[发明专利]一种煤炭地下气化连续管及其连接方法

说明书

一种煤炭地下气化连续管及其连接方法，连续管包括不锈钢连续管和钛合金管，通过相互啮合的螺纹将不锈钢连续管和钛合金管的管端进行连接，所述的不锈钢连续管与钛合金管之间密封，通过沉头销钉由径向将二者的连接部固定。连接方法包括固定不锈钢连续管，在不锈钢连续管和钛合金管的螺纹上涂抹高温锁固脂后使用预设的上扣扭矩将钛合金管旋入不锈钢连续管中，再在钛合金管与不锈钢连续管之间径向钻带沉孔的销钉连接螺纹孔，最后将沉头销钉拧紧到销钉连接螺纹孔中。本发明在不锈钢连续管前端连接一段钛合金管，能够增强地下气化连续管管端抵抗高温和腐蚀的能力，满足煤炭地下气化工艺对管材的性能要求。

技术领域

本发明属于煤炭地下气化开采领域，具体涉及一种煤炭地下气化连续管及其连接方法。

背景技术

煤炭地下气化是指将深层煤在原位创造适当的工艺条件，进行有控制的燃烧，通过煤的热解以及煤与氧气、水蒸汽发生的一系列化学反应，产生氢气、一氧化碳和甲烷等可燃气体的化学采气技术。连续管可控后退注气技术的进步，促进了现代煤炭地下气化技术的发展。地下气化连续管在后退拖移过程中，管内承受高压氧气，管前端面临250℃以上的高温和腐蚀环境，温度越高，材料力学性能和抗腐蚀性能下降越严重，连续管前端会面临失效风险。现有连续管主要为碳钢材料，但抗高温和抗腐蚀性能明显不足，铜基合金强度较低且其最高使用温度约为200℃限制了其使用，而钛合金连续管因成本高昂而得不到广泛使用。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中地下气化连续管在后退拖移过程中容易失效的问题，提供一种煤炭地下气化连续管及其连接方法，在不锈钢连续管前端连接一段钛合金管，增强地下气化连续管管端抵抗高温和腐蚀的能力，满足煤炭地下气化工艺对管材的性能要求。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种煤炭地下气化连续管，包括不锈钢连续管和钛合金管，通过相互啮合的螺纹将不锈钢连续管和钛合金管的管端进行连接，所述的不锈钢连续管与钛合金管之间密封，通过沉头销钉由径向将二者的连接部固定。

作为优选，所述不锈钢连续管的管端外表面设置不锈钢连续管外螺纹、外密封面和外台肩面，所述外台肩面设在端面，外密封面为端面与不锈钢连续管外螺纹之间的外表面；

所述钛合金管的管端内表面镗孔并在孔壁设置钛合金管内螺纹、内密封面以及内台肩面；所述的外密封面与内密封面通过过盈接触形成主密封部，所述的外台肩面与内台肩面通过过盈接触形成副密封部。

作为优选，所述钛合金管的镗孔端部内壁与钛合金管内螺纹之间为过渡面，过渡面上径向开设销钉连接螺纹孔至不锈钢连续管的表面，所述沉头销钉安装在销钉连接螺纹孔上。

作为优选，不锈钢连续管外螺纹为圆螺纹或偏梯形螺纹，螺纹齿顶线和齿底线平行于不锈钢连续管的中心线；钛合金管内螺纹为圆螺纹或偏梯形螺纹，螺纹齿顶线和齿底线平行于钛合金管的中心线；不锈钢连续管外螺纹与钛合金管内螺纹同为圆螺纹或同为偏梯形螺纹。

作为优选，所述的外密封面为圆柱面或圆弧面，所述的内密封面为圆柱面。

作为优选，所述的外台肩面与不锈钢连续管的中心线成70°～75°夹角，所述的内台肩面与钛合金管的中心线成70°～75°夹角；所述外台肩面的倾角与内台肩面的倾角相等。

作为优选，所述不锈钢连续管与钛合金管连接后，外密封面与内密封面存在初始过盈量，外台肩面与内台肩面存在初始过盈量；不锈钢连续管和钛合金管的连接螺纹上涂抹高温锁固脂，并使用预设的上扣扭矩将钛合金管旋入不锈钢连续管中。

作为优选，所述钛合金管的管长为2m～5m，钛合金管连接不锈钢连续管的管端为加厚端。

作为优选，所述不锈钢连续管的内径和钛合金管的内径相等，不锈钢连续管内表面和钛合金管内表面平齐。