專利名稱：外徑不小于30mm的雙金屬管連接用的螺紋密封接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適用于管外徑不小于30mm的輸送高壓腐蝕介質(zhì)的雙金屬管 連接用的螺紋密封接頭。
背景技術(shù)：
經(jīng)濟型耐腐蝕的介質(zhì)輸送管道，自六十年代起，國內(nèi)外對復(fù)合管的生產(chǎn)工藝、使用 性能、檢驗方法等進行了大量的研究。其中雙金屬復(fù)合管是由兩種具有各自特性的單層鋼 管通過特定的工藝手段把它結(jié)合成一體從而得到整體性能優(yōu)良的價廉物美的新型管材。由 于復(fù)合鋼管具有優(yōu)良的綜合性能，雙金屬復(fù)合管結(jié)構(gòu)是可設(shè)計的，內(nèi)、外層管材料與厚度可 根據(jù)需要改變，一般外層管壁厚較大，主要承受外力或內(nèi)壓；內(nèi)層管壁厚較小(4mm以下)， 主要用于防止腐蝕。采用雙金屬復(fù)合板材制成的輸送管等管材已廣泛用于各種化工、核電、 石油天然氣等工業(yè)生產(chǎn)，代替高成本的耐腐蝕合金管材，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。由于雙金屬管本身特性，目前的連接方式主要是法蘭連接或焊接對接，不能適用 于高壓或禁用焊縫的工況，如龍崗等地區(qū)石油天然氣開采需要的油管和套管，采用焊接方 法時，由于復(fù)合管之間的焊接涉及到異種金屬的連接，在現(xiàn)有現(xiàn)場條件下焊接質(zhì)量難以保 證，存在可靠性差、焊縫處應(yīng)力大、介質(zhì)容易向外泄漏等問題，造成復(fù)合管被腐蝕破壞，影響 其在油氣田開發(fā)中的使用?，F(xiàn)有技術(shù)主要的特征是連接用的內(nèi)、外螺紋均加工在與內(nèi)耐腐蝕層相同材料的金 屬短節(jié)上，焊縫位于管體上，與管體承受同樣的應(yīng)力，易受到應(yīng)力腐蝕的影響，且焊縫的內(nèi) 表面距接頭的端部較遠，無法較好的清除焊縫余高，高速高壓流體在此處易形成湍流，沖蝕 焊縫，降低雙金屬管的使用壽命與安全可靠性。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)筒單，連接方便，可靠性高，不受應(yīng)力腐蝕的影 響，無泄漏，現(xiàn)場施工方便快捷，安全可靠的外徑不小于30mm的雙金屬管連接用的螺紋密 封接頭。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣解決的一種外徑不小于 30mm的雙金屬管連接用的螺紋密封接頭，該密封螺紋接頭用于由外基體層管和內(nèi)耐腐蝕層 管組成雙金屬管，本實用新型的特殊之處在于外基體層管內(nèi)腔套入內(nèi)耐腐蝕層管，在雙金 屬管接頭的端部通過焊縫焊接一與內(nèi)耐腐蝕層管同等成分的耐腐蝕金屬環(huán)，所述金屬環(huán)端 面加工成角度為13° 17°的臺肩，在與臺肩面相鄰的外表面上加工該接頭的錐形密封 面，所述金屬環(huán)到螺紋端部之間設(shè)有過渡距離，所述外基體層管表面上設(shè)有起連接作用的 帶錐度的梯形外螺紋，接箍采用與耐腐蝕層管相同成分材料制作，接箍內(nèi)表面加工梯形內(nèi) 螺紋和另一密封面及臺肩。所述的螺紋端部與金屬環(huán)端面之間的過渡距離不小于6mm。[0008]所述的耐腐蝕層管與外基體層管長0. 5 2mm。所述的外基體層管、金屬環(huán)的端部斜面角度均為2° 5°。