成品形式的管狀部件；輸送裝置，其構(gòu)造成從第一存儲(chǔ)裝置拖拽成品形式的管狀部件；泵，其構(gòu)造成泵送第一氣體通過管狀部件；和加熱裝置，其構(gòu)造成加熱被拖拽的管狀部件和第一氣體以清潔管狀部件。所述設(shè)備還可以包括第二存儲(chǔ)裝置，其構(gòu)造成存儲(chǔ)清潔過的管狀部件。在典型的實(shí)施例中，泵構(gòu)造成沿著與輸送裝置拖拽管狀部件的方向相反的方向泵送第一氣體通過管狀部件。在具體實(shí)施例中，第一存儲(chǔ)裝置是線軸并且管狀部件繞所述線軸纏繞。在各實(shí)施例中，加熱裝置可以是蛤殼加熱元件或爐。在一個(gè)實(shí)施例中，第一氣體是氫。加熱裝置可以構(gòu)造成在管狀部件的外表面處加熱第二氣體，其中第二氣體是
(i)氫、(ii)氬、(iii)惰性氣體和(iv)吸熱氣體中的至少一種。所述設(shè)備還可以包括用于冷卻排出加熱裝置的管狀部件的淬火室。淬火室可以包括以下特征中的至少一個(gè):(i)構(gòu)造成用液體噴射管狀部件的裝置；和(ii)構(gòu)造成使吹掃氣體在管狀部件的外部周圍經(jīng)過的裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)備包括構(gòu)造成在使管狀部件被拖拽通過加熱區(qū)域之前打破碎屑與管狀部件的內(nèi)側(cè)之間的連結(jié)的裝置。
[0019]雖然上述公開涉及本發(fā)明的特定示例性實(shí)施例，但各種變型對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是明顯的。在所附權(quán)利要求范圍和精神內(nèi)的全部修改都被上述公開所覆蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種清潔成品管狀部件內(nèi)的碎屑的方法，該方法包括: 從存儲(chǔ)裝置輸送管狀部件通過加熱區(qū)域； 供給氣體通過所述管狀部件；和 在加熱區(qū)域處加熱所述管狀部件和所述氣體以清潔所述管狀部件內(nèi)的碎屑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，輸送管狀部件包括以受控速率基本連續(xù)地輸送所述管狀部件通過所述加熱區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述存儲(chǔ)裝置是第一線軸，所述方法還包括在所述管狀部件穿過所述加熱區(qū)域后將所述管狀部件纏繞在第二線軸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，供給氣體包括沿著與所述管狀部件穿過所述加熱區(qū)域的方向相反的方向泵送所述氣體通過所述管狀部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加熱區(qū)域包括(i)蛤殼加熱裝置和(ii)爐中的至少一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣體是氫。
7.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的方法，還包括用另一種氣體加熱所述管狀部件的外表面，所述另一種氣體選自由(i)氫、(ii)氬、(iii)惰性氣體和(iv)吸熱氣體構(gòu)成的組。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在加熱所述管狀部件之后對所述管狀部件進(jìn)行淬火。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對所述管狀部件進(jìn)行淬火還包括以下步驟中的至少一個(gè):(i)使所述管狀部件暴露于液體；和(ii)使吹掃氣體在所述管狀部件的外部周圍經(jīng)過。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在使所述管狀部件穿過所述加熱區(qū)域之前打破碎屑與所述管狀部件的內(nèi)側(cè)之間的連結(jié)。
11.一種用于清潔管狀部件的設(shè)備，該設(shè)備包括: 存儲(chǔ)裝置，其構(gòu)造成保持成品形式的管狀部件； 輸送裝置，其構(gòu)造成從所述存儲(chǔ)裝置拖拽成品形式的管狀部件； 泵，其構(gòu)造成泵送氣體通過所述管狀部件；和 加熱裝置，其構(gòu)造成加熱被拖拽的管狀部件和所述氣體以清潔所述管狀部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括另一存儲(chǔ)裝置，其構(gòu)造成存儲(chǔ)清潔過的管狀部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述泵構(gòu)造成沿著與所述輸送裝置拖拽管狀部件的方向相反的方向泵送所述氣體通過所述管狀部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述存儲(chǔ)裝置是線軸并且所述管狀部件繞所述線軸纏繞。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述加熱裝置是(i)蛤殼加熱裝置和(ii)爐中的至少一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述氣體是氫。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述加熱裝置構(gòu)造成用另一種氣體加熱所述管狀部件的外表面，所述另一種氣體選自由⑴氫、(ii)氬、(iii)惰性氣體和(iv)吸熱氣體構(gòu)成的組。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括構(gòu)造成冷卻排出所述加熱裝置的管狀部件的淬火室。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，所述淬火室還包括以下特征中的至少一個(gè):(i)構(gòu)造成用液體噴射所述管狀部件的裝置；和(ii)構(gòu)造成使吹掃氣體在所述管狀部件的外部周圍經(jīng)過的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，還包括構(gòu)造成在使所述管狀部件被拖拽通過加熱區(qū)域之前打破碎屑與所述管狀部件的內(nèi)側(cè)之間的連結(jié)的裝置。
【文檔編號】E21B21/08GK103906888SQ201280054558
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年10月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月7日
【發(fā)明者】T·R·巴西爾, W·M·貝利 申請人:貝克休斯公司