[发明专利]一种钛合金油井管接头的加工方法

说明书

本发明公开了一种钛合金油井管接头的加工方法，属于金属材料表面改性技术领域。该方法包括：(1)将钛合金油井管接头表面除油后使用丙酮超声清洗，并干燥；(2)将预处理好的钛合金油井管接头放入超声清洗器的不锈钢电解槽中，首先使钛合金油井管与不锈钢电解槽绝缘，并通过夹具将钛合金油井管与直流脉冲电源的阳极连接，再通过夹具将超声清洗器的不锈钢电解槽与直流脉冲电源的阴极连接；加入电解液；(3)接通超声清洗器的电源，启动脉冲电源，加工时间为5～15 min；(4)关闭电源，将钛合金油井管接头从夹具上取下，使用丙酮超声清洗，并干燥。本发明处理后的钛合金油井管接头具有良好的耐蚀性和抗磨性。

技术领域

本发明涉及一种钛合金油井管接头的加工方法，属于金属材料表面改性技术领域。

背景技术

人类的生存和发展依赖于能源的保障，作为重要的基础能源之一，石油天然气在关乎国计民生的诸多领域中发挥着重要作用。世界范围内对石油天然气需求量的不断增加，则需要开发越来越多的油气井。石油天然气开采的地域范围越来越广，深度越来越深；开采地质环境越来越复杂化，开采条件越来越苛刻、严酷。油井管是油井的主要构件，其成本约占油井开发、生产成本的20~30 %。腐蚀和磨损极易导致油井管失效，严重威胁油气井的安全生产。为保证油气田安全、高效地开发和生产，最有效的办法是使用耐蚀合金管材，但耐蚀合金含有价格昂贵的金属元素，大批量使用会增加生产成本。钛合金表面在大气或者海水中会立即生成一层保护性钝化膜，使之处于钝化状态，具有优异的耐蚀性。此外，钛合金比强度高，自重产生的应力较小，服役过程中可降低应力腐蚀倾向，已作为新型油井管材料应用于油气开采。

油气井内的油井管是通过使用管接头以螺纹进行连接的，管接头的性能关乎油井结构的安全性和可靠性。鉴于管接头的服役环境特点，采用表面技术同时赋予其耐蚀抗磨性能，满足服役要求，延长使用寿命，降低生产成本具有显著意义。

发明内容

本发明旨在提供一种钛合金油井管接头的加工方法，所获得的钛合金油井管接头具有优异的耐蚀抗磨性。

本发明提供了一种钛合金油井管接头的加工方法，包括以下步骤：

(1)钛合金油井管接头预处理：将钛合金油井管接头表面除油后使用丙酮超声清洗，并干燥；

(2)将预处理好的钛合金油井管接头放入超声清洗器的不锈钢电解槽中，首先使钛合金油井管与不锈钢电解槽绝缘，并通过夹具将钛合金油井管与直流脉冲电源的阳极连接，再通过夹具将超声清洗器的不锈钢电解槽与直流脉冲电源的阴极连接；向超声清洗器的不锈钢电解槽中倒入60～80 % 容积的电解液；

所述电解液由无机盐和去离子水配制而成；

(3)接通超声清洗器的电源，使超声频率维持在20～60 kHz；启动脉冲电源，频率为800-1200 Hz，占空比为5～15 %，电流密度为40～80 mA/cm²；加工时间为 5～15 min；

(4)关闭超声清洗器的电源，关闭脉冲电源，将钛合金油井管接头从夹具上取下，使用丙酮超声清洗，并干燥。

进一步地，所述无机盐包括硅酸钠、六偏磷酸钠、偏铝酸钠、氟化钠、碳酸钠中的至少两种。

更进一步地，所述偏铝酸钠的浓度为2～12 g/L，碳酸钠的浓度为2～6 g/L，六偏磷酸钠的浓度为8～20 g/L，氟化钠的浓度为4～8 g/L，硅酸钠的含量15～25 g/L。

本发明提供一种优选的加工方法，包括以下步骤：

(1)钛合金油井管接头预处理：将钛合金油井管接头表面除油后使用丙酮超声清洗，并干燥；