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)筒單，連接方便，可靠性高，不受應(yīng)力腐蝕 的影響，無泄漏，現(xiàn)場施工方便快捷的特點，在靠近雙金屬管端部利用摩擦對焊、感應(yīng)焊等 方法焊接了一個與內(nèi)耐腐蝕層相同材料的金屬環(huán)，在該環(huán)外表面加工密封面，而連接外螺 紋在具有承載作用的雙金屬管基體層上加工，焊縫位于連接螺紋與密封面之間，經(jīng)過尺寸 優(yōu)化后的焊縫承受的應(yīng)力很小，大大降低對焊接技術(shù)及焊縫性能的要求。與之連接的內(nèi)螺 紋加工在相同的耐腐蝕材料管內(nèi)。解決了目前雙金屬管采用的現(xiàn)場焊接帶來的焊接缺陷及 焊縫處易發(fā)生腐蝕損傷等問題，提高雙金屬管內(nèi)部應(yīng)力水平，增加雙金屬管承壓能力，廣泛 用于制造石油天然氣開采用的雙金屬油管和套管，擴展雙金屬管的應(yīng)用范圍，用雙金屬管 來代替高成本的鎳基合金、雙相不銹鋼等合金管。
圖1為本實用新型軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為接箍的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1、圖2接頭連接后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1對焊部件結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖1對焊后的管端結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
附圖為本實用新型的實施例。
以下結(jié)合附圖對發(fā)明內(nèi)容作進一步說明參照圖1、圖2、圖3所示，一種外徑不小于30mm的雙金屬管連接用的螺紋密封接 頭，該密封螺紋接頭包括由外基體層管1和內(nèi)耐腐蝕層管2組成雙金屬管，外基體層管1內(nèi) 腔套入內(nèi)耐腐蝕層管2，其雙金屬管接頭的端部通過焊縫4焊接一與內(nèi)耐腐蝕層管2同等成 分的耐腐蝕金屬環(huán)3，所述金屬環(huán)3端面加工成角度為13° 17°的臺肩，在與臺肩面相鄰 的外表面上加工該接頭的錐形密封面8，所述金屬環(huán)3到螺紋端部6之間設(shè)有過渡距離7， 所述外基體層管1表面上設(shè)有起連接作用的帶錐度的梯形外螺紋5，接箍9采用與耐腐蝕層 管2相同成分材料制作，接箍9內(nèi)表面加工梯形內(nèi)螺紋10和另一密封面及臺肩11。所述的螺紋端部6與金屬環(huán)3端面之間的過渡距離7不小于10mm。所述的耐腐蝕層管2與外基體層管1長0. 5 2mm。所述的外基體層管1、耐腐蝕金屬環(huán)3的端部斜面角度均為2° 5°。圖4、圖5所示，采用摩擦、感應(yīng)等加熱方式把碳鋼+鈦合金雙金屬管與鈦合金環(huán)進 行對焊，冷卻后用數(shù)控車床加工連接外螺紋5、密封面8、臺肩及內(nèi)表面。本實用新型的雙金屬管接頭可按下述步驟實施用6mm厚普通碳鋼板卷生產(chǎn)的ERW外基體層管1與1. 34mm鈦合金無縫薄壁內(nèi)耐 腐蝕層管2組成的外徑88. 9mm、N80鋼級雙金屬管，在外基體層管1端加工一角度為2. 5° 的斜角，耐腐蝕層管2的管端伸出0. 7mm長，另加工一長5mm、外徑85mm、厚5. 4mm的相同鈦 合金環(huán)，一端加工成角度為2. 5°的斜角。采用感應(yīng)加熱方式把雙金屬管與鈦合金環(huán)進行對焊，冷卻后用數(shù)控車床加工連接梯形外螺紋5、錐形密封面8、臺肩及內(nèi)表面(含焊縫內(nèi)表 面)。另對長200mm、外徑113mm、厚19mm的相同鈦合金短節(jié)兩端分別加工連接梯形內(nèi)螺紋 10和另一密封面及臺肩11組成接箍9。在工廠把雙金屬管接頭與接箍9的一端進行上扣 連接，直至二者的臺肩接觸。