制造加铜衬里的盘绕管件的方法技术

一种制造管件的方法包括共同成形基材带和衬里材料带而形成内置衬里的管件以及结合基材带边缘以形成所述边缘间的接缝。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开的内容总体上涉及到制造加衬管件。更具体的是，本专利技术 公开的内容涉及到一种。
技术介绍
套管接头(casing joints)、衬管和其他石油工业用管材("OCTGs") 频繁地用于钻孔、完井和开采油井。例如，套管接头可以安装在井筒内， 以稳定和保护地层抵抗高的井筒压力(例如，超过地层压力的井筒压力)， 否则会毁坏地层。钢管可以制造成多种结构形式，其中一种是无缝的，另一种是有缝的 或焊接管。无缝管典型的是重量更轻，壁厚薄，而焊接管更重、更具刚性。 焊接管还具有更好的一致性，也更直。焊接管典型地被用到管子不是处于 高应力的情形。管子的某些特性在制造过程可以控制。例如，管子的直径或壁厚可以 根据管子的应用而被调整。通常钢的类型也会影响到管子的强度和挠性。 其他可控的特性包括长度、涂层材料和最终的管端加工要求(end fmish)。焊接钢管一般由称为制管钢板的、设置成长料或螺旋巻料形的热轧钢 厚带或厚板形成，当把制管钢板制成圆柱形时，使长料或螺旋巻料的纵向 边缘适当地对焊在一起。这种将制管钢板变形成管状的成形步骤可以通过 适当的轧辊装置完成，如连续凹面轧辊，通过该轧辊使得制管钢板在前进 的同时围绕纵向轴线逐步弯曲，以形成成品管件。对于直径非常大的管子 (例如大约25英寸或更大直径)，可以使用一组在平行于所要管子的轴线 的轴线上的长而重的轧辊，它们将部分弯曲的被横向接收的制管钢板的整 个长度弯曲成想要的形状。在这些或其他方法中，制管钢板被逐步或作为一整块地被制造成圆柱 形，该圆柱形制管钢板的两边缘之间形成一窄、长缝隙。然后在通过焊接或进行焊接工序时进一步用轧辊或其他装置压迫管坯料的外侧以闭合缝 隙，并将对接的边缘焊接在一起。对于大直径管子，电焊可以是缝隙外侧用埋弧焊，紧接着的第二步是沿内侧用另一自耗电极(consumable electrode)焊接。参见图l，制造焊接管100的设备和工艺如图所示。在制造前，用于 制造焊接管的材料可以以薄板形式(即，制管钢板)储备，并且巻绕在辊 子上(未显示)。起先，制管钢板被展开，进给至轧辊102。然后，制管钢 板通过一系列的有槽轧辊，使得薄板的边缘开始向一起"巻曲"104，最 后形成未焊接管。未焊接管接着通过感应焊接设备和高压轧辊106，这些 设备使管边缘密封在一起并形成紧固的焊接。最后，管子被切割成所希望 的长度，并且被堆叠以备后续工序108使用，或保持非切割状态并盘绕起 来形成盘绕管件。美国专利No.7,012，217 ("Titze")公开了一种制造大直径焊接管的方 法和设备。热带材的前端可以连接至先导带材的尾端，然后进行两阶段的 平整，实现带材在横向上的平坦和带材在纵向上的平坦。热带材的整个表 面(包括带材边缘)可以通过超声波检测，并且在预弯曲前分四个阶段准 备带材边缘。然后，热带材变形成有槽管件，并且带材边缘用激光沿内侧 和外侧焊接而形成管子。另外，美国专利号4， 410， 369 ("Waid")公开 了一种将板材轧制成管形的方法，轧制后板的边缘区域通过电对焊而被焊 接在一起。弓l入将被轧制的第二衬里层可能在制造焊接管时引起新层次的困难。 所需要的是一种制造加衬管的方法，该方法可以计算衬里材料的宽度。这 种方法有助于从制造工艺中省略试验步骤和消除误差，将会为工业制造很 好的接受。
技术实现思路
