[实用新型]一种经过软氮化处理的复合性高压活动弯头

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田压裂施工作业领域配套使用的高压活动弯头，具体说是一种经过软氮化处理可提高产品性能、延长使用寿命的复合性高压活动弯头。

背景技术

随着社会对石油和天然气能源需求量的不断增大，而油气储量的不断减少，深井、超深井、超高压井不断增多，同时非常规性油气井开采已成为今后重要的能源供给方式，会出现定向井、水平井等。现油田采取压裂等工艺手段，是提高油气层产量和采收率的重要方法。因此，在不断地改进提高压裂工艺的同时，压裂施工的压力在不断增高，排量在不断增大，对压裂设备的质量、性能提出了更高的要求。压裂施工向油井内注压裂液体时，一般安装多组由两个或三个90°单弯头组成的高压活动弯头，来调整直管线连接到井口上。压裂作业时，高压活动弯头和直管线的内腔上，承受着多种压裂腐蚀液和砂浆介质的磨蚀；同时，压裂液体在高压活动弯头中通过的速度达12.2米/秒(40英尺/秒)；再加上，高压活动弯头内腔承载着70～140MPa的高压力，等等恶劣的工作环境下，从而导致高压活动弯头内腔经常出现过快地磨损。尤其是，在现场压裂作业中发现，90°高压活动弯头从第二个弯以后磨损最严重，有些高压活动弯头使用时间不到8小时，弯头壁就被压裂液体磨穿。从而，高压活动弯头失效事故频发。所以，油田压裂施工要求高压活动弯头既要承载高压、耐磨损、抗疲劳、耐腐蚀的产品。

软氮化就是氮碳共渗，这并不是单一的渗碳或者氮化，而是渗氮为主，并兼有渗碳的一个表面处理工艺。零件软氮化时的温度比渗碳低，但比氮化高。主要特点是渗速快（2-4h），与一般硬氮化工艺相比，其渗层硬度较低，脆性减少，故简称软氮化。

工件经软氮化处理后，可显著提高材料表面的硬度，使其具有高的耐磨性，同时也具有较好的韧性，提高了抗疲劳强度，抗腐蚀能力及抗烧伤性等。

目前，压裂施工用的高压活动弯头，其常规的制造方法约有两种：一种是活动弯头表面经过渗碳、淬火处理工艺技术；另一种是弯头经过调质处理工艺技术。

1、常规制造方法一，弯头表面经过渗碳、淬火处理工艺制造。

这种工艺制造出来的高压活动弯头，内孔经过渗碳淬火处理过程中，造成对己精加工过的工件尺寸变形大（如钢球滚道槽），必须采取手工砂轮打磨钢球滚道槽的方法进行修复，否则，组装困难，组装后影响弯头转动灵活性，难以保证产品精度。另外，渗碳淬火工件的耐腐蚀能力较差，从而影响高压活动弯头的整体使用寿命。 

2、常规制造方法二，弯头经过调质处理工艺制造。

这种工艺制造出来的高压活动弯头，虽然工艺简单、易操作，但是，由于调质后零件表面硬度较低，高压活动弯头在承受105MPa以上高压力使用时，弯头也向纵向拉伸，钢球压入了球道内侧壁，出现深压痕，影响弯头转动灵活性。同时，也不能解决高压活动弯头的抗腐蚀能力。从而，也影响高压活动弯头的整体使用寿命。 

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种经过软氮化处理的复合性高压活动弯头。

为实现上述目的，提供如下技术方案来实现的：

一种经过软氮化处理的复合性高压活动弯头，包括第一单弯头和第二单弯头，第一单弯头连接第二单弯头；所述的第一单弯头呈圆形管状，其弯曲度为90°；第二单弯头呈圆形管状，其弯曲度为110°～130°；所述的第一单弯头与第二单弯头的管内表面进行软氮化处理，为软氮化层2。

本实用新型的优点及有益效果：

本实用新型采用弯度为110°～130°单弯头体的特殊形状，从而缓解了液体在90°单弯头流道孔中急剧改变流向，改善流体通道，减缓了高压活动弯头内壁的强力冲刷和磨蚀，延长了高压活动弯头的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-第一单弯头    2-软氮化层     3-第二单弯头体

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，一种经过软氮化处理的复合性高压活动弯头，包括第一单弯头1和第二单弯头3，其特征在于：第一单弯头1连接第二单弯头3；所述的第一单弯头1呈圆形管状，其弯曲度为90°；第二单弯头3呈圆形管状，其弯曲度为110°～130°；所述的第一单弯头1与第二单弯头3的管内表面进行软氮化处理，为软氮化层2。

实施例

软氮化前，将复合性高压活动弯头各单弯头体单件的各尺寸全部精加工成活,螺纹处不能软氮化，给予防渗氮碳保护，然后按照软氮化技术方案进行处理。