一種銅基記憶合金補(bǔ)貼管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于新材料和輸油設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種銅基記憶合金補(bǔ)貼管。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)生產(chǎn)中，大量的油田抽油套管、化工容器以及管路和水路會因腐蝕和地質(zhì) 變動等出現(xiàn)局部破裂和泄漏而失效，其產(chǎn)生了重大社會經(jīng)濟(jì)損失。油田每年有10%的油井 要報修，國內(nèi)有上百萬口井，全世界上億口井，這渉及數(shù)千億美元市場，因此，對破裂和泄露 的油田抽油管道等進(jìn)行補(bǔ)貼具有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。
[0003] 較早的補(bǔ)貼技術(shù)主要是采用縫波紋管補(bǔ)貼技術(shù)，近2年的最新技術(shù)是無縫膨脹管 補(bǔ)貼，它們都是美國技術(shù)，前者補(bǔ)貼不可靠，易掉井，易漏；后者的可靠性雖然增加了，但兩 種技術(shù)均費(fèi)工、費(fèi)時、費(fèi)錢，并且需使用重型機(jī)械液壓設(shè)備，后者還需要使用特殊進(jìn)口鋼材。
[0004] 熱功能好的鈦鎳合金可以用于補(bǔ)貼技術(shù)，CN104060126A提供了一種鎳鈦系形狀記 憶合金，所述的鎳鈦系形狀記憶合金由鎳、鈦、銅、鉻、錳以及鎘六種金屬成分組合而成。但 是鎳鈦合金資源稀缺，價格昂貴，且制備工藝繁雜，現(xiàn)有技術(shù)還制造不出20mm粗的無縫管 件?，F(xiàn)有技術(shù)中有將鐵基記憶合金用于油田補(bǔ)貼堵漏，但未獲得成功，其原因是由于鐵基合 金記憶效應(yīng)低下，最大回復(fù)變形率僅1-2%，且非熱彈性相變回復(fù)，并且價格也不菲。同時， 現(xiàn)有技術(shù)中最新膨脹補(bǔ)貼技術(shù)所用的管材還是普通鋼，其在含硫化氫、濕氣大且高溫的油 田環(huán)境中腐蝕嚴(yán)重。
[0005] 因此，找到一種熱彈性相變性能好、耐腐蝕、成本低且制備工藝簡單的套管補(bǔ)貼設(shè) 備是現(xiàn)在亟需解決的問題。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中補(bǔ)貼材料熱彈性相變性能差、易腐蝕、生產(chǎn)困難、加工工 藝繁雜和成本高等問題，本實用新型提供了一種銅基記憶合金補(bǔ)貼管。
[0007] 為達(dá)此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：
[0008] -種銅基記憶合金補(bǔ)貼管，所述補(bǔ)貼管由膨脹組件和連接管連接而成；其中，膨脹 組件包括依次連接的膨脹圓柱體、錐形連接體和內(nèi)螺紋圓柱體。
[0009] 所述膨脹圓柱體、錐形連接體和內(nèi)螺紋圓柱體的材質(zhì)為銅基記憶合金。
[0010] 所述銅基記憶合金按質(zhì)量百分比計包括以下元素：
[0011]
[0012] 以上所述Al、Mn、Be和Ga四種元素，均能在固態(tài)與Cu形成有序的馬氏體相變，產(chǎn) 生超彈性;A1作為形成超彈性合金的主要元素，Mn能夠擴(kuò)大元素A1在合金中的作用，提高 塑性；Ga與Cu在高溫下形成0相，能增加合金在磁場作用下的超彈性，Be可以提高合金的 超彈性和硬度；并且Cu自身的電位較正，不易被腐蝕，使得合金具有抗硫和硫化氫腐蝕的 能力。
[0013] 優(yōu)選地，所述膨脹圓柱體的直徑大于內(nèi)螺紋圓柱體的直徑。
[0014] 優(yōu)選地，所述連接管有外螺紋；所述膨脹組件和連接管通過螺紋連接而成，即膨脹 組件通過內(nèi)螺紋圓柱體的內(nèi)螺紋與連接管相連，并且連接管可以連接多個膨脹組件。
