复合金属管及制造方法以及由复合金属管形成的复合管道技术

本发明专利技术公开了一种复合金属管，包括外管和内管，其中，外管包括外层基体管以及与外层基体管端部相连的外端管；内管位于外管内，内管的长度大于外层基体管的长度而小于外管的总长度，并且内管相对于外层基体管定位为内管的两端分别超出外层基体管的两端而与外端管搭接；外端管和内管由耐蚀金属制成，而外层基体管由不同于外端管和内管的金属制成，并且所述金属复合管的内壁由内管的内壁和外端管的对应内壁构成。本发明专利技术还公开了该复合金属管的制造方法及由该复合金属管形成的复合管道。本发明专利技术的复合金属管大大地减少了耐蚀金属的用量，但仍能提供连续的耐蚀金属内壁，以满足输送强腐蚀性流体的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型的复合管道，特别是复合金属管、该复合金属管的制造方法 及由该复合金属管形成的复合管道。
技术介绍
我国大多数油气田含有co2、H2S等腐蚀性介质，CO2、H2S腐蚀是井下油气管的主要 腐蚀类型。由此类内腐蚀造成的停产停输、重大事故不胜枚举。输送腐蚀性很强的流体，往 往采用特种金属材料管道，如不锈钢管、耐蚀合金管等。但是这些管材的造价高昂，增加了 运营成本。为此发展了双金属管材，外管采用价格相对低廉的普通金属材料，内管采用造价 高的材料，这种管材正获得逐步应用。这种常见的双金属复合管一般采用普通碳钢或低合 金钢作为外层的基体管，耐蚀的不锈钢薄壁管作为内衬层。由此这种复合管兼有碳钢管和 不锈钢管的优点，其外层的基体管提供强度支持，而内层的内衬管具有优良的防腐性能。复 合管的制造包括机械复合(包括水压胀形、机械胀形、爆炸复合等)、冶金复合(包括离心铸 造、堆焊复合)等。机械复合管内外层之间仅依靠内管残余张紧力和外管的弹性变形实现 结合，冶金结合复合管的生产效率低，造价高，且上述两种类型的复合管不可避免在制造过 程中将遇到内管甚至外管的热变形问题，制造过程复杂且设备多，生产成本仍然较高。此外，制成的双金属复合管特别是机械复合法制成的双金属管，在现场安装对接 时存在如下困难(1)复合管由于内部空间小，接触介质的根部焊道必须先焊接，该层焊道 不可避免受到多次加热，其耐蚀性受到影响。外管基层焊接时，由于前面焊缝金属为耐蚀合 金，必须选择合金元素较高的过渡层焊接金属，增加了现场焊接操作难度；(2)现场焊接条 件差，尤其是焊接时管子不能转动，一般为水平固定全位置焊接，母材对焊缝的稀释率受焊 接位置影响很大，焊工操作难度大，质量不易保证。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中复合管制造过程复杂、成本高的技术问题，在降低生 产成本的同时保证形成连续的耐蚀金属内层表面，以满足输送强腐蚀性流体的需要。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种复合金属管，该复合金属管包括外管和 内管，其中外管包括外层基体管以及与外层基体管端部相连的外端管；内管位于外管内， 内管的长度大于外层基体管的长度而小于外管的总长度，并且内管相对于外层基体管定位 为内管的两端分别超出外层基体管的两端而与外端管搭接；外端管和内管由耐蚀金属制 成，而外层基体管由不同于外端管和内管的金属制成，并且所述金属复合管的内壁由内管 的内壁和外端管的对应内壁构成。本专利技术还提供了一种制造上述复合金属管的方法，该方法包括以下步骤(1)制 备外层基体管，在外层基体管的两端连接由耐蚀金属制成的外端管而形成外管；(2)将由 耐蚀金属制成的内管装入外管内，并确保内管的两端分别超出外层基体管的两端而与外端 管搭接；(3)所述内管和外管结合在一起，所述金属复合管的内壁由内管的内壁和外端管的对应内壁构成。本专利技术又提供了一种由上述复合金属管连接而形成的连续的复合管道。本专利技术提供的复合金属管及其制造方法减少了耐蚀金属的用量，简化了制造过 程，在保证形成连续的耐蚀金属内层表面的前提下大大降低了制造成本。附图说明下面将结合如下附图详细地描述本专利技术图1为根据本专利技术的一个实施例的金属复合管的示意图；图2为本专利技术一实施例的内管的示意图；图3为根据本专利技术的又一实施例的金属复合管的示意图；图4为沿图3中A-A线的剖面图；图5为根据本专利技术的再一实施例的金属复合管的示意图；图6为根据本专利技术的另一实施例的金属复合管在制造过程中的示意图；图7为根据本专利技术形成的复合金属管道的示意图。