專利名稱：雙金屬復合管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及石油化工裝置領域，更具體地，涉及一種雙金屬復合管。
背景技術：
在我國塔里木、四川、長慶等地區(qū)的油氣田開發(fā)過程中，存在著嚴重的腐蝕問題。 油氣井中含有H2s、CO2, cr等腐蝕性介質，這些介質對管材具有很強的腐蝕性，不僅造成了 巨大的經(jīng)濟損失，而且往往帶來一些災難性后果，如人員傷亡、停工停產和環(huán)境污染等。腐 蝕給石油工業(yè)造成的事故經(jīng)濟損失很大。因此對使用的管材提出了更高的耐蝕要求。選用 性能優(yōu)良的管材是防止腐蝕事故的主要措施，但一般價格低廉的碳素鋼管或低合金鋼管的 耐蝕性較差，而耐蝕性好的不銹鋼、鎳基合金、鈦及鈦合金等材料的價格高，為節(jié)約高價材 料的用量，人們開始研究、制造和選用復合管材，包括雙金屬復合管?，F(xiàn)有的雙金屬復合管包括兩層外管為價格低廉的碳素鋼管或低合金鋼管，壁厚 較大，主要承受外力或內壓；內管采用價格昂貴但耐蝕性優(yōu)良的不銹鋼、或鎳基合金、或鈦 及鈦合金等耐腐蝕材料，壁厚較小，主要起耐腐蝕的作用。雙金屬復合管的外管保證除抗腐 蝕性能以外的各項實物性能指標，內管保證抗腐蝕性能指標，這樣可以使鋼管用于腐蝕環(huán) 境油氣井時，在保證各項技術指標的前提下，達到大幅度降低成本的目的。油氣井中的油管管柱和套管管柱均是由多支油管和多支套管經(jīng)接頭連接而成，但 是，雙金屬復合管的多根管路之間的連接成為雙金屬復合管使用于油氣田開采領域中的一 個難題?，F(xiàn)有的技術是在外管兩端焊接接頭，接頭為與內管相同的耐腐蝕材料，外管為碳素 鋼或者低合金鋼。此種技術方案雖然解決了管路中的腐蝕介質接觸到外管的問題，但是由 于外管與接頭的連接方式為異種金屬焊接，其焊接性能難以滿足油井管柱連接強度要求， 安全性能很差，因此在油氣田的井下油套管中幾乎沒有應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種既能保證管內腐蝕介質不接觸外管、又能保證油井管柱的連 接性能的雙金屬復合管。根據(jù)本發(fā)明的一種雙金屬復合管，包括內管和外管，內管由耐腐蝕材料制成，內管 位于外管的內部，雙金屬復合管還包括連接部，連接部與外管通過螺紋相連接，內管與連接 部相焊接。進一步地，連接部由耐腐蝕材料制成。進一步地，外管由碳素鋼或者低合金鋼制成。進一步地，外管的兩端的外壁上具有螺紋。進一步地，連接部包括第一接頭，第一接頭位于外管的一端，連接部還包括第二接 頭，第二接頭位于外管的另一端。 進一步地，連接部包括第一接頭，第一接頭位于外管的兩端，連接部還包括第二接 頭，第二接頭與外管的一端的第一接頭通過螺紋相連接。
進一步地，第一接頭為管狀接頭，包括內壁上具有螺紋的第一段，以及除第一段之 外的第一接頭的第二段，第二段的外壁上具有螺紋。進一步地，第一接頭的第二段的內直徑等于外管的內直徑。進一步地，內管延伸跨越第一接頭與外管之間的接縫，并焊接于第一接頭的不具 有螺紋部分的內壁上。進一步地，第二接頭為管狀接頭，其兩端的內壁上具有螺紋。進一步地，第二接頭的內壁上具有環(huán)形的突起部，突起部的內直徑等于外管的內 直徑，突起部位于第二接頭兩端的內壁上的螺紋之間。進一步地，內管延伸跨越第二接頭與外管之間的接縫，并焊接于突起部的內壁上。采用本發(fā)明的雙金屬復合管，包括內管和外管，內管由耐腐蝕材料制成，雙金屬復 合管還包括連接部，連接部與外管通過螺紋相連接，內管與連接部相焊接。連接部與外管的 連接采用螺紋連接形式的雙金屬復合管，避免了可能發(fā)生的異金屬焊接造成的焊接強度下 降，保證了油井管柱的連接性能，使得本發(fā)明的雙金屬復合管可以按常規(guī)油套管下井工藝 操作；與此同時，耐腐蝕材料制成的內管，保證了管內腐蝕介質不接觸外管，保證了雙金屬 復合管使用的安全性。


