本发明专利技术涉及沿长度方向具有改善的性能和变化的性能的盘管，通过连续动态的热处理工艺(CDHT)生产所述盘管。盘管可以从卷轴上展开、经过CDHT处理并卷曲到卷轴上。CDHT工艺可以生产“复合”管，于是沿管子的长度方向的管子的性能可以有所选择地改变。例如，管子的性能能够沿着管子的长度方向有选择地修正，用于使用管子的特定用途。
【技术实现步骤摘要】
具有优良的可变机械性能的盘管以及通过连续热处理生产这种管的方法相关申请的引用本申请要求2011年1月25日提交的美国临时申请No.61/436,156的权益，该临时申请的所有内容通过引用并入本申请。
本专利技术的几种实施方案都涉及盘管及热处理盘管的方法。所述实施方案还涉及沿着所述盘管的长度方向具有特定或可变性能的盘管。
技术介绍
盘管是卷曲在卷轴上的长度连续的管，随后当执行作业比如在井眼中使用时，该管将被展开。盘管可以由各种钢制成，比如不锈钢或碳钢。盘管的外径比如在约1英于至约5英于之间，壁厚在约0.080英于至约0.300英于之间，长度可达约50,000英尺。例如，通常的长度是约15,000英尺，但是长度可以在约10,000英尺到约40,000之间。盘管可以这样生产，连接平金属条以得到长度连续的平金属，该平金属可以送入制管厂的成形及焊接生产线(例如，ERW，激光或其它)，在此生产线上，平金属条沿其长度被焊接以得到长度连续的管子，在管子退出焊接生产线后，被卷曲在卷轴上。在一些情况下，连接在一起的金属条具有不同厚度，在这种状况下得到的盘管被称为“有锥度的盘管”，由于得到的管子的壁厚是变化的，该连续管具有变化的内径。生产盘管的另一方案是，它包括对外径不等于最终外径的管子进行连续热轧(比如，US6527056B2公开了一种生产盘管管柱的方法，其中在管柱的部分长度上外径是连续变化或几乎是连续变化的，WO2006/078768公开了一种方法，其中退出制管厂的管子引入到锻造工艺中，在该工艺下盘管的外径减少了蓄意过大的盘管外径，而成为额定外径或目标外径，而EP0788850描述了一种钢管减径装置的例子，前述每个专利中描述这样的管子的所有内容通过引用在此并入本申请)。前述这些方法能够得到具有稳定性能的盘管，因为所述管子是用同一材料连续经过同一工艺进行生产的。因此，生产得到的管子的最终设计(比如尺寸和特性)是使用时管子需具备的所有条件的折中。
技术实现思路
本专利技术的盘管具有沿长度方向的改善性能和变化性能。在一些实施方案中，盘管可以通过连续动态的热处理工艺(CDHT)进行生产。在性能不恒定的意义上讲，得到的新产品是“复合”管，产生具有独特和最优性能的复合盘管(例如，连续长度的管子，其能够被卷曲到卷轴上，用于运输和展开用途)。连续长度的复合盘管的生产可以这样实施，即通过引导事先生产的这样的产品卷轴进入连续动态的热处理生产线，以产生新的材料微观结构。所述热处理是连续的，是因为管子移动，经过相继的加热工艺和冷却工艺，它是动态的，因为它能够进行修正，以对盘管的不同管节部分作出恒定变化的热处理。连续盘管可以由更短的平金属条制成，这些金属条首尾相连，形成管子形式，并被缝焊，从而得到用于本专利技术所述工艺的起始盘管。所述起始盘管之后被导入CDHT工艺。CDHT改变微观结构，于是改善管体、纵向焊缝以及连接平金属条的焊缝之间的性能以及使不均匀的性能达到最小化。所述热处理变量能够连续调整，以产生不同的机械性能，抗腐蚀性能和/或沿盘管长度方向的微观结构。得到的复合盘管可以具有局部的性能增加或可选择的性能，以允许在更深的深度下工作，局部增加的刚性以使纵向弯曲最小，期望在暴露给更高浓度的腐蚀环境的区域内局部增大抗腐蚀性，或在特定位置具有性能变动的任意修正设计。性能的这种变化会导致锥度的最小化或减小，改善疲劳寿命、保持更长距离的内径恒定、使条与条之间的不必要焊缝最少、减少重量、改进检测能力、管子容积和容量等。具体地，通过使管子的平均壁厚小于带有锥度的管子的壁厚，能够降低重量，原因是带锥度的管子在一定区域内增加壁厚，比如井顶位置的管节部分。带锥度的管子的外径(OD)通常保持恒定，而管子的内径(ID)发生改变以改变壁厚。例如，管节部分的壁厚的增大能够降低管节部分的ID。因此，没有锥度的管子的ID基本在整个管子上都是一样的。由于具有基本恒定的ID，沿管子整个长度的ID能够进行检测。例如，为了检测ID，可以使用漂浮球。然而，所述漂浮球只能用于检测带锥度的管子的最小ID。另外，流过带锥度的管子的流体流速(例如容积)受管子的最小ID的限制。因此，通过在管子的某些管节部分中不缩小ID而增加壁厚，也能够增加管子的容积和容量。在一些实施方案中，提供一种处理管子的方法。所述方法可以包括提供管子的卷轴，从卷轴展开管子，对展开管子进行热处理以提供沿着展开管子的长度方向的变化性能，以及在热处理之后卷曲管子。