一种防腐细长薄壁复合金属管加工模具及其加工方法技术

本发明专利技术的一种防腐细长薄壁复合金属管加工模具及其加工方法，包括芯轴和套置在芯轴外侧的胀套，芯轴为锥体件，胀套包括上胀套和下胀套，上、下胀套内均沿各自的轴向开设有内锥孔，且上、下胀套内锥孔的锥度与芯轴的外圆锥度相同，上胀套和下胀套的外圆直径相同，上胀套的下部的内锥孔的内径与下胀套的上部的内锥孔的内径相等；上胀套的外侧周圈以及下胀套的外侧周圈均沿各自的周向均布有多条割缝；上胀套与下胀套的连接处无裂隙。

【技术实现步骤摘要】
一种防腐细长薄壁复合金属管加工模具及其加工方法
本专利技术属于金属管件机械
，具体而言是一种防腐细长薄壁复合金属管加工模具。
技术介绍
随着石油钻井技术的深入发展，深井、超深井越来越多，对用来测试岩心、模拟井下工况的夹持器的要求也越来越高，不仅要求夹持器能在较高温度下工作，还要求其具有较大的工作压力范围。一般地，工作温度不高于150℃，可以使用氟橡胶筒加围压试验，一旦温度过高，橡胶即刻失去密封作用。此时，人们往往选用金属管代替橡胶筒。普通金属垫的密封比压一般要求不低于60MPa，以压溃垫片实现密封。如果密封比压要求较低，就只有降低金属管壁厚，增加其柔韧性，以金属管的变形抱紧被密封件而实现密封。如一套测试岩心规格为Φ25.4×300的高温岩心夹持器，工作温度300℃，最高承压10MPa，其金属管内径为25.60mm，壁厚要求0.10mm，金属管长度340mm，这是典型的细长薄壁金属管。现有的金属管加工模具难以满足此类金属管长度、厚度的要求，且加工质量较低。除此之外，目前，金属管加工模具防腐技术采用的是水泥沙浆衬里和管道到管道内，内防腐挤涂施工工艺。该工艺是将一条新建焊接好的金属管线，在现场将水泥砂浆从管道的一端注入用压缩空气作动力，用化学球将水泥砂浆从一端推向另一端，力图使管线内壁象灌肠一样都贴上一层砂浆，在管线另一端将多余的砂浆和化学球回收出来，待砂浆固化后按设计重复若干次。另一种为环氧磷片内挤涂防腐施工工艺，该工艺所用的防腐材料是环氧树脂及相应固化剂、促进剂及磷片，在新建金属管线整体焊接完成后，在现场将以环氧树脂及磷片为主的流体从管道的一端注入管道内，以压缩空气为动力，用化学球推动流体由一端流到另一端，在另一端将多余的防腐流体由收球桶流出回收，经一段时间固化，再重复上述方法若干次即可。上述方法力图在金属内壁涂一层防腐层，用该防腐层把金属管同输送介质隔绝开来，以杜绝腐蚀。但在实际使用中，如在中原油田推广使用中效果不尽人意，有的仅几个月就引起了穿孔。经分析调查，经上述方法处理的防腐金属管存在以下缺点：(1)涂层不均匀；(2)涂层不连续。其原因是：(1)重力影响：由于涂料开始以流体状态分布于金属管内壁，水平放置的金属管内壁上端的涂料就会在重力作用下流淌，使上端涂层变薄或者丧失涂层。(2)内表面的粗糙影响：首先大多数管道(直径219毫米以上)都是螺纹管，加上焊缝的存在，内表面不平整。其次是两根金属管焊接时的焊缝、焊渣造成管道内表面粗糙，粗糙的表面使按上述管道内防腐挤涂施工工艺处理得到地内表面涂层不均匀，不连续。(3)其它因素的影响：工艺金属管上的阀门、弯头、变径都直接影响内层的连续性，以上防腐工艺施工条件比较苛刻，如气温高于摄氏五度，湿度低于85％的晴天等都影响涂层质量。综上所述，针对现有技术中存在的不足之处，有必要提供具有新颖性、实用性和创造性的防腐复合金属管。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种防腐细长薄壁复合金属管加工模具，以此来解决现有技术中存在的厚度不够、加工质量低等问题。