附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的雙金屬復合管的一個實施例的結構示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的雙金屬復合管的另一個實施例的結構示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的雙金屬復合管的第一接頭的結構示意圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明的雙金屬復合管的第二接頭的結構示意圖。
具體實施例方式下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發(fā)明。如圖1和圖2所示的根據(jù)本發(fā)明的一種雙金屬復合管，包括內管10和外管20，內 管10由耐腐蝕材料制成，內管10位于外管20的內部，雙金屬復合管還包括連接部30，連接 部30與外管20通過螺紋相連接，內管10與連接部30相焊接。雙金屬復合管的連接部30與外管20的連接采用螺紋連接形式，避免了可能發(fā)生 的異金屬焊接造成的焊接強度下降，保證了油井管柱的連接強度和連接性能，使得雙金屬 復合管可以按常規(guī)油套管下井工藝操作；與此同時，耐腐蝕材料制成的內管10，在油氣井 中有腐蝕性介質存在時，能保證在內管10中的腐蝕介質不接觸外管20，保證了雙金屬復合 管使用的安全性。內管10與連接部30相焊接，使得內管10與連接部30連接在一起。內 管10為薄壁平端管，將內管10放置在外管20內后，借助外力使內管10擴大變形并緊貼外 管20及連接部30的內壁，內管10的兩端分別與外管10兩端的連接部30的內壁進行密封 焊接，將內管10中的腐蝕介質與外管20完全隔離，防止外管20受到腐蝕。優(yōu)選地，連接部30由耐腐蝕材料制成。外管20由碳素鋼或者低合金鋼制成。連接部30由厚壁管加工而成，連接部30由耐腐蝕材料制成。優(yōu)選地，連接部30與內管10采用相同的材質，具有良好的耐腐蝕性能和與內管10相匹配的焊接性能，避免了 內管10與連接部30在焊接時的造成異金屬焊接，保證了二者的連接強度和焊縫密封安全 性能?；蛘撸B接部30也可以采用與內管10同類的能與內管10良好焊接的耐腐蝕材料制 成。外管20是碳素鋼或者低合金鋼，其外徑一般為60. 3mm至508mm，厚度為4mm至20mm， 壁厚較大，在使用過程中主要用于承受外力或內壓；與之相匹配的，內管10是耐腐蝕材料， 內管10的材質為不銹鋼、鎳基合金、鈦及鈦合金或其他耐蝕性材料，厚度為Imm至4mm，壁厚 較小。內管10緊貼外管20和接頭30的內壁，主要起抗腐蝕作用。外管20采用普通的碳 素鋼或者低合金鋼，保證了雙金屬復合管的造價的低廉；內管10和連接部30采用耐腐蝕材 料，雖然材料的價格較高，但是由于內管10的壁厚較小，連接部30長度很短，在起到耐腐蝕 作用的同時，也避免了雙金屬復合管的成本過高。因此，本發(fā)明的雙金屬復合管，在保證各 項性能指標的前提下，將成本限制在合理的范圍內，有利于雙金屬復合管在油氣田開發(fā)中 的推廣和使用。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖1所示，外管20的兩端的外壁上具有螺紋。連接 部30包括第一接頭31，第一接頭31位于外管20的一端，連接部30還包括第二接頭32，第 二接頭32位于外管20的另一端。在本實施例中，外管20的兩端的外壁上具有螺紋，即外管20設計為兩端加工公螺 紋，外管20兩端的公螺紋分別與第一接頭31和第二接頭32上的母螺紋相連接。通過第一 接頭31和第二接頭32，從而將多根雙金屬復合管連接在一起，以達到油氣田開采需要的管 柱的長度。