具体实施例方式图1示出了本专利技术的一个实施例。复合金属管10包括内管3和外管。外管包括 外层基体管2和连接在外层基体管2两端的外端管1和1’。外层基体管2可以由低成本 的金属材料构成，如普通碳钢和低合金钢，或其它相对不耐蚀的金属。外端管1和1’可以 由相对耐蚀金属构成，如不锈钢、镍基合金、镍铁基合金、钛合金或者其它耐蚀合金。外层基 体管2与外端管1和1’之间可以采用本领域公知的连接技术连接在一起，如图所示可以采 取焊接的方式。在连接处的内径应与外管其它部分的内径相同，以保证内管与外管的接合。 内管3由与外端管1和1’材料相同或相近的耐蚀金属构成。内管3和外端管1和1’所采 用的耐蚀金属根据防腐性能要求由高到低的顺序可以选自钛合金、镍基合金、镍铁基合金 或不锈钢。内管3位于外层基体管2与外端管1和1’连接而形成的外管中，内管3的长度 要大于外层基体管2的长度而小于外管的总长度，从而使内管3相对于外层基体管2定位 为内管3的两端分别超出外层基体管2的两端而与外端管1和1’分别搭接。之所以如此 选择内管3的长度，其目的是与内管与外端管外端平齐的情况相比，这样做可以节省制造 内管的耐蚀金属材料，而与内管与外层基体管的两端平齐的情况相比，简化了现场施工复 合管对接的难度，可以保证形成连续的耐腐蚀内壁，提高了接头质量。为减少耐蚀金属的用量，可以使外层基体管2的长度远远大于外端管1和1’的长 度，例如，外层基体管2的长度可以是每个外端管的长度的至少2倍。在制造图1所示的复合金属管时，首先制备外层基体管2，在外层基体管2的两端 分别连接由耐蚀金属制成的外端管1和1’而形成外管，例如通过焊接的方式；将由耐蚀金 属制成的内管3装入外管内，并确保内管3的两端分别超出外层基体管2的两端而分别与 外端管1和1’搭接；将内管3和外管结合在一起，所形成的金属复合管的内壁由内管3的 内壁和外端管1和1’的对应内壁构成。内管3可以通过板材预卷弯曲而形成。图2示出了在本专利技术的实施例中通过板材 预制成的内管3的端视图，其中为了形成封闭的圆柱形内管并在后续的加工过程中内管可以形成连续的耐蚀金属内壁，在板材卷曲相接的两端要留有足够的搭接余量，即在预制成 的内管圆周上形成搭接余量部分5。随后，将内管3放入外层基体管2与外端管1和1’连 接而形成的外管中，内管3的长度要大于外层基体管2的长度而小于外管的总长度，从而使 内管3相对于外层基体管2定位为内管3的两端分别超出外层基体管2的两端而与外端管 1和1’分别搭接。可以通过本领域公知的内胀法(如机械、液压或气压胀形法)使内管与 外管接合，即将胀形设备伸入内管中膨胀加压，将内管胀起，直到内管与外管贴合在一起， 然后将胀形设备抽出，形成如图1所示的双金属复合管。由于搭接余量部分5的存在，避免 发生内管3在膨胀后出现板材搭接处分离而漏出外层基体管内壁的情况。图3示出了本专利技术的另一个实施例，在该实施例中，在内管3和外管之间还包括一 个中间层4。可以在将内管3插入外管之前，在预制内管3的外周上涂敷胶黏剂。在随后胀 形过程中，胀形设备保持对内管3的内壁的压力，使胶黏剂固化后在内、外管之间形成中间 层4，内管3、中间层4和外管紧紧贴合到一起。胶黏剂形成的中间层4使得在图1所示的 实施例中内、外管之间的机械复合变成黏胶复合，提高了内外金属管的结合强度，同时中间 层4使得复合金属管10的耐压强度得以提高。在本专利技术的另一个优选方案中，中间层4是 包括黏胶剂和纤维布(未示出)的纤维复合材料层。在内管3由板材预制成管状后，先在 预制内管3的外表面涂敷胶黏剂，然后在内管3的外表面缠绕纤维布，这之后再在缠绕好的 纤维布上再涂敷胶黏剂，为避本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合金属管，该复合金属管包括外管和内管，其中：　　外管包括外层基体管以及与外层基体管端部相连的外端管；　　内管位于外管内，内管的长度大于外层基体管的长度而小于外管的总长度，并且内管相对于外层基体管定位为内管的两端分别超出外层基体管的两端而与外端管搭接；　　外端管和内管由耐蚀的金属制成，而外层基体管由不同于外端管和内管的金属制成，并且所述金属复合管的内壁由内管的内壁和外端管的对应内壁构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：路民旭，范建文，姜鹏飞，王修云，王振国，
申请(专利权)人：北京安科管道工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]