專利名稱：一種采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法。
背景技術(shù)：
在酸性油氣田開發(fā)過程中，酸性介質(zhì)會造成普通碳鋼管材的嚴重腐蝕，選擇合適的不銹鋼材料能抵抗介質(zhì)的腐蝕，但若采用純不銹鋼管材，則其成本將非常昂貴，給油氣田開發(fā)帶來難以承受的成本壓力，這種情況下選用內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管不啻為一個合理的選擇。內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管兼顧了不銹鋼管的耐蝕性，碳鋼管的承壓能力和較低廉的價格，在保證使用效果的前提下，可極大地降低成本。不銹鋼復(fù)合管目前主要采用機械復(fù)合和冶金復(fù)合兩種方式，機械復(fù)合主要有機械拉拔、爆燃復(fù)合和液壓加襯等技術(shù)。爆燃式復(fù)合為基管與襯管同軸裝配后，襯管內(nèi)裝入適當控制的炸藥，利用其爆炸產(chǎn)生的瞬間爆燃力，通過介質(zhì)傳遞給襯管。使襯管發(fā)生塑性變形，使基管發(fā)生彈性變形，在爆炸完成的瞬間，基管的回彈量遠大于襯管，從而使基、襯管達到緊密的過盈貼合，達到復(fù)合狀態(tài)。爆燃式復(fù)合在生產(chǎn)過程中對于裝藥量的控制需要大量的工藝驗證，成本較高，同時成型方式較為危險，需專業(yè)火工品人員進行操作。液壓式復(fù)合為先將兩管套裝在一起，將鋼管兩端機械密封后，對鋼管內(nèi)腔充水加壓，隨著管內(nèi)壓力升高，內(nèi)層管由彈性變形狀態(tài)進入塑性變形狀態(tài)，并緊貼外管。當管內(nèi)壓力達一定值時，外管發(fā)生彈性變形，兩管緊密貼合在一起，當內(nèi)管壓力卸除后，如外管彈性回復(fù)能力大于內(nèi)管的彈性回復(fù)能力，則內(nèi)外管緊密貼合。當然進行這一操作的過程中，要采用外包模具將外管卡住，以保證復(fù)合后外管的外徑尺寸。采用這種方式的弊端在于對每一規(guī)格復(fù)合管的生產(chǎn)均需配備一套外包模具，更換不同規(guī)格時得更換相應(yīng)的模具影響生產(chǎn)效率，同時模具的加工需要成本，同時模具的存放要占用空間，同時受水壓設(shè)備加載能力的限制，可復(fù)合的材料和產(chǎn)品規(guī)格范圍受到很大限制，尤其是厚壁管的復(fù)合。機械擴徑是采用分瓣的扇形塊沿徑向擴張，使管坯沿長度方向以步進方式，分段實現(xiàn)全管長塑性變形的過程，機械擴徑裝置原理如圖1所示。傳統(tǒng)機械式拉拔復(fù)合技術(shù)通過模具進行外基管的縮徑變形，或者內(nèi)襯管的擴徑變形，從而達到機械結(jié)合。拉拔復(fù)合工藝流程為:復(fù)合管接觸表面清潔一配管一一端熱縮頭冷拔一表面拋光。它先是將薄的不銹鋼襯管軋制成異型管，使管徑縮小，然后再套入碳鋼基管中，用一拉擠模放在襯管一端內(nèi)作軸向的擴擠運動，使襯管緊貼在碳鋼基管內(nèi)表面。拉拔法一般都附帶縮徑加工和擴徑加工，這取決于基管和襯管之間彈性模量的差異、加工性能的不同以及襯層是在內(nèi)或在外的不同等。機械式拉拔的缺點與液壓式類似，生產(chǎn)不同規(guī)格復(fù)合管需一套錐形拉擠模，更換不同規(guī)格時得更換相應(yīng)的模具影響生產(chǎn)效率，同時模具的加工需要成本。機械式拉拔的模具表面與管材的表面全接觸，在拉拔過程中為滑動式的相對運動，摩擦阻力大，成型力大，能耗高，同時也有可能造成內(nèi)襯管的磨擦損傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種新型的采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，解決上述問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，包括如下步驟:第一步，將基管的內(nèi)表面進行除銹、清潔，并增加所述基管的內(nèi)表面的粗糙度；第二步，將襯管清潔酸洗；第三步，將所述基管與所述襯管進行裝配，所述襯管裝到所述基管內(nèi)；第四步，將機械擴徑裝置伸進已經(jīng)組裝好的所述襯管的管內(nèi)，利用所述機械式擴徑裝置，通過步進方式完成對所述基管和所述襯管的復(fù)合。