如圖3所示，第一接頭31為管狀接頭，包括內壁上具有螺紋的第一段，以及除第一 段之外的第一接頭31的第二段，第二段的外壁上具有螺紋。第一接頭31的第二段的內直 徑等于外管20的內直徑。第一接頭31 —端為母螺紋，另一端為公螺紋；第一接頭31為管狀接頭，其內孔的 一部分的內壁上具有螺紋，此部分為第一接頭31的第一段，其余部分為第一接頭31的第二 段，其外壁的一部分之上具有螺紋，第一接頭31的第二段的內孔的內直徑與外管20的內孔 的內直徑的尺寸相同。如圖1所示，第一接頭31 —端的母螺紋與外管20 —端的公螺紋配 合連接，內壁上不具有螺紋的部分的內直徑等于外管20的內直徑。另外，第一接頭31的第 一段上的母螺紋與外管20 —端的公螺紋配合連接，第一接頭31的第二段上的公螺紋與另 一根雙金屬復合管一端的第二接頭32 —端的母螺紋配合連接，依次類推，從而將多根雙金 屬復合管連接在一起。在本實施例中，內管10延伸跨越第一接頭31與外管20之間的接縫，并焊接于第 一接頭31的不具有螺紋部分的內壁上。由于第一接頭31的內壁上不具有螺紋的部分的內直徑等于外管20的內直徑，因 此，第一接頭31與外管20連接后，管路內壁平滑沒有突起。如圖1所示，內管10延伸跨越 第一接頭31與外管20的接縫，并將接縫遮擋住，防止內管10內的腐蝕介質進入第一接頭 31與外管20形成的接縫處并腐蝕外管20。內管10焊接于第一接頭31的不與外管20連 接的一端的端部的內壁上，由于是同金屬焊接，因此焊接性能很好，保證內管10與第一接 頭31的連接強度和焊縫密封性能。另外，由于焊縫位于第一接頭31的不與外管20連接的 一端的端部的外邊緣，即使第一接頭31的內管徑的直徑較小，也可以滿足焊接條件進行焊接。如圖3所示，第一接頭31的內壁中具有螺紋的部分比不具有螺紋的部分的內直徑 大，兩部分的過渡處具有一個環(huán)形抬肩。如圖1所示，外管20與第一接頭31連接時，外管 20的末端頂在第一接頭31的環(huán)形抬肩處，在螺紋擰緊之后，可起到擰緊定位作用，防止外 管20和第一接頭31的連接在下井作業(yè)中可能出現(xiàn)的螺紋擰過預定位置的“過擰現(xiàn)象”，從 而防止內管10與第一接頭31的焊縫出現(xiàn)開裂。如圖4所示，第二接頭32為管狀接頭，其兩端的內壁上具有螺紋。第二接頭32的 內壁上具有環(huán)形的突起部321，突起部321的內直徑等于外管20的內直徑，突起部321位于 第二接頭32兩端的內壁上的螺紋之間。第二接頭32為管狀接頭，其兩端的內壁上具有螺紋，即其兩端均為母螺紋。第二 接頭32的母螺紋與外管20端部的公螺紋配合連接。如圖1所示，第二接頭32的內壁上的 母螺紋與外管20 —端的公螺紋配合連接，將第二接頭32與外管20連接在一起，第二接頭 32的內壁上的另一端的母螺紋與另一支雙金屬復合管上的第一接頭31的公螺紋過盈配合 連接，將多根雙金屬復合管連接在一起。第二接頭32的內壁上具有環(huán)形的突起部321，突起 部321的內直徑等于外管20的內直徑，以保證連接后的多根雙金屬復合管內壁的平滑。在本實施例中，內管10延伸跨越第二接頭32與外管20之間的接縫，并焊接于突 起部321的內壁上。由于突起部321的內直徑等于外管20的內直徑，因此，第二接頭32與外管20連 接后，管路內壁平滑沒有突起。如圖1所示，內管10延伸跨越第二接頭32與外管20之間 的接縫，并將接縫遮擋住，防止內管10內的腐蝕介質進入第二接頭32與外管20形成的接 縫處并腐蝕外管20。內管10焊接于第二接頭32的突起部321的內壁上，由于是同金屬焊 接，因此焊接性能很好，保證內管10與第二接頭32的連接強度和焊縫密封性能。如圖4所示，第二接頭32的環(huán)形突起部321的兩側同與之相連的螺紋處均形成環(huán) 形抬肩。