[0015] 優(yōu)選地，所述膨脹組件的個數(shù)多1，例如1個、2個、3個、4個、5個或更多；所述連 接管的個數(shù)多1，例如1個、2個、3個、4個、5個或更多。
[0016] 優(yōu)選地，所述連接管為無縫管。
[0017] 優(yōu)選地，所述連接管的材料為低碳鋼、奧氏體不銹鋼或鋁青銅中任意一種。
[0018] 優(yōu)選地，所述連接管的壁厚為2. 5~3. 5謹(jǐn)，例如2. 5謹(jǐn)、2. 51謹(jǐn)、2. 6謹(jǐn)、2. 7謹(jǐn)、 2. 8mm、2. 9mm、3. 0mm、3. 1mm、3. 2mm、3. 3mm、3. 4mm、3. 49mm或 3. 5mm等。
[0019] 優(yōu)選地，所述補(bǔ)貼管長度為1~5m，例如1mm、1. 1mm、1. 5mm、2mm、2. 5mm、3mm、 3. 5mm、4mm、4. 5mm、4. 9mm或5mm等；其中補(bǔ)貼管的長度是指膨脹組件和連接管連接起來的 總長度。
[0020] 以上所述的銅基記憶合金補(bǔ)貼管的補(bǔ)貼方法為：將補(bǔ)貼管在< 0°C的工質(zhì)中保持 20~50min，在保持補(bǔ)貼管的溫度< 0°C的情況下對補(bǔ)貼管進(jìn)行縮徑處理，保持補(bǔ)貼管的溫 度< 0°C再使補(bǔ)貼管整體進(jìn)入待補(bǔ)貼的套管并送至套管漏點(diǎn)，向漏點(diǎn)處充注60~100°C的 水或蒸汽使補(bǔ)貼管的膨脹組件膨脹完成補(bǔ)貼；
[0021] 任選地，在保持補(bǔ)貼管的溫度<0°C再使補(bǔ)貼管整體進(jìn)入待補(bǔ)貼的套管并送至套 管漏點(diǎn)后，在套管與補(bǔ)貼管間噴涂橡膠層。
[0022] 其中，向漏點(diǎn)處充注60~KKTC的水或蒸汽，使補(bǔ)貼管的膨脹組件回復(fù)膨脹狀態(tài)， 與套管之間形成過盈配合，從而與套管間產(chǎn)生較大的密封壓力和摩擦力，從而防止漏油和 掉落。
[0023] 所述<0°C的工質(zhì)為冰水或干冰粒。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：
[0025] (1)本實用新型所述補(bǔ)貼管為銅基記憶合金管，其中所含各元素與Cu形成有效的 馬氏體相變，提高了補(bǔ)貼管的超彈性，其最大形變量E成倍增加，可達(dá)到5~15%。
[0026] (2)本實用新型中的補(bǔ)貼管補(bǔ)貼工藝簡單，只需要油田常用的60~100°C的熱水 或蒸汽就可以使被縮徑的補(bǔ)貼管回復(fù)膨脹狀態(tài)，從而與待補(bǔ)貼的套管間產(chǎn)生強(qiáng)大的過盈配 合，從而與套管間產(chǎn)生很大的密封壓力和摩擦力，密封壓力可達(dá)30MPa，測得40mm長的膨脹 圓柱體的摩擦力可達(dá)1噸力，可以有效的防止漏油和掉落。
[0027] (3)本實用新型中的補(bǔ)貼管具有很好的抗腐蝕能力，對油田中硫和硫化氫具有較 好的抗腐蝕性能，對還原性酸的抗腐蝕性能優(yōu)于不銹鋼，并且在大氣和海洋環(huán)境中均不易 被腐蝕，特別適用于油田。
[0028] (4)本實用新型所述工藝簡單，成本低，適于大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型所述銅基記憶合金補(bǔ)貼管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 其中，100-膨脹組件，101-膨脹圓柱體，102-錐形連接體，103-內(nèi)螺紋圓柱體， 200-連接管，201-下部有外螺紋的連接管，202-上部有外螺紋的連接管。
【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進(jìn)一步說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0032]圖1是本實用新型所述銅基記憶合金補(bǔ)貼管的結(jié)構(gòu)示意圖。