[发明专利]一种连续速度管柱及其制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及石油天然气管材技术领域，具体涉及一种连续速度管柱及其制造方法。

背景技术：

长庆苏里格等致密气田在气井投产后，随着生产时间的延续，地层能量逐渐降低，气层压力下降，气井携液能力逐渐减弱，井筒开始出现积液，产气量下降，严重时可造成气井停喷，稳产保供压力巨大。

将速度管柱下入油管内由专用悬挂器悬挂于井口，通过封闭环空或管柱端部，让气体从速度管柱内部或者环空通过，以达到节流增速、提高气井排液能力，是解决气井积液问题的有效途径。以前所用的速度管柱为常规油管，单根长度10米左右，多采用螺纹接头连接至所需长度。常规速度管柱采用普通低碳无缝钢管，在管段进行墩粗加厚及热处理后加工出螺纹，螺纹与接箍连接，拧紧后依靠金属间台阶面紧密配合来实现油管的密封并连接到所需长度。

采用常规速度管柱进行排水采气作业有以下缺点：一、接头较多，质量难以保证，安全性较差。以在深度3000m的井内应用为例，采用螺纹接头连接，会产生300多个螺纹接头，任何一个接头质量不过关都可能使管柱脱落，引发井下事故，造成重大损失，且速度管柱排水采气作业需将速度管柱长期放置在井内，经受腐蚀介质的侵蚀，常规速度管柱是普通低碳钢材质，腐蚀性能一般，难以进行长期连续服役，尤其在接头连接处容易产生缝隙腐蚀(缝隙腐蚀是当金属部件之间在介质中形成微小缝隙，由于腐蚀介质扩散不均匀致使在缝隙内部和外部形成浓度差异，构成浓度电位差，使金属发生局部腐蚀)，极易造成速度管柱泄露失效。二、作业效率较低。常规速度管柱单根长度有限，必须接长后下入，作业人员多，施工时间较长。

因此，需要研究开发一种适合在井下长期服役的连续速度管柱。本发明采用耐蚀材料制成单根长度可达数千米的连续速度管柱，安装快捷，且适合在油气井内长期服役，进行排水采气作业。

发明内容：

为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适合在井下长期服役的连续速度管柱，本发明的连续速度管柱耐蚀性能优异、单根长度可达数千米，作业效率高；本发明还提供了一种连续速度管柱的制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种连续速度管柱，按照重量百分比，该管柱的钢材化学成分为：C：0.07～0.16，Si：0.2～0.45，Mn：0.5～0.85，P：≤0.02，S：≤0.002，Cr：0.52～0.9，Cu：0.1～0.4，Mo：≤0.22，Ni：≤0.3，V：≤0.05，Nb：0.02～0.04，余量为铁。

上述连续速度管柱外径为25.4～88.9mm，壁厚为1.9～7.6mm，屈服强度≥359MPa，抗拉强度≥455MPa，最大硬度248HV_0.5。

上述连续速度管柱单根长度≥61m，最高可达数千米，中间没有螺纹连接接头。

制造上述连续速度管柱的制造方法为：具体制造步骤如下:

步骤1：将化学成分进行熔炼、锻造成板坯；

步骤2：将板坯进行轧制，具体工艺如下：

采用TMCP工艺，将上述成分的板坯加热至980～1250℃时进行粗轧，在690℃～900℃进行精轧；卷曲温度380～600℃，最后制成厚度1.9～7.6mm的钢卷；

步骤3：将钢卷纵剪成钢带，实现钢带的接长

将相邻的钢带端部按一定角度进行切断，根据钢带厚度加工成合理的焊接坡口，采用等离子焊接或氩弧焊、搅拌摩擦焊及其他焊接方法将钢带焊接起来。清理对接焊缝附近焊渣后，将对接焊缝及热影响区加热到一定的温度后对焊缝进行碾压后冷却，从而实现钢带的接长；

步骤4：将接长后的钢带制成连续速度管柱

将接长后的钢带通过排辊成型后，采用高频焊进行焊接。对焊缝进行880℃～960℃热处理，随后对全管体进行600℃～770℃去应力处理。

步骤5：对连续速度管柱进行耐蚀性能检测。

上述步骤2中钢卷的钢材性能：屈服强度300～650MPa，抗拉强度≥420MPa，延伸率大于20％，最大硬度240HV_0.5，晶粒度在ASTM E112NO.8级以上，带状组织≤2级。

上述步骤3中钢带焊接采用的方法是等离子焊接。

本发明的有益效果：