如圖1所示，外管20與第二接頭32連接時，外管20的端部頂在第二接頭32的環(huán) 形抬肩處，在螺紋擰緊之后，可起到擰緊定位作用，防止外管20和第二接頭32的連接在下 井作業(yè)中可能出現(xiàn)的螺紋擰過預定位置的“過擰現(xiàn)象”，從而防止內管10與第二接頭32的 焊縫出現(xiàn)開裂。本實施例的制造技術方案如下1、外管20的內孔尺寸與第一接頭31和第二接頭32的內孔尺寸相同，比內管10 的外徑大Imm至4mm ；2、清洗外管20的內孔和內管10的外表面，除去油污及氧化物；3、外管20的兩端加工螺紋；4、第一接頭31和第二接頭32加工螺紋并螺紋表面處理；5、外管20與連接部30機械擰緊螺紋，即在外管20 —端擰緊第一接頭31，在外管 20另一端擰緊第二接頭32 ；6、將內管10插入兩端帶有接頭的外管20中；7、內管10的兩端與兩個接頭的內壁進行密封焊接；8、用密封圈在兩端接頭處進行密封，對內管10施加液壓力脹大，使內管10外壁與 外管20和接頭內壁緊貼復合，液壓力根據(jù)外管20和內管10的外徑、厚度和材料的強度等級而定。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，如圖2所示，連接部30包括第一接頭31，第一接頭 31位于外管20的兩端，連接部30還包括第二接頭32，第二接頭32與外管20的一端的第 一接頭31通過螺紋相連接。本實施例中的第一接頭31和第二接頭32的結構均與前述實施例中相同，在此不 再加以詳述。由于內管10焊接于第二接頭32的突起部321，而第二接頭32的突起部321 的兩端均具有延伸出的具有內螺紋的部分，因此，當與外管20相配合的第二接頭32的內直 徑較小時(如油管復合管)，常規(guī)的焊接方式無法完成內管10與突起部321的焊接。因此， 在外管20直徑較小時，在本實施例中，如圖2所示，外管20的兩端均連接第一接頭31，將內 管10焊接于第一接頭31的不與外管20連接的一端的靠近外邊緣的內壁上。再將第二接 頭32的一端與第一接頭31的另一端通過螺紋連接，將第二接頭32的另一端與另一根雙金 屬復合管的一端的第一接頭31相連接，依次類推，通過第一接頭31和第二接頭32的合理 布置，從而完成連接部30對多根雙金屬復合管的連接。由于第二接頭32整體均由耐腐蝕 材料制成，因此本發(fā)明在保證連接性能的同時，也能滿足耐腐蝕的要求。本實施例的制造技術方案如下1、外管20的內孔尺寸與第一接頭31和第二接頭32的內孔尺寸相同，比內管10 的外徑大Imm至4mm ；2、清洗外管20的內孔和內管10的外表面，除去油污及氧化物；3、外管20的兩端加工螺紋；4、第一接頭31和第二接頭32加工螺紋并螺紋表面處理；5、外管20與連接部30機械擰緊螺紋，即在外管20兩端擰緊第一接頭31 ；6、將內管10插入兩端帶有接頭的外管20中；7、內管10的兩端與兩個接頭的內壁進行密封焊接；8、用密封圈在兩端接頭處進行密封，對內管10施加液壓力脹大，使內管10外壁與 外管20和接頭內壁緊貼復合，液壓力根據(jù)外管20和內管10的外徑、厚度和材料的強度等 級而定；9、第二接頭32與第一接頭31機械擰緊螺紋。本發(fā)明的雙金屬復合管一般用于油氣田的井下開采，而且，由于其造價的合理性， 同樣也可以用于油氣的輸送中作為油氣輸送管道而使用。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明的上述實施例實現(xiàn)了如下技術效果本發(fā)明的雙金屬復合管，包括內管和外管，內管由耐腐蝕材料制成，內管位于外管 的內部，雙金屬復合管還包括連接部，連接部與外管通過螺紋相連接，內管與連接部相焊 接。連接部與外管的連接采用螺紋連接形式的雙金屬復合管，避免了可能發(fā)生的異金屬焊 接造成的焊接強度下降，保證了油井管柱的連接性能；耐腐蝕材料制成的內管，保證了管內 腐蝕介質不接觸外管，保證了雙金屬復合管使用的安全性。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技 術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