变化的性能可包括机械性能。温度、保温时间、加热速率、冷却速率中至少一个能够在展开管子的热处理过程中进行改变，以得到沿着展开管子的长度的变化性能。在一些实施方案中，用两个或更多个热处理对管子进行热处理(如，两个淬火回火步骤)。管子在整个长度上可以具有基本恒定的壁厚。与传统的没有变化性能的管子相比，由于沿着管子的长度具有变化的性能，管子在壁厚上可以基本没有变化，以保持特定用途下具有足够的性能。在一些实施方案中，提供一种盘管。所述盘管包括具有第一组性能的管子的第一实质部分，和具有第二组性能的管子的第二实质部分，从而第一组性能的至少一个性能不同于第二组性能的至少一个性能。例如，由于基本相同的钢成分以及基本相同的热处理工序，在第一组性能的至少一个性能与第二组性能的至少一个性能之间的差异会大于至少一个性能的通常变化。所述第一组性能和第二组性能的至少一个性能包括屈服强度、拉伸强度、疲劳寿命、抗腐蚀性、晶粒度或硬度。例如，管子的第一实质部分可以包括第一屈服强度，管子的第二实质部分可以具有不同于(例如小于或者大于)第一屈服强度的第二屈服强度。由于沿着管子的长度的变化性能，与传统的没有变化性能的管子相比，管子的壁厚可以基本没有变化，以保持特定用途下具有足够的性能。管子在整个管子上可以具有基本恒定的壁厚。此外，管子可以具有在整个管子上的基本均匀的成分。管子可以包括焊接在一起的多个管节部分，所述多个管节部分的管节部分之一的至少一部分包括第一实质部分，同管节部分的至少另一部分包括第二实质部分。在一些实施方案中，提供一种用于井内的盘管。该盘管可以包括连续长度的管子，该管子包括钢材料，所述钢材料沿着管子的整个长度具有基本均匀的成分。管子具有至少一个第一部分和至少一个第二部分，该第一部分构造位于井顶位置，第二部分相对于第一部分位于朝向井底的位置。管子的第一部分具有第一屈服强度，管子的第二部分具有第二屈服强度，第一屈服强度不同于(如大于或小于)第二屈服强度。在一些实施方案中，第一部分的屈服强度大于100ksi或约为100ksi，第二部分的屈服强度小于90ksi或约为90ksi。在其它实施方案中，管子还包括具有第三屈服强度的管子的第三部分，该第三屈服强度介于第一和第二屈服强度之间，所述第三部分位于第一和第二部分之间。然而，所述CDHT使得任何长度的管子能够得到数个性能的组合(例如YS)。所述管子的长度可以在10000英尺和40000英尺之间(或约10000英尺至约40000英尺之间)。管子的第一部分的长度可以是在1000英尺(或约1000英尺)与4000英尺(或约4000英尺)之间。此外，管子可以具有多个焊接在一起的管节部分，每个管节部分具有至少1500英尺(或约1500英尺)的长度。每个管节部分的长度与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.01.25 US 61/436,156;2011.09.09 US 13/229,5171.一种处理管子的方法，所述方法包括：提供管子的卷轴；从卷轴上将管子展开；对展开的管子进行连续动态地热处理，以将管子的微观结构从铁素体和珠光体转变为回火马氏体，并提供沿着展开管子的长度的方向的变化性能；和在连续动态地热处理后卷曲管子，其中所述管子在整个管子上具有基本恒定的壁厚和内径。2.如权利要求1所述的方法，其中所述变化的性能包括机械性能。3.如权利要求1所述的方法，其中温度、保温时间、加热速率和冷却速率中的至少一个在展开管子的热处理过程中发生改变，以沿着展开管子的长度方向提供变化的性能。4.一种盘管，所述盘管经受连续动态地热处理以将该盘管的微观结构从铁素体和珠光体转变为回火马氏体，该盘管包括：管子的具有第一组性能的第一实质部分；和具有第二组性能的管子的第二实质部分，从而第一组性能的至少一个性能不同于第二组性能的至少一个性能，其中所述管子具有在整个管子上的基本恒定的壁厚和内径。5.如权利要求4所述的盘管，其中第一和第二组性能的至少一个性能包括屈服强度、拉伸强度、疲劳寿命、晶粒度、抗腐蚀性或硬度。6.如权利要求4所述的盘管，其中所述管子具有在整个管子上的基本均匀的成分。7.如权利要求4所述的盘管，其中管子的第一实质部分具有第一屈服强度，管子的第二实质部分具有不同于第一屈服强度的第二屈服强...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·瓦尔德斯，B·A·瑞彻特，J·迈特，
申请(专利权)人：特纳瑞斯盘管有限公司，
类型：发明
国别省市：
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