[发明专利]深海石油钻采设备用高性能钛连接密封环及加工方法

摘要

本发明提供了一种深海石油钻采设备用的钛连接密封环，包括圆环状的环体，环体的中心孔为圆周表面，沿所述环体的外圆表面圆周方向依次具有圆环状的凸台、平台、斜端面和平端面，所述内圆周表面可根据用户要求加工螺纹，来连接输油管或在其它设备上使用。还提供了对所述钛连接密封环的加工工艺方法，主要包括海绵钛备料、真空熔炼钛锭、锻压开方、加热锻造、热处理和机加工的步骤。本发明的实测抗拉强度565MPa、屈服强度460MPa、延伸率25.2％、断面收缩率44％，技术性能显著提高。它能满足1000m～3000m深或更深的深海使用可靠地使用，可承受巨大的深海压力和油气输送压力的需要，也可提高钻采设备的使用寿命和开采效率，还可避免腐蚀破损漏油对海洋环境的污染。

主权项

深海石油钻采设备用高性能钛连接密封环，包括环体(1)，其外形为圆环状，内部为中心孔，其特征在于：沿所述环体(1)的外圆表面圆周方向依次具有圆环状的凸台(2)、平台(3)、斜端面(4)和平端面(6)；所述中心孔的内圆周表面(5)具有内螺纹(7)；所述内螺纹(7)用于连接和密封两段深海输油气管道；所述钛连接密封环采用以下加工方法生产，该加工方法包括海绵钛备料、真空熔炼钛锭、锻压开方、加热锻造、热处理和机加工的步骤，具体为：(a)所述海绵钛备料的步骤，是对选用购买的海绵钛进行烘干备用；(b)所述真空熔炼钛锭的步骤，是把烘干的海绵钛压制成电极块并用氩弧焊焊接成熔炼电极，在真空条件下熔炼；所述真空熔炼至少循环两次；冷却后取样进行化学分析，合格则形成Φ550mm～650mm的钛锭；(c)所述锻压开方的步骤，是将所述钛锭加热到950℃～1200℃并保温250min～380min之后进行三墩三拔锻压形成长钛方坯，再根据规格需要锯切并锻造成小钛方坯；(d)所述加热锻造的步骤，具体包括三个阶段的步骤：第一阶段，将所述小钛方坯加热至760℃～900℃进行锻造并保温100min～140min后锻造成所需要的毛坯，再冲压中心圆孔形成腔体毛坯，经冷却后进行第一次修磨；第二阶段，对第一次修磨后的腔体毛坯加热至800℃～900℃锻造并保温100min～140min后依次进行扩孔、冷却和第二次修磨；第三阶段，对第二次修磨后的腔体毛坯加热至810℃～880℃锻造并保温100min～140min后再锻造形成钛连接密封环毛坯；(e)所述热处理的步骤，是在非真空条件下对所述钛连接密封环毛坯加热至650℃～700℃并保温100min～140min退火处理，冷却后取样进行物理性能试验合格后转入机加工；(f)所述机加工的步骤，是利用机加工具加工凸台、平台、斜端面、平端面和中心圆孔，之后修磨得到光亮的钛连接密封环，经检验合格成品入库。