一種雙金屬復合管，包括內管(10)和外管(20)，其特征在于，所述內管(10)由耐腐蝕材料制成，所述內管(10)位于所述外管(20)的內部，所述雙金屬復合管還包括連接部(30)，所述連接部(30)與所述外管(20)通過螺紋相連接，所述內管(10)與所述連接部(30)相焊接。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙金屬復合管，其特征在于，所述連接部(30)由耐腐蝕材料 制成。
3.根據(jù)權利要求2所述的雙金屬復合管，其特征在于，所述外管(20)由碳素鋼或者低 合金鋼制成。
4.根據(jù)權利要求2所述的雙金屬復合管，其特征在于，所述外管(20)的兩端的外壁上 具有螺紋。
5.根據(jù)權利要求4所述的雙金屬復合管，其特征在于，所述連接部(30)包括第一接 頭(31)，所述第一接頭(31)位于所述外管(20)的一端，所述連接部(30)還包括第二接頭 (32)，所述第二接頭(32)位于所述外管(20)的另一端。
6.根據(jù)權利要求4所述的雙金屬復合管，其特征在于，所述連接部(30)包括第一接 頭(31)，所述第一接頭(31)位于所述外管(20)的兩端，所述連接部(30)還包括第二接頭 (32)，所述第二接頭(32)與所述外管(20)的一端的第一接頭(31)通過螺紋相連接。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的雙金屬復合管，其特征在于，所述第一接頭(31)為管狀 接頭，包括內壁上具有螺紋的第一段，以及除所述第一段之外的所述第一接頭(31)的第二 段，所述第二段的外壁上具有螺紋。
8.根據(jù)權利要求7所述的雙金屬復合管，其特征在于，所述第一接頭(31)的所述第二 段的內直徑等于所述外管(20)的內直徑。
9.根據(jù)權利要求8所述的雙金屬復合管，其特征在于，所述內管(10)延伸跨越所述第 一接頭(31)與所述外管(20)之間的接縫，并焊接于所述第一接頭(31)的不具有螺紋部分 的內壁上。
10.根據(jù)權利要求5或6所述的雙金屬復合管，其特征在于，所述第二接頭(32)為管狀 接頭，其兩端的內壁上具有螺紋。
11.根據(jù)權利要求10所述的雙金屬復合管，其特征在于，所述第二接頭(32)的內壁上 具有環(huán)形的突起部(321)，所述突起部(321)的內直徑等于所述外管(20)的內直徑，所述突 起部(321)位于所述第二接頭(32)兩端的內壁上的螺紋之間。
12.根據(jù)權利要求11所述的雙金屬復合管，其特征在于，所述內管(10)延伸跨越所述 第二接頭(32)與所述外管(20)之間的接縫，并焊接于所述突起部(321)的內壁上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙金屬復合管。根據(jù)本發(fā)明的雙金屬復合管，包括內管和外管，內管由耐腐蝕材料制成，內管位于外管的內部，雙金屬復合管還包括連接部，連接部與外管通過螺紋相連接，內管與連接部相焊接。連接部與外管的連接采用螺紋連接形式的雙金屬復合管，避免了可能發(fā)生的異金屬焊接造成的焊接強度下降，保證了油井管柱的連接性能；與此同時，耐腐蝕材料制成的內管，保證了管內腐蝕介質不接觸外管，保證了雙金屬復合管使用的安全性。
文檔編號E21B17/00GK101915064SQ20101028053
公開日2010年12月15日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權日2010年9月14日
發(fā)明者謝凱意 申請人:衡陽華菱鋼管有限公司