然后運至使用現(xiàn)場用同樣的方法連接雙金屬管與接箍9的另 一端即可應(yīng)用。 本接頭適用于各種腐蝕性介質(zhì)流體用雙金屬管，尤其適用于對焊接要求較高、高 壓高密封要求的工況，如高壓、超高壓、腐蝕性天然氣氣井用雙金屬油管及套管。隨著石油 天然氣開采向更苛刻工況發(fā)展，腐蝕性的酸化液、地層天然氣等對高耐腐蝕的油管、套管與 地面集輸管線的需求逐漸增多，由于本接頭克服了用鎳基合金、雙相不銹鋼等高耐腐蝕合 金管導(dǎo)致成本過高的不足，在上述領(lǐng)域內(nèi)將得到廣泛的應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種外徑不小于30mm的雙金屬管連接用的螺紋密封接頭，該密封螺紋接頭包括由 外基體層管(1)和內(nèi)耐腐蝕層管( 組成雙金屬管，其特征在于外基體層管(1)內(nèi)腔套入 內(nèi)耐腐蝕層管O)，其雙金屬管接頭的端部通過焊縫(4)焊接一與內(nèi)耐腐蝕層管( 同等成 分的耐腐蝕金屬環(huán)(3)，所述金屬環(huán)(3)端面加工成角度為13° 17°的臺肩，在與臺肩面 相鄰的外表面上加工該接頭的錐形密封面(8)，所述金屬環(huán)( 到螺紋端部(6)之間設(shè)有過 渡距離(7)，所述外基體層管(1)表面上設(shè)有起連接作用的帶錐度的梯形外螺紋(5)，接箍 (9)與耐腐蝕層管( 相同成分的材料制作，接箍(9)內(nèi)表面加工梯形內(nèi)螺紋(10)和另一 密封面及臺肩(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外徑不小于30mm的雙金屬管連接用的螺紋密封接頭，其特征 在于所述的螺紋端部(6)與金屬環(huán)(3)端面之間的過渡距離(7)不小于6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外徑不小于30mm的雙金屬管連接用的螺紋密封接頭，其特征 在于所述的耐腐蝕層管O)比外基體層管(1)長0. 5 2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外徑不小于30mm的雙金屬管連接用的螺紋密封接頭，其特征 在于所述的外基體層管(1)、耐腐蝕金屬環(huán)(3)的端部斜面角度均為2° 5°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外徑不小于30mm的雙金屬管連接用的螺紋密封接頭，其特征 在于所述的耐腐蝕金屬環(huán)C3)與雙金屬管的焊接位置在連接螺紋的外部，采用無外加金屬 的摩擦對焊、感應(yīng)焊等方法焊接。
專利摘要本實用新型公開了外徑不小于30mm的雙金屬管連接用的螺紋密封接頭。密封螺紋接頭包括由外基體層管和內(nèi)耐腐蝕層管組成雙金屬管，外基體層管內(nèi)套入內(nèi)層管，其雙金屬管接頭的端部通過焊縫焊接一與內(nèi)層管同等成分的耐腐蝕金屬環(huán)，金屬環(huán)端面加工成有角度的臺肩，在與臺肩面相鄰的外表面上加工接頭的錐形密封面，螺紋端部設(shè)過渡距離，外基體層管表面上設(shè)梯形外螺紋，接箍內(nèi)表面設(shè)梯形內(nèi)螺紋和另一密封面及臺肩。結(jié)構(gòu)筒單，連接方便，可靠性高，不受應(yīng)力腐蝕的影響，無泄漏，現(xiàn)場施工方便快捷的特點，解決了現(xiàn)場焊接帶來的焊接缺陷及焊縫處易發(fā)生腐蝕損傷等問題，廣泛用于石油、天然氣的雙金屬油管和套管。
文檔編號F16L15/06GK201836559SQ201020593450
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者李芙蓉 申請人:李芙蓉