一方面，这里公开的实施例涉及到一种制造管件的方法，所述方法包 括将基材带和衬里材料带共同成形为内置衬里的管件以及接合基材带边 缘形成所述边缘间的接缝。另一方面，本公开的实施例涉及到一种制造管件的方法，方法包括将基材带和衬里材料带重叠放置，将被重叠的基材带和衬里材料带辊轧成内 置衬里的管件，和焊接基材边缘形成所述边缘间的接缝。衬里材料大致填 充内置衬里的管件的内径。另一方面，本公开的实施例涉及到一种制造管件的方法，方法包括选 定一宽度的基材带，其用于形成内置衬里的管件；选定一宽度的衬里材料，其用于形成内置衬里的管件；将衬里材料带和基材带形成通常的管状形 状。方法还包括，将基材的边缘焊接成内置衬里的管件；所述衬里材料的 宽度被选定为其边缘不会干扰形成在基材带边缘之间的焊缝。另一方面，本公开的实施例涉及到一种制造加衬管件的设备，设备包 括管件轧辊；供给装置，用以同时供给基材带和衬里材料带到该管件轧辊； 对准装置，用以在基材带和衬里材料带进入管件轧辊时把衬里材料带对准 基材带。管件轧辊构造为将碳钢带和铜带轧制成形为具有内铜衬里的碳钢 管状。另一方面，本公开的实施例涉及到内置衬里的管件，其包括包含钢的 外基材、包含铜基合金的内衬里材料、接合包含钢的外基材的端部的焊缝， 其中内衬里材料不干扰焊缝。另一方面，本公开的实施例涉及到一种制造管件的方法，方法包括将基材带和衬里材料带共同形成为内置衬里的管件，在基材带上焊接接缝。 基材带包含约为2.875英寸的宽度和约0.190英寸的厚度。附图说明图1是通常的管子制造工艺装配线图；图2A是根据本专利技术公开的实施例的管子制造工艺流程图；图2B是根据本专利技术公开的实施例的加铜衬里的钢管制造工艺流程图； 图3是根据本专利技术公开的实施例的制管装配线的轧辊部分的视图； 图4是根据本专利技术公开的实施例的扩展心轴的组成部分的视图； 图5是根据本专利技术公开的实施例的具有宽度为8.08英寸铜带的加铜衬 里的钢管试样的构成视图；图6A是根据本专利技术公开的实施例的具有宽度为7.34英寸铜带的加铜衬里的钢管试样的构成视图；图6B是根据本专利技术公开的实施例的图6A中的加铜衬里的钢管试样 的焊缝根部的显微照片；图7A是根据本专利技术公开的实施例的具有宽度为7.38英寸铜带的加铜 衬里的钢管试样的构成视图；图7B是根据本专利技术公开的实施例的图7A中的加铜衬里的钢管试样 的焊缝根部的显微照片；图8A是根据本专利技术公开的实施例的具有宽度为7.08英寸铜带的加铜 衬里的钢管试样的构成视图；图8B是根据本专利技术公开的实施例的图8A中的加铜衬里的钢管试样 的焊缝根部的显微照片；图8C是根据本专利技术公开的实施例的图8A中的钢管试样中的焊缝显 微照片；图9A是根据本专利技术公开的实施例的具有宽度为7.14英寸铜带的加铜 衬里的钢管试样的构成视图；图9B是根据本专利技术公开的实施例的图9A中的加铜衬里的钢管试样 的焊缝根部的显微照片；图9C是根据本专利技术公开的实施例的图9A中的钢管试样中的焊缝显 微照片。具体实施方式这里公开的实施例涉及到制造加衬管件。更具体的，这里公开的优选 实施例涉及到和设备。很多方面的应用需要加衬管件，例如井下电加热设备。制造加衬管件 可能需要更复杂的方法，将两分离的带材结合形成焊接管的结构。特别是， 确定正确尺寸的衬里材料以适当地装配到外部基材中是有益的。反复应用不同的带构造可以确定合适宽度的铜带来制造具有铜衬里 的盘绕钢管。这里提到的尺寸和材料并不是限制所公开的方法，而是为了 阐明一种方法，该方法可以应用于大范围的钢管尺寸和可用的材料。参见图2A，图中显示的是一般的轧制形成焊接管的管子制造工艺200。首先，钢被制成轧制重钢带或热轧钢板，称为制管钢板，提供长料或螺旋巻料，并且在进入轧制阶段以前经过平整或矫直(步骤202)。平整 以后，钢带的中心部分通过预成型轧辊和开坯轧辊(bre本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造管件的方法，所述方法包括：　将基材带和衬里材料带共同成形为内置有衬里的管件；　接合基材带的边缘以形成所述边缘间的接缝。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴维麦克考尔，布鲁斯瑞彻特，
申请(专利权)人：特纳瑞斯盘管有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]