本专利技术通过以下技术方案来实现：一种防腐细长薄壁复合金属管加工模具，包括芯轴和套置在芯轴外侧的胀套，芯轴为锥体件，胀套包括上胀套和下胀套，上、下胀套内均沿各自的轴向开设有内锥孔，且上、下胀套内锥孔的锥度与芯轴的外圆锥度相同，上胀套和下胀套的外圆直径相同，上胀套的下部的内锥孔的内径与下胀套的上部的内锥孔的内径相等；所述上胀套的外侧周圈以及下胀套的外侧周圈均沿各自的周向均布有多条割缝；所述上胀套与下胀套的连接处无裂隙。所述芯轴的顶端和底端均开设有中心孔。所述芯轴的外圆锥面与芯轴顶、底端的中心孔同轴。所述细长薄壁金属管加工模具还包括挡环和限位螺母，芯轴的下端设置有与限位螺母相适配的外螺纹，挡环套置在芯轴的下部，且挡环位于下胀套与限位螺母之间。所述方法包括如下步骤：(1)制作芯轴，选用一根金属材料制成的第一圆柱体，先对该第一圆柱体进行粗车加工，然后对粗加工后的第一圆柱体进行磨外锥操作，以得到符合外圆锥度要求的芯轴；(2)制作上胀套和下胀套，选用金属材料制成的第二圆柱体和第三圆柱体，先对第二圆柱体和第三圆柱体进行粗车外圆操作，然后用圆锥铰刀分别在第二圆柱体和第三圆柱体内铰内锥孔，以得到符合锥度要求的上胀套和下胀套；(3)将上述制作完成的上胀套和下胀套依次套置在芯轴上，使上胀套的内锥孔内径小的一端与下胀套的内锥孔内径大的一端相互对接，之后，在芯轴的下部套置挡环，并在芯轴的下端外侧设置限位螺母；(4)将上述装配完成后的芯轴、上胀套、下胀套、挡环、限位螺母整体装夹到外圆磨床上，将上、下胀套的外圆磨至符合要求的尺寸；在上、下胀套的外圆周表面分别进行割缝操作；(5)把设计选用规格的金属管商品材焊接成10-60米的长度，并对内壁除锈；(6)根据已焊接好的金属管长度及口径，选用能在金属管内自由进出的内部模具，该内部模具具有两个相对密闭的圆环形内腔，外环为用具弹性的密闭材料制成的充模腔，内环为用金属材料制成的导热腔；(7)将选用的热固性化工流体防腐材料配制成流体胶浆按流体胶浆∶玻璃纤维或其它纤维及织物＝1-1.5∶1(重量)浸润混合，制成一混合物；(8)把由步骤(2)制成的混合物围挂在内部模具外表面上，并将其送入按步骤(2)处理的金属管中，并在金属管两端定位密闭，对内模充模腔注入流体介质，使其中的压力达到0.2-1.5MPa，保持压力，并对内部模具的导热腔施加热量，直至混合物被均匀地分布固化粘贴在金属管内壁上；(9)切断对内模的导热腔施加热量，释放充模腔内的流体，待充模腔泄压后，把整个内模从管道中抽出。所述芯轴外表面的粗糙度Ra不大于1.6μm。所述方法包括如下步骤：(1)将待加工金属管套置在上、下胀套的外侧，且让待加工金属管处于上、下胀套对接后的中间位置，之后拧紧限位螺母，使上、下胀套沿芯轴的外锥面移动，上、下胀套沿各自的径向胀开并锁紧待加工金属管；(2)将装配完成后的芯轴、上胀套、下胀套、挡环、限位螺母、待加工金属管整体装夹到车床上，使芯轴顶端的中心孔抵住车床上的卡盘的顶尖，使芯轴底端的中心孔抵住车床尾座上的顶尖；(3)利用车床将待加工金属管车至所需求的壁厚之后，松开限位螺母，振击上胀套的顶端，将上、下胀套拆除，即可取出已加工好的金属管。所述的内部模具只有一个圆筒型的充模腔，流体介质和热量同时施加于该充模腔中。所述的流体介质可选自水、空气、流砂和可溶性胶体中的一种。所述的方法包括如下步骤：(1)将由权利要求5制得的防腐金属管焊接起来；(2)采用金属管多功能补口装置，该装置包括：一个和防腐金属管长短相宜的导杆，一个和导杆相连接触的电动的除锈装置，一个和导杆一体的具有一个流体充模胶囊及电加热装置的补口释放器，一个依靠导管导光的内窥镜；(3)用导杆将除锈装置送到管内焊口处，在内窥镜观察下对焊口及两侧进行打磨，同时用强磁吸附金属尘埃；(4)将预制防腐金属管时使用的用于围挂内部模具的混合物围挂在多功能补口装置的释放器上，用导杆送到焊口处定位，然后用流体充模并启动电加热