[发明专利]一种特殊通径套管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管件的制造方法，尤其涉及一种特殊通径套管的制造方法。

背景技术

特殊通径套管(例如，7”的通径套管，其对应的公制直径为177.8mm)的制造工艺流程通常为：坯料分段－环形炉加热－斜轧穿孔－空心坯减径－连轧－切尾－螺旋冷床冷却－再加热－张力减径－步进冷床冷却－分段－热处理－矫直－无损检测－外螺纹加工－内镗孔－拧接箍－水压－通径试验－测长称重－标记－涂油－包装－发货。

为了避免通径套管的内径尺寸过小而引发作业事故，在生产过程中必须采用一定规格尺寸的通径棒进行通径操作试验，通径不过的套管进行报废处理，通径合格的套管才进行后续处理。API标准中对于套管规格和通径棒之间的关系有着具体的规定，如7”的通径套管所对应的标准通径棒尺寸＝名义外径-2×名义壁厚-3.18mm。相较于API标准套管，特殊通径套管所对应的通径棒比标准通径棒更大。需要根据不同客户的使用要求来确定此类通径棒的大小尺寸。一般来说，比标准通径棒大得越多的通径棒所对应的特殊通径套管的制作就越困难，以7”通径套管的177.8×11.51(mm)和177.8×10.36(mm)的两个规格为例，这两个套管的通径棒的名义尺寸分别为151.6mm和153.9mm，但是在现实中有的用户却要求其所对应的特殊通径棒尺寸要达到152.4mm和155.58mm。为此，在外径壁厚的公差不变的情况下，如果特殊通径棒尺寸变大的话，特殊通径套管的外径需要更大，而其壁厚则要更薄，这就对套管的几何尺寸的精度提出了更为严苛的要求。

然而，采用现有的制作方法来轧制特殊通径套管存在着以下缺陷：1)目标轧制外径和目标轧制壁厚的设定不能满足特殊通径套管的尺寸要求。2)现有轧制外径和现有轧制壁厚的偏差较大，精度不能满足特殊通径套管的尺寸要求。3)现有轧制工艺参数和工序流程无法同时满足特殊通径套管通径和套管内镗孔的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特殊通径套管的制造方法，由该制造方法获得的特殊通径套管符合通径套管的相关尺寸要求，并且该特殊通径套管的精度高，能够满足非标准特殊通径棒的通径需求。

为了达到上述发明的目的，本发明提供了一种特殊通径套管的制造方法，其包括：

设定特殊通径套管的目标外径和目标壁厚；

按照下述步骤进行加工：将坯料加热；斜轧穿孔；空心坯减径；连轧；切尾；冷却；再加热；张力减径；冷却后分段；热处理；矫直；管端收口；外螺纹加工和内镗孔；拧接箍得到成品，成品满足目标外径和目标壁厚。

本发明的技术方案的关键之处在于：在满足API标准所规定的外径和壁厚的公差要求的前提下，令特殊通径套管的外径尽可能地大，而其壁厚则尽可能地薄，以增大特殊通径套管的内径尺寸，从而满足特殊通径棒的通径需求。

在实际生产和使用过程中，API标准对于套管的外径和壁厚尺寸的波动范围都有着相应的规定，因此，外径尺寸和/或壁厚尺寸超出标准上限或标准下限的情况都是不允许的。对于特殊通径套管来说，当其外径尺寸较小时，就要求套管具有更薄的壁厚才能满足较大的内径需求，此时，壁厚尺寸容易超出标准下限(即负超)，而当其壁厚尺寸相对保持得较厚时，则要求套管具有更大的外径才能满足较大的内径需求，此时，外径尺寸容易超出标准上限(即正超)。

为此，需要为特殊通径套管设定合理的目标外径和目标壁厚，该目标外径和目标壁厚需要能够满足特殊通径套管的内径要求。另外，该目标外径和目标壁厚的取值还应该是API标准所规定的公差范围的子集。在加工特殊通径套管的过程中需要令套管的外径趋大而不正超，并且套管的壁厚趋薄而不负超。

进一步地，在本发明所述的特殊通径套管的制造方法中，在上述管端收口步骤中，收口率β为0.1％～0.4％，收口量为β×D，其中D表示与特殊通径套管相对应的标准套管的名义公称直径。

由于要求特殊通径套管具有相对较大的内径，因此存在着套管的内径尺寸无法满足内镗孔工序要求的可能性，即出现镗不到镗孔或镗孔不全的情况。为此，需要进行管端收口步骤以满足内镗孔的工序要求，将收口率β设置为0.1％～0.4％，并令收口量为β×D，其中，D表示与特殊通径套管相对应的标准套管的名义公称直径，其表示套管的外径，单位参量为mm，D是可以从API标准中获得的标准值。

进一步地，在本发明所述的特殊通径套管的制造方法中，在上述坯料加热步骤中，加热速度控制为：坯料在径向方向上每厘米6～9分钟。