一種鈦合金連續(xù)油管及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鈦合金連續(xù)油管及其制造方法，所述鈦合金連續(xù)油管屈服強度大于345MPa，抗拉強度大于445MPa，單根長度大于61米。按照質量百分比，所述鈦合金連續(xù)油管成份為：Al：2～5.5；V：1.5～3；Ni：0.6～O0.9；Mo：0.2～0.4；Fe：≤0.30；C：≤0.08；N：≤0.05；O：≤0.025；H：≤0.1；余量為鈦。通過合理合金成分設計、加工工藝制造出性能優(yōu)異、長度大于61米的鈦合金連續(xù)管，解決了現(xiàn)有低碳微合金連續(xù)管在耐蝕性等方面的不足，形成了鈦合金連續(xù)油管制造工藝技術。所發(fā)明的鈦合金連續(xù)油管具有較高的強度、塑性、良好的焊接性和耐蝕性。
【專利說明】一種鈦合金連續(xù)油管及制造方法

【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明屬于石油天然氣管材【技術領域】領域，涉及一種連續(xù)油管，尤其是一種鈦合 金連續(xù)油管及制造方法。

【背景技術】：
[0002] 連續(xù)油管是一種可用于油氣田修井、測井、鉆井等方面的可纏繞、長度達數(shù)千米的 石油管材。具有效率高、作業(yè)成本低、作業(yè)范圍廣、占地面積小等一系列優(yōu)點。
[0003] 但是隨著油氣資源的不斷開發(fā)，深井、超深井及大位移水平井的開發(fā)日益增加，其 中常規(guī)的油氣藏腐蝕工況日益惡劣，采用常規(guī)的低碳微合金鋼連續(xù)管作業(yè)已經不能完全滿 足石油天然氣行業(yè)需求。
[0004] 鈦合金因具有密度小、質量輕、比強度高、耐蝕性好、耐熱強度高（工作溫度可達 500°C )等特點而被廣泛用于各個領域。
[0005] 鈦合金管材在石油天然氣行業(yè)用途很廣泛，特別在腐蝕環(huán)境的條件下應用具有得 天獨厚的優(yōu)勢。鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作，對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力 特別強；對堿、氯化物、氯的有機物、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力，其抗蝕性遠超低碳 微合金鋼。
[0006] 目前，國內鈦合金管材的加工工藝通常有兩種：一種是采用斜扎穿孔或擠壓方法 形成管坯，然后再采用軋制、旋壓、拉伸等方法制造無縫管材；另一種方法是采用板（帶）焊 接方法形成管坯，然后再采用軋制、旋壓、拉伸等方法制造無縫管材。通過以上方法形成的 管材長度均有限。一種超長鈦或鈦合金管的制造方法（CN 101190446B)公開了一種12-16m 長鈦或鈦合金管的制造方法。當該管材在油氣井中使用時，需要將若干根短管通過焊接或 接箍的方法連接至所需長度。當采用焊接方法時，現(xiàn)場對接工藝繁瑣，且焊接接頭熱處理過 程很難操作。采用接箍連接時，接箍的加工難度加大，且接箍處耗材導致成本上升。