装置，使混合物均匀分布并迅速固化粘贴在焊口处；(5)释放流体胶囊中的流体和定位装置，用导杆将装置整体抽出；(6)每道焊口重复如上操作；(7)在对防腐管线中的拐点、跨越、穿越处使用的弯头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防腐细长薄壁复合金属管加工模具，其特征在于，包括芯轴和套置在芯轴外侧的胀套，芯轴为锥体件，胀套包括上胀套和下胀套，上、下胀套内均沿各自的轴向开设有内锥孔，且上、下胀套内锥孔的锥度与芯轴的外圆锥度相同，上胀套和下胀套的外圆直径相同，上胀套的下部的内锥孔的内径与下胀套的上部的内锥孔的内径相等；所述上胀套的外侧周圈以及下胀套的外侧周圈均沿各自的周向均布有多条割缝；所述上胀套与下胀套的连接处无裂隙。

【技术特征摘要】
1.一种防腐细长薄壁复合金属管加工模具，其特征在于，包括芯轴和套置在芯轴外侧的胀套，芯轴为锥体件，胀套包括上胀套和下胀套，上、下胀套内均沿各自的轴向开设有内锥孔，且上、下胀套内锥孔的锥度与芯轴的外圆锥度相同，上胀套和下胀套的外圆直径相同，上胀套的下部的内锥孔的内径与下胀套的上部的内锥孔的内径相等；所述上胀套的外侧周圈以及下胀套的外侧周圈均沿各自的周向均布有多条割缝；所述上胀套与下胀套的连接处无裂隙。2.根据权利要求1所述的一种防腐细长薄壁复合金属管加工模具，其特征在于，所述芯轴的顶端和底端均开设有中心孔。3.根据权利要求1所述的一种防腐细长薄壁复合金属管加工模具，其特征在于，所述芯轴的外圆锥面与芯轴顶、底端的中心孔同轴。4.根据权利要求1所述的一种防腐细长薄壁复合金属管加工模具，其特征在于，所述细长薄壁金属管加工模具还包括挡环和限位螺母，芯轴的下端设置有与限位螺母相适配的外螺纹，挡环套置在芯轴的下部，且挡环位于下胀套与限位螺母之间。5.根据权利要求1所述的一种防腐细长薄壁复合金属管加工模具的加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)制作芯轴，选用一根金属材料制成的第一圆柱体，先对该第一圆柱体进行粗车加工，然后对粗加工后的第一圆柱体进行磨外锥操作，以得到符合外圆锥度要求的芯轴；(2)制作上胀套和下胀套，选用金属材料制成的第二圆柱体和第三圆柱体，先对第二圆柱体和第三圆柱体进行粗车外圆操作，然后用圆锥铰刀分别在第二圆柱体和第三圆柱体内铰内锥孔，以得到符合锥度要求的上胀套和下胀套；(3)将上述制作完成的上胀套和下胀套依次套置在芯轴上，使上胀套的内锥孔内径小的一端与下胀套的内锥孔内径大的一端相互对接，之后，在芯轴的下部套置挡环，并在芯轴的下端外侧设置限位螺母；(4)将上述装配完成后的芯轴、上胀套、下胀套、挡环、限位螺母整体装夹到外圆磨床上，将上、下胀套的外圆磨至符合要求的尺寸；在上、下胀套的外圆周表面分别进行割缝操作；(5)把设计选用规格的金属管商品材焊接成10-60米的长度，并对内壁除锈；(6)根据已焊接好的金属管长度及口径，选用能在金属管内自由进出的内部模具，该内部模具具有两个相对密闭的圆环形内腔，外环为用具弹性的密闭材料制成的充模腔，内环为用金属材料制成的导热腔；(7)将选用的热固性化工流体防腐材料配制成流体胶浆按流体胶浆∶玻璃纤维或其它纤维及织物＝1-1.5∶1(重量)浸润混合，制成一混合物；(8)把由步骤(2)制成的混合物围挂在内部模具外表面上，并将其送入按步骤(2)处理的金属管中，并在金属管两端定位密闭，对内模充模腔注入流体介质，使其中的压力达到0.2-1.5MPa，保持压力，并对内部模具的导热腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄滢芝，
申请(专利权)人：黄滢芝，
类型：发明
国别省市：江苏,32