[实用新型]用于生产超长管件的装置、制品

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年8月12日提交的、名称为“用于生产超长管件的装置、制品、组分和方法及其使用(Apparatus,Manufacture,Composition and Method For Producing Long Length Tubing and Uses Thereof)”的美国临时申请No.62/204,204的权益，其通过引用以其全部内容并入本文。

技术领域

本实用新型涉及金属管件，以及用于制备该金属管件的方法和材料。更具体地，本实用新型涉及用于制备例如在石油和天然气钻井、油气提取和维持(maintenance)中应用的具有大长度的管件的材料和方法。

背景技术

用于制备超长管的各种方法和材料是已知的，例如，用于石油和天然气工业中。石油和天然气盘绕管件(oil and gas coiled tubing，CT)已经被界定为任意管状的产品，其被制造为在制造过程中需要缠绕到卷盘上的长度。在使用前，管被储存在卷盘单元上然后在被插入到井眼内进行操作之前被标称地(nominally)拉直。当在使用后从井眼收回时，该管件在不使用的时候被重新盘绕回卷盘单元上。管件直径通常在0.75英寸(in.)到4英寸的范围内，且管件长度超过30000英尺(ft.)的单个卷盘已经投入商业制造。

目前使用的大多数CT以低合金碳钢板材的大盘绕卷开始。起始的板材盘绕卷可能高达55英寸宽和超过24吨重。每一盘绕卷中的板材长度取决于板材厚度且在针对0.087英寸规格的3500英尺到针对 0.250英寸规格的1000英尺的范围之间。为了获得CT应用所需的大的长度，例如30000英尺，板材必须在CT工业被称为“偏差节点(bias joint)”的地方被连续地叠接在一起。然后，板材被滚轧以形成圆形的管状形状，并使用高频感应焊接工艺(High Frequency Induction welding process)(或等同的焊接工艺)进行滚焊(seam welded)。最终，在被运输至操作位点之前，30000英尺长的连续管件被包裹在大直径卷盘单元上以进行压力测试。

根据传统的无缝管制造工艺来生产无缝管件也是已知的。例如，坯料(billet)在附接至推钢机(ram)的芯棒上被挤压，如在美国专利No.2,819,794,3,411,337,3,455,137和/或3,826,122中所公开的，或用冲孔芯棒(piercing mandrel)来冲孔，如在美国专利No.2,159,123中所公开的。挤压或冲孔可以在随后伴随有拉拔工艺(drawing process)。由于坯料容器的限制以及较低的挤压速率、冲压能力和搬运设备的组合，用于管件制造的大多数工艺的能力被限制为有效地生产超长(即，大于1000英尺)的高强度无缝管件。当期望例如用于CT的无缝管件的长度较长(例如，长于1000英尺)时，使用例如焊接(熔融，固态等)或机械接合的接合技术将具有较短长度的管件接合起来。典型地，接合点显著地削弱了由此产生的CT管，且在许多更具挑战和高价值的应用中限制了其实用性。除了结构性能的降低，这些接合技术中的许多技术还可能不利地影响管件的空间要求(claim)和/或腐蚀性能，这进一步限制了它们的应用。因此，仍然需要用于制备超长管件的替代方法、装置和材料。

实用新型内容

本公开的主题涉及一种用于制备超长管件的方法，包括：提供熔融金属的来源；连续地将所述熔融金属供应至成型装置；将所述熔融金属成型为具有选定长度的加长的管件。

根据另一实施方式，成型的工艺是通过连续挤压实现的。

根据另一实施方式，成型的工艺包括成型实心棒且然后将所述实 心棒成型为中空管。

根据另一实施方式，所述实心棒被通过曼内斯曼(Mannesmann)工艺成型为所述中空管。

根据另一实施方式，所述实心棒被通过一致性(Conform)工艺成型为所述中空管。

根据另一实施方式，所述实心棒具有削弱的中心区域，所述中心区域随后通过拉拔穿过冲模而被加大，所述冲模具有在所述中心区域内的浮动芯轴。

根据另一实施方式，所述熔融金属是铝合金。

根据另一实施方式，所述熔融金属是镁合金。

根据另一实施方式，所述熔融金属是钛合金。

根据另一实施方式，所述熔融金属是钢合金。

根据另一实施方式，进一步包括在成型步骤后改变所述管件的尺寸的步骤。