所述基管為無縫鋼管、或者焊接鋼管。當所述基管為焊接鋼管時，所述機械擴徑裝置上的機械擴徑頭上加工焊縫凹槽，所述焊縫凹槽與所述焊接鋼管內(nèi)凸起的焊縫相配合。所述焊接鋼管為埋弧焊接鋼管(SSAW、LSAW)或高頻電阻焊鋼管(ERW、HFW或HFI)。所述基管為普通鋼管；所述襯管為耐腐蝕、抗磨損、抗沖蝕或具有其它特殊功能的鋼管。所述基管為碳鋼管，所述襯管為不銹鋼管。所述機械擴徑裝置的長度大于被加工的所述內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管長度的一半。 所述機械擴徑裝置的長度可大于被加工的所述內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的長度。所述第一步中，將基管的內(nèi)表面通過打砂或噴砂的方式進行除銹、清潔，并有意造成具有粗糙度的錨紋或錨紋深度。本發(fā)明設(shè)計利用一種長度在13m以上(或者6.5m以上，這時從兩端進行擴徑復(fù)合)鋼管機械擴徑裝置，擴徑頭部分長度約800_，通過步進內(nèi)脹擴徑方式進行內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的加工生產(chǎn):I)將基管(一般采用成本較低的碳鋼管)的內(nèi)表面通過打砂(噴砂)的方式進行除銹、清潔，并有意造成一定的粗糙度(錨紋、錨紋深度)；2)將襯管(一般采用抗腐蝕的不銹鋼管，或者抗磨損、抗沖蝕等特殊功能的其它薄壁鋼管)清潔酸洗；襯管與基管的內(nèi)外徑尺寸通過理論計算、試驗驗證確定；3)將基管與襯管進行裝配，襯管裝到基管內(nèi)；4)將機械擴徑裝置置于(伸進)已經(jīng)組裝好的襯管管內(nèi)，利用機械式擴徑裝置，通過步進方式完成對一支鋼管的復(fù)合，機械擴徑的擴徑量須通過理論計算、試驗驗證確定；5)該方法適用于基管為無縫鋼管、或者焊接鋼管的內(nèi)襯復(fù)合加工工藝。采用焊接鋼管作基管時，對機械擴徑頭可能需要加工一凹槽，以便適應(yīng)焊接鋼管凸起的焊縫(埋弧焊接鋼管的焊縫)。本發(fā)明的有益效果可以總結(jié)如下:1、本發(fā)明利用直縫埋弧焊鋼管生產(chǎn)中常見的機械擴徑裝置，采用步進擴徑的方式進行內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的加工生產(chǎn)。采用這種方式進行內(nèi)襯復(fù)合管復(fù)合加工，在一定范圍內(nèi)能夠有效地減小生產(chǎn)所需的模具加工成本，有效利用現(xiàn)有機械擴徑裝置的功能。
2、本發(fā)明采用步進式操作方式進行內(nèi)襯復(fù)合管的加工生產(chǎn)時，采用內(nèi)脹擴徑的方式完成鋼管的內(nèi)襯復(fù)合，擴徑頭與內(nèi)襯鋼管間的磨擦量小，對內(nèi)襯管的損傷小，節(jié)能。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中機械擴徑裝置原理的示意圖；圖2為本發(fā)明工作原理的示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。一種采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，包括如下步驟:第一步，將基管的內(nèi)表面通過打砂或噴砂的方式進行除銹、清潔，并有意造成具有粗糙度的錨紋或錨紋深度；第二步，將襯管清潔酸洗；第三步，將所述基管與所述襯管進行裝配，所述襯管裝到所述基管內(nèi)；第四步，將機械擴徑裝置伸進已經(jīng)組裝好的所述襯管的管內(nèi)，利用所述機械式擴徑裝置，通過步進方式完成對所述基管和所述襯管的復(fù)合。在本實施例中，所述基管為埋弧焊接碳鋼管，所述襯管為抗磨損、抗沖蝕的不銹鋼管，所述機械擴徑裝置上的機械擴徑頭上加工焊縫凹槽，所述焊縫凹槽與鋼管內(nèi)凸起的焊縫相配合；所述機械擴徑裝置的長度大于被加工的所述內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的長度。