【發(fā)明內容】
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[0007] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種鈦合金連續(xù)油管及制造方 法，通過合理合金成分設計、加工工藝制造出性能優(yōu)異、長度大于61米的鈦合金連續(xù)管，解 決了現(xiàn)有低碳微合金連續(xù)管在耐蝕性方面的不足，形成了鈦合金連續(xù)油管制造工藝技術。 所發(fā)明的鈦合金連續(xù)油管具有較高的強度、塑性、良好的焊接性和耐蝕性。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來解決的：
[0009] -種鈦合金連續(xù)油管，所述鈦合金連續(xù)油管屈服強度大于345MPa，抗拉強度大于 445MPa，單根長度大于61米。
[0010] 按照質量百分比，所述鈦合金連續(xù)油管成份為：Al :2?5. 5 ;V :1. 5?3 ;Ni : 0· 6 ?00. 9 ;Mo :0· 2 ?0· 4 ;Fe :彡 0· 30 ;C :彡 0· 08 ;N :彡 0· 05 ;0 :彡 0· 025 ;H :彡 0· 1 ;余 量為鈦。
[0011] 所述鈦合金連續(xù)油管的制造方法，步驟如下：
[0012] (1)根據擬制造的鈦合金連續(xù)油管尺寸將鈦卷縱剪為一定寬度的鈦帶，將鈦帶兩 端斜切成銳角，并將切面加工成I型或V型坡口；然后將前后兩條鈦帶的頭尾沿一定角度切 口精確拼接，在切口拼接位置的兩側焊接安裝引、息弧板，然后采用等離子焊或氬弧或激光 焊將其焊接；在焊接過程中對焊縫的正面和背面均采用惰性氣體保護；
[0013] ⑵清理焊渣后，對焊縫及熱影響區(qū)在氬氣或氦氣保護環(huán)境中快速加熱到 650-780°C，進行一定形變量的熱軋制，熱軋制后使其空冷至室溫，檢測焊接質量；去除引弧 板和息弧板，并對熱軋制區(qū)域及鈦帶側面進行修磨；
[0014] (3)通過多次對接使鈦帶達到所需長度；將鈦帶兩個側面加工成為I型或V型坡 口；采用UOE方法將鈦帶連續(xù)成型，并采用等離子焊、氬弧焊、激光焊、高頻感應焊或其他焊 接方法在惰性氣體保護環(huán)境中完成管材焊接，并切削掉管坯外壁的焊縫；
[0015] (4)將整管采用中頻感應方式在惰性氣體保護環(huán)境中快速加熱至500-700攝氏度 進行去應力退火處理，保溫一定時間后，空冷或水冷；
[0016] (5)將退火處理后的管材連續(xù)纏繞至卷筒上，并通過重繞檢驗，質量合格后纏繞到 運輸卷筒上備用，獲得鈦合金連續(xù)油管。
[0017] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的鈦合金連續(xù)油管的作業(yè)能力相比低碳微合金鋼 連續(xù)油管大幅提升，可在深井、超深井、大位移水平井中應用；可在低碳微合金鋼不能使用 的苛刻腐蝕環(huán)境中應用；可在較高工作溫度、環(huán)境腐蝕性惡劣的條件下施工。

【具體實施方式】：
[0018] 下面對本發(fā)明做進一步詳細描述：
[0019] 本發(fā)明采取的技術方案是：
[0020] A鈦卷成分設計：根據以下化學成分重量百分比熔煉、鍛造成板坯：
[0021]

【權利要求】
1. 一種鈦合金連續(xù)油管，其特征在于：所述鈦合金連續(xù)油管屈服強度大于345MPa，抗 拉強度大于445MPa，單根長度大于61米。
2. 如權利要求1所述鈦合金連續(xù)油管，其特征在于，按照質量百分比，所述鈦合金連 續(xù)油管成份為：A1 :2 ?5. 5 ;V :1. 5 ?3 ;Ni :0? 6 ?0 0? 9 ;Mo :0? 2 ?0? 4 ;Fe :彡 0? 30 ;C : 彡 0? 08 ;N :彡 0? 05 ;0 :彡 0? 025 ;H :彡 0? 1 ;余量為鈦。
3. -種如權利要求1或2所述鈦合金連續(xù)油管的制造方法，其特征在于，步驟如下： (1) 根據擬制造的鈦合金連續(xù)油管尺寸將鈦卷縱剪為一定寬度的鈦帶，將鈦帶兩端斜 切成銳角，并將切面加工成I型或V型坡口；然后將前后兩條鈦帶的頭尾沿一定角度切口精 確拼接，在切口拼接位置的兩側焊接安裝引、息弧板，然后采用等離子焊或氬弧焊或激光焊 等方法將其焊接；在焊接過程中對焊縫的正面和背面均采用惰性氣體保護； (2) 清理焊渣后，對焊縫及熱影響區(qū)在氬氣或氦氣保護環(huán)境中快速加熱到650-780°C， 并進行一定形變量的熱軋制，熱軋制后使其空冷至室溫，檢測焊接質量；去除引弧板和息弧 板，并對熱軋制區(qū)域及鈦帶側面進行修磨； (3) 通過多次對接使鈦帶達到所需長度；將鈦帶兩個側面加工成為I型或V型坡口；采 用UOE方法將鈦帶連續(xù)成型，并采用等離子焊、氬弧焊、激光焊、高頻感應焊或其他焊接方 法在惰性氣體保護環(huán)境中完成管材焊接，并切削掉管坯外壁的焊縫； (4) 將整管采用中頻感應方式在惰性氣體保護環(huán)境中快速加熱至500-700攝氏度進行 去應力退火處理，保溫一定時間后，空冷或水冷； (5) 將退火處理后的管材連續(xù)纏繞至卷筒上，并通過重繞檢驗，質量合格后纏繞到運輸 卷筒上備用，獲得鈦合金連續(xù)油管。
【文檔編號】C22C14/00GK104404299SQ201410681887
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權日:2014年11月21日
【發(fā)明者】畢宗岳, 鮮林云, 張錦剛, 余晗, 張曉峰, 汪海濤, 李鴻斌 申請人:寶雞石油鋼管有限責任公司