[發明專利]一種鈦合金油井管接頭的加工方法

有效

• 申請號: 201510035104.0
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104611748B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 林乃明;周鵬;鄒嬌娟;馬永;王振霞;唐賓
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

本發明公開了一種鈦合金油井管接頭的加工方法，屬于金屬材料表面改性技術領域。該方法包括：(1)將鈦合金油井管接頭表面除油后使用丙酮超聲清洗，并干燥；(2)將預處理好的鈦合金油井管接頭放入超聲清洗器的不銹鋼電解槽中，首先使鈦合金油井管與不銹鋼電解槽絕緣，并通過夾具將鈦合金油井管與直流脈沖電源的陽極連接，再通過夾具將超聲清洗器的不銹鋼電解槽與直流脈沖電源的陰極連接；加入電解液；(3)接通超聲清洗器的電源，啟動脈沖電源，加工時間為5～15 min；(4)關閉電源，將鈦合金油井管接頭從夾具上取下，使用丙酮超聲清洗，并干燥。本發明處理后的鈦合金油井管接頭具有良好的耐蝕性和抗磨性。

技術領域

本發明涉及一種鈦合金油井管接頭的加工方法，屬于金屬材料表面改性技術領域。

背景技術

人類的生存和發展依賴于能源的保障，作為重要的基礎能源之一，石油天然氣在關乎國計民生的諸多領域中發揮著重要作用。世界范圍內對石油天然氣需求量的不斷增加，則需要開發越來越多的油氣井。石油天然氣開采的地域范圍越來越廣，深度越來越深；開采地質環境越來越復雜化，開采條件越來越苛刻、嚴酷。油井管是油井的主要構件，其成本約占油井開發、生產成本的20~30 %。腐蝕和磨損極易導致油井管失效，嚴重威脅油氣井的安全生產。為保證油氣田安全、高效地開發和生產，最有效的辦法是使用耐蝕合金管材，但耐蝕合金含有價格昂貴的金屬元素，大批量使用會增加生產成本。鈦合金表面在大氣或者海水中會立即生成一層保護性鈍化膜，使之處于鈍化狀態，具有優異的耐蝕性。此外，鈦合金比強度高，自重產生的應力較小，服役過程中可降低應力腐蝕傾向，已作為新型油井管材料應用于油氣開采。

油氣井內的油井管是通過使用管接頭以螺紋進行連接的，管接頭的性能關乎油井結構的安全性和可靠性。鑒于管接頭的服役環境特點，采用表面技術同時賦予其耐蝕抗磨性能，滿足服役要求，延長使用壽命，降低生產成本具有顯著意義。

發明內容

本發明旨在提供一種鈦合金油井管接頭的加工方法，所獲得的鈦合金油井管接頭具有優異的耐蝕抗磨性。

本發明提供了一種鈦合金油井管接頭的加工方法，包括以下步驟：

(1)鈦合金油井管接頭預處理：將鈦合金油井管接頭表面除油后使用丙酮超聲清洗，并干燥；

(2)將預處理好的鈦合金油井管接頭放入超聲清洗器的不銹鋼電解槽中，首先使鈦合金油井管與不銹鋼電解槽絕緣，并通過夾具將鈦合金油井管與直流脈沖電源的陽極連接，再通過夾具將超聲清洗器的不銹鋼電解槽與直流脈沖電源的陰極連接；向超聲清洗器的不銹鋼電解槽中倒入60～80 % 容積的電解液；

所述電解液由無機鹽和去離子水配制而成；

(3)接通超聲清洗器的電源，使超聲頻率維持在20～60 kHz；啟動脈沖電源，頻率為800-1200 Hz，占空比為5～15 %，電流密度為40～80 mA/cm²；加工時間為 5～15 min；

(4)關閉超聲清洗器的電源，關閉脈沖電源，將鈦合金油井管接頭從夾具上取下，使用丙酮超聲清洗，并干燥。

進一步地，所述無機鹽包括硅酸鈉、六偏磷酸鈉、偏鋁酸鈉、氟化鈉、碳酸鈉中的至少兩種。

更進一步地，所述偏鋁酸鈉的濃度為2～12 g/L，碳酸鈉的濃度為2～6 g/L，六偏磷酸鈉的濃度為8～20 g/L，氟化鈉的濃度為4～8 g/L，硅酸鈉的含量15～25 g/L。

本發明提供一種優選的加工方法，包括以下步驟：

(1)鈦合金油井管接頭預處理：將鈦合金油井管接頭表面除油后使用丙酮超聲清洗，并干燥；