[发明专利]新型双金属复合管及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于钢管制造技术领域，涉及一种用于石油、天然气田开发的新型双金属复合管结构及其制造技术。

背景技术

石油工业是大量应用管材的工业，油气田开发过程中需要大量的钢管。油气田开发过程中，不可避免的遇到含有H₂S、CO₂、Cl等介质，这些介质对管材具有很强的腐蚀性。在油气田开发过程中，腐蚀是自始至终存在的严重问题，它不仅造成了巨大的经济损失，而且往往带来一些灾难性后果，例如：人员伤亡、停工停产和环境污染等。腐蚀给石油工业造成的事故很多，每年经济损失很大，因此对管材提出了更高的耐蚀要求。选用性能优良的管材是防止腐蚀事故的主要措施。但是，一般价格低廉的碳钢或低合金钢管材的耐蚀性较差，而耐蚀性好的不锈钢、镍基合金等材料的价格高，为了节约价格高的材料的用量，人们开始研究、制造和选用复合管材，包括双金属复合管。

双金属复合管由外层的基管和内层的衬管组成。目前国内普遍采用的制造方法为机械贴合，如热挤压、冷拔、冷旋压等工艺方法。由于基管与衬管之间存在有间隙，当衬管出现局部腐蚀，腐蚀性介质渗入基管与衬管之间间隙，就会形成间隙腐蚀，加速管道腐蚀。所以，需要有新的方法制造双金属复合管，代替采用现有的机械贴合法所制造的复合管。

采用双金属复合板材制成的压力容器等构件已在各种工业大量应用，取得了良好的经济效益和社会效益，小口径双金属复合管材已在汽车、航空、航天等行业中应用，近年来油气田开发中也开始尝试采用复合管材，已在长庆、胜利、牙哈等多个油田开发中使用。

普通的双金属复合管一般的包括两层，外壁管材质为碳钢或低合金钢，壁厚较大，主要承受外力或内压，内管一般为不锈钢或镍基合金，厚度较小(4毫米以下)。双金属复合管适合法兰连接。但是油气田开发井下用油套管一般采用螺纹接箍连接，由于内管的厚度较薄接头连接处密封难度大，可靠性差，介质容易向外泄漏，同样会造成管子腐蚀破坏。在石油矿区野外作业的条件下，一般只能采用焊接方法连接井上双金属复合管管道。复合管之间焊接涉及到异种金属的连接，在现场条件下质量难以保证。为此，双金属复合管厂也采取了一些措施，如翻边结构、端面封焊、预堆边等方式，降低现场焊接的难度，但是这些技术或者没有彻底解决现场异种钢焊接问题，或者工艺复杂。但是双金属复合管的连接，包括井下管的接箍螺纹连接和地面管道的焊接连接，是一个难以解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型双金属复合管及制造方法，生产适合含腐蚀性介质的油气田开发过程中使用的双金属复合管。使双金属复合管具有更好的耐腐蚀性和使用可靠性，解决双金属复合管使用时的螺纹连接密封问题和地面管道的焊接问题，扩大双金属复合管的使用领域，节约油田开发的成本。

本发明新型双金属复合管的结构是：

本发明新型双金属复合管包括外壁管1和内衬管2，外壁管1内有内衬管2。外壁管1的两端焊接有短节4，外壁管1与短节4之间有焊缝，内衬管2的两端部焊接在短节4的内壁上。在外壁管1壁上钻有至少一个直径在2-10毫米的通孔6。所述的在外壁管1壁上钻的通孔6是加工过程孔，水压试验后采用电焊焊死通孔6，即水压试验后用电焊将通孔6补实。通孔6的作用有两个：利用水压试验时排除内衬管2与外壁管1之间的间隙和残余气体，使外壁管1和内衬管2结合更紧密；水压试验时通过通孔6对内管的泄漏情况进行检查。双金属复合管两端有油管螺纹或加工有焊接用的坡口。

外壁管1的材料为碳钢或低合金钢，使用时外壁管1主要用于承受外力或内压。外壁管1的内径在60-500毫米之间，外壁管1的厚度在6-20毫米之间。外壁管1的内径和厚度，根据双金属复合管实际采用材质的力学性能和双金属复合管输送介质的流量、压力及受力情况等确定。内衬管2材料为不锈钢、镍基合金或其他耐蚀性材料，主要用于抗腐蚀。内衬管2厚度在1-4毫米之间。短节4的材料要具有耐蚀性，而且要具有足够高的强度和良好的焊接性材，如不锈钢、镍基耐蚀合金。

本发明新型双金属复合管的制造方法是：

①、外壁管1、短节4和内衬管2加工制作：外壁管1内孔直径与短节4内孔直径相同，外壁管1内孔直径、短节4内孔直径与内衬管2的外径差在1-3毫米之间。

②、清洗外壁管1内孔和内衬管2的外表面，除去油污及氧化物。