如圖2所示，其中:1-鋼管和基管襯裝配好的待復(fù)合管2-楔形體3-斜塊4-扇形塊本實施例中擴徑頭的有效長度約為800mm，具體的步進方式擴徑的過程如下:a擴徑頭外徑收縮，將機械擴徑裝置置于(伸進)已經(jīng)組裝好的襯管管內(nèi)；b擴徑頭外徑外脹，將已經(jīng)組裝好的襯管擴至與基管緊密貼合，且基管與襯管均發(fā)生一定量的塑性變形；c擴徑頭外徑收縮，基管與襯管均回彈，在保證基管回彈量大、襯管回彈量小(此處與其它機械復(fù)合的原理相同)的情況下，實現(xiàn)襯管與基管間的過盈配合，同時基管內(nèi)表面預(yù)先加工了一定深度錨紋的粗糙度也增強襯管與基管間的結(jié)合強度。d擴徑頭與鋼管軸向相對運動步進移至下一工位，重復(fù)a_d的動作，完成對整只鋼管全長的內(nèi)襯復(fù)合加工。e采用長度在13m以上鋼管機械擴徑裝置，可以從一個方向一次完成內(nèi)襯復(fù)合鋼管的步進擴徑復(fù)合加工；若采用長度為6.5m的機械擴徑裝置，從一個方向一次完成6.5m長度鋼管的內(nèi)襯復(fù)合，若復(fù)合管的長度為12m，可將鋼管掉頭后再進行另一半鋼管的步進擴徑復(fù)合，直至完成長度為12m鋼管的機械擴徑內(nèi)襯復(fù)合。
以上通過具體的和優(yōu)選的實施例詳細的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步，將基管的內(nèi)表面進行除銹、清潔，并增加所述基管的內(nèi)表面的粗糙度； 第二步，將襯管清潔酸洗； 第三步，將所述基管與所述襯管進行裝配，所述襯管裝到所述基管內(nèi)； 第四步，將機械擴徑裝置伸進已經(jīng)組裝好的所述襯管的管內(nèi)，利用所述機械式擴徑裝置，通過步進方式完成對所述基管和所述襯管的復(fù)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，其特征在于:所述基管為無縫鋼管、或者焊接鋼管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，其特征在于:當所述基管為焊接鋼管時，所述機械擴徑裝置上的機械擴徑頭上加工焊縫凹槽，所述焊縫凹槽與所述焊接鋼管內(nèi)凸起的焊縫相配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，其特征在于:所述焊接鋼管為埋弧焊接鋼管或高頻電阻焊鋼管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，其特征在于:所述基管為普通鋼管；所述襯管為耐腐蝕、抗磨損、抗沖蝕的鋼管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，其特征在于:所述基管為碳鋼管，所述襯管為不銹鋼管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，其特征在于:所述機械擴徑裝置的長度大于被加工的所述內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管長度的一半。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，其特征在于:所述機械擴徑裝置的長度大于被加工的所述內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，其特征在于:所述第一步中，將基管的內(nèi)表面通過打砂或噴砂的方式進行除銹、清潔，并有意造成具有粗糙度的錨紋或錨紋深度。
全文摘要
一種采用步進式擴徑工藝生產(chǎn)內(nèi)襯雙金屬復(fù)合管的方法，包括如下步驟第一步，將基管的內(nèi)表面進行除銹、清潔，并增加所述基管的內(nèi)表面的粗糙度；第二步，將襯管清潔酸洗；第三步，將所述基管與所述襯管進行裝配，所述襯管裝到所述基管內(nèi)；第四步，將機械擴徑裝置伸進已經(jīng)組裝好的所述襯管的管內(nèi)，利用所述機械式擴徑裝置，通過步進方式完成對所述基管和所述襯管的復(fù)合。本發(fā)明一定范圍內(nèi)能夠有效地減小生產(chǎn)所需的模具加工成本，有效利用現(xiàn)有機械擴徑裝置的功能，擴徑頭與內(nèi)襯鋼管間的磨擦量小，對內(nèi)襯管的損傷小，節(jié)能。
文檔編號B21C37/06GK103170521SQ20111042959
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者李安強, 李記科, 楊紅兵, 楊專釗, 李云龍, 王長安, 張永紅 申請人:北京隆盛泰科石油管科技有限公司