[发明专利]单旋体变断面管及其制造方法和设备

说明书

本发明涉及一种油井采油的油水分离装置的单旋体变断面管，尤其是涉及多段变断面管光滑连接冷轧无缝管件，属于冷轧无缝不锈钢管件，本发明还涉及该管件制造方法和实施该方法的专用设备。

本发明未完成之前，石油油井开采过程中往往由于缺少油水分离装置，打一眼油井投入很大，开采一段时间之后，难以采出油来，而成为枯井，长期困扰石油业资源潜力的发掘，造成资源浪费，为此，引进和采用油水分离装置，通过油水分离过滤，可以在已不能采出油的油井，枯井复活，重新继续采出油，一般可延长开采寿命一、二年，为油田开采带来巨大收益，被称谓“单旋体管”就成为该装置不可缺少的关键另部件，其要求技术条件严格，其结构为：多管段单旋体变断面冷轧无缝不锈钢管件，例如：两端是圆筒管段，中间是两段锥度不同的圆锥管段，四管段光滑连接，内表光洁度为1.6级，是属于变断面冷轧无缝钢管件。

目前，国内公开使用和制造的变断面冷轧无缝管件，多以圆锥管的锥度，锥顶角小于5°，变形区长度大于400mm，最小管内径大于20mm，通过专门设计的大型工具设备轧辊和芯棒在专用的冷轧管机上制造，本发明涉及的冷轧无缝变断面管件，就现有技术存在以下不足，给产品和工艺方法以及轧辊孔型设计和工具设计造成难点和问题：

1.管段多，变断面差程大，四管段光滑连接大小口径比为4∶1；

2.锥度差程大，大锥顶角20°，小锥顶角1.5°；大小锥度比为13.3；

3.变形区过小，锥顶角20°的其变形区只有80mm；

4.两端内径差程大，大端内径56mm，最小圆筒管内径14mm。

本发明的目的在于克服上述现有技术存在不足之处，提供一种冷轧无缝单旋体变断面不锈钢管件，该产品结构：筒-锥-锥-筒四各段光滑连接变断面整体管件，本发明的另外目的是提供一种该断面管件的制造方法和实施该方法专门设计的大型工具设备：轧辊和芯棒、引管工具。

本发明的目的是通过这样的措施来实现：

单旋体变断面管件，由两端圆筒管段与中间两圆锥度圆管段，四管段联结构成，两端管内径比为4∶1，管长比为2∶1，中间两圆锥管段锥顶角比为13.3∶1，锥管长比为1∶6.34，各管连接光滑无缝的变断面整体管件。

本发明的目的还可以通过这样措施来达到：将整体管件壁厚为3mm内壁光洁，粗糙度为1.6级。

将两端圆筒管内径设定为_56mm及_14mm中间两锥顶角为20°及1.5°管长各为80mm及535mm，两锥管过渡内径为_28mm。

本发明产品的制造方法依次包括如下步骤：

(1).取材质：1Cr18Ni9Ti或OCr18Ni9Ti，规格_89×4.5无缝管作原料，依次按如下步骤进行处理：

酸洗：将原料管放入酸洗槽内，酸溶液为(容积比)硝酸8～10％，氢氟酸5～12％浸泡20～120分钟后，用水冲洗除酸；

镀铜：经酸洗后变白管内插入普碳钢管，再将插入管捆管轧件用薄钢板包裹后，放入硫酸铜配液中，其配液为

CuSO₄    15～25g/L

H₂SO₄   2～4％容积比

水胶      0.1～0.2Kg/m³浸放5～10分钟后，水冲洗；

皂化：将镀铜后的备料放入冷拔剂中(工业肥皂)脂肪酸度4～8％，温度60～70℃皂液内，浸放3～5分钟；

(2).第一道轧制：

轧前将经过处理管件涂氯化石腊后，进行轧制；

轧制设备：冷轧轧管机型号原苏XΠT-75，使用公知通用的冷轧管工艺轧辊及芯棒利用轧制圆筒管孔型_89×4.5轧成_62×3冷轧管。

(3).轧件除油：将第一道轧制后轧件放入氢氟酸槽，浸放30分钟后，水冲洗除油除酸；

(4).轧件固溶热处理：将除油后轧件，用电接触加热至1050℃，1分钟后，自然空冷；

(5).矫直：热处理后轧件在七辊钢管矫直机上进行冷矫直；

按前述酸洗、镀铜、皂化相同的方法步骤将矫直后的轧件进行处理；

(6).第二道轧制：

轧制设备：型号原苏XΠT-55冷轧管机，轧辊：按第二道孔型尺寸加工轧槽配制孔型；

芯棒：按第二道轧制设计芯棒加工，进行轧制第一段锥管段及第二段锥管段前半部分；

轧制速度：机架往复：25次/分钟，

          机架行程即送轧量：2～4mm；

          手动转角：120°/次；

(7).第三道轧制：