[發明專利]具有優良的可變機械性能的盤管以及通過連續熱處理生產這種管的方法

有效

• 申請號: 201210020833.5
• 申請日: 2012-01-30
• 公開（公告）號: CN102618709B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: M·瓦爾德斯;B·A·瑞徹特;J·邁特
• 申請（專利權）人: 特納瑞斯盤管有限公司
• 主分類號: C21D9/08
• 分類號: C21D9/08;C21D8/10;E21B17/20
• 代理公司: 北京市路盛律師事務所11326
• 代理人: 李宓

相關申請的引用

本申請要求2011年1月25日提交的美國臨時申請No.61/436,156的權益，該臨時申請的所有內容通過引用并入本申請。

技術領域

本發明的幾種實施方案都涉及盤管及熱處理盤管的方法。所述實施方案還涉及沿著所述盤管的長度方向具有特定或可變性能的盤管。

背景技術

盤管是卷曲在卷軸上的長度連續的管，隨后當執行作業比如在井眼中使用時，該管將被展開。盤管可以由各種鋼制成，比如不銹鋼或碳鋼。盤管的外徑比如在約1英于至約5英于之間，壁厚在約0.080英于至約0.300英于之間，長度可達約50,000英尺。例如，通常的長度是約15,000英尺，但是長度可以在約10,000英尺到約40,000之間。

盤管可以這樣生產，連接平金屬條以得到長度連續的平金屬，該平金屬可以送入制管廠的成形及焊接生產線(例如，ERW，激光或其它)，在此生產線上，平金屬條沿其長度被焊接以得到長度連續的管子，在管子退出焊接生產線后，被卷曲在卷軸上。在一些情況下，連接在一起的金屬條具有不同厚度，在這種狀況下得到的盤管被稱為“有錐度的盤管”，由于得到的管子的壁厚是變化的，該連續管具有變化的內徑。

生產盤管的另一方案是，它包括對外徑不等于最終外徑的管子進行連續熱軋(比如，US6527056B2公開了一種生產盤管管柱的方法，其中在管柱的部分長度上外徑是連續變化或幾乎是連續變化的，WO2006/078768公開了一種方法，其中退出制管廠的管子引入到鍛造工藝中，在該工藝下盤管的外徑減少了蓄意過大的盤管外徑，而成為額定外徑或目標外徑，而EP0788850描述了一種鋼管減徑裝置的例子，前述每個專利中描述這樣的管子的所有內容通過引用在此并入本申請)。

前述這些方法能夠得到具有穩定性能的盤管，因為所述管子是用同一材料連續經過同一工藝進行生產的。因此，生產得到的管子的最終設計(比如尺寸和特性)是使用時管子需具備的所有條件的折中。

發明內容

本發明的盤管具有沿長度方向的改善性能和變化性能。在一些實施方案中，盤管可以通過連續動態的熱處理工藝(CDHT)進行生產。在性能不恒定的意義上講，得到的新產品是“復合”管，產生具有獨特和最優性能的復合盤管(例如，連續長度的管子，其能夠被卷曲到卷軸上，用于運輸和展開用途)。連續長度的復合盤管的生產可以這樣實施，即通過引導事先生產的這樣的產品卷軸進入連續動態的熱處理生產線，以產生新的材料微觀結構。所述熱處理是連續的，是因為管子移動，經過相繼的加熱工藝和冷卻工藝，它是動態的，因為它能夠進行修正，以對盤管的不同管節部分作出恒定變化的熱處理。

連續盤管可以由更短的平金屬條制成，這些金屬條首尾相連，形成管子形式，并被縫焊，從而得到用于本發明所述工藝的起始盤管。所述起始盤管之后被導入CDHT工藝。CDHT改變微觀結構，于是改善管體、縱向焊縫以及連接平金屬條的焊縫之間的性能以及使不均勻的性能達到最小化。

所述熱處理變量能夠連續調整，以產生不同的機械性能，抗腐蝕性能和/或沿盤管長度方向的微觀結構。得到的復合盤管可以具有局部的性能增加或可選擇的性能，以允許在更深的深度下工作，局部增加的剛性以使縱向彎曲最小，期望在暴露給更高濃度的腐蝕環境的區域內局部增大抗腐蝕性，或在特定位置具有性能變動的任意修正設計。

性能的這種變化會導致錐度的最小化或減小，改善疲勞壽命、保持更長距離的內徑恒定、使條與條之間的不必要焊縫最少、減少重量、改進檢測能力、管子容積和容量等。具體地，通過使管子的平均壁厚小于帶有錐度的管子的壁厚，能夠降低重量，原因是帶錐度的管子在一定區域內增加壁厚，比如井頂位置的管節部分。帶錐度的管子的外徑(OD)通常保持恒定，而管子的內徑(ID)發生改變以改變壁厚。例如，管節部分的壁厚的增大能夠降低管節部分的ID。因此，沒有錐度的管子的ID基本在整個管子上都是一樣的。由于具有基本恒定的ID，沿管子整個長度的ID能夠進行檢測。例如，為了檢測ID，可以使用漂浮球。然而，所述漂浮球只能用于檢測帶錐度的管子的最小ID。另外，流過帶錐度的管子的流體流速(例如容積)受管子的最小ID的限制。因此，通過在管子的某些管節部分中不縮小ID而增加壁厚，也能夠增加管子的容積和容量。