[实用新型]一种油气开发用三明治结构冶金复合管

说明书

本实用新型涉及一种油气开发用三明治结构冶金复合管，属于油气开发用油管技术领域。所述油气开发用三明治结构冶金复合管包括：耐蚀合金金属内层、碳钢金属中层及耐蚀合金金属外层，所述耐蚀合金金属内层内嵌于碳钢金属中层中，所述碳钢金属中层内嵌于耐蚀合金金属外层；其中，所述耐蚀合金金属内层和碳钢金属中层之间、所述碳钢金属中层和耐蚀合金金属外层之间具有高温元素互扩散冶金结合层。本实用新型技术方案能够保证油井管柱的强度需求，同时可实现内壁输送介质防腐和外壁环空保护液防腐完整性。

技术领域

本实用新型属于油气开发用油管技术领域，特别涉及一种三明治结构冶金复合管。

背景技术

近年来，油气田服役环境日益极端化，在高温、高压、高腐蚀介质的耦合作用下，油井管内壁由于输送介质均匀腐蚀及点蚀，油井管外壁由于环空保护液均匀腐蚀及应力腐蚀失效频繁发生，不仅严重影响油气田日常勘探开发工作，而且造成生态环境破坏、威胁社会公共安全。因此，油气开发管道的腐蚀控制是业内长期攻克的方向。

油气开发腐蚀介质较为复杂，环境中的H₂S、CO₂、Cl^-、环空保护液中的甲酸盐、磷酸盐均会对油井管造成均匀腐蚀、点蚀及应力腐蚀，加速油井管的失效。针对四川的普光气田、新疆塔里木油田等高温、高压同时含有H₂S、CO₂、Cl^-的油气田、目前多选用超级13Cr和镍基合金，但上述纯材油井管成本过高，难以大面积推广使用。

目前，双金属复合管将外层碳钢的高强度和内层耐蚀合金的防腐蚀性能有机结合，既提高了管道的耐腐蚀性能，又降低了成本，得到了油气井开发领域的广泛关注。双金属复合管根据界面结合方式可分为机械型复合管和冶金型复合管。机械型复合管由于界面结合强度较低，在井下高温和复杂载荷下，内层耐蚀合金易发生失稳、脱落、坍塌等失效现象、且失效一旦发生，会加速整管的腐蚀失效。冶金型双金属复合管由于界面通过高温元素互扩散方式结合，界面结合强度明显提高。然而，外层碳钢由于API Spec5CT标准要求，强度较高，在外部环空保护液中甲酸盐、磷酸盐的综合作用下，易发生应力腐蚀，造成整个管道的腐蚀失效。

综上，本实用新型开发了一种内层耐蚀合金，中层碳钢，外层耐蚀合金的三明治结构冶金复合管，在保证油井管强度的前提下，极大的提高了油井管耐输送介质、环空保护液腐蚀的能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种三明治结构冶金复合管，以解决机械型复合管界面结合强度问题。本实用新型能够保证油井管柱的强度需求，同时可实现内壁输送介质防腐和外壁环空保护液防腐完整性。

根据本实用新型技术方案，提供一种油气开发用三明治结构冶金复合管，其特征在于，所述油气开发用三明治结构冶金复合管包括：耐蚀合金金属内层、碳钢金属中层及耐蚀合金金属外层，所述耐蚀合金金属内层内嵌于碳钢金属中层中，所述碳钢金属中层内嵌于耐蚀合金金属外层；

其中，所述耐蚀合金金属内层和碳钢金属中层之间、所述碳钢金属中层和耐蚀合金金属外层之间具有高温元素互扩散冶金结合层。

进一步的，所述高温元素互扩散冶金结合层为脱碳层。

进一步的，所述脱碳层厚度为60μm-90μm。

进一步的，所述耐蚀合金金属内层和耐蚀合金金属外层为相同厚度或不同厚度。

进一步的，所述耐蚀合金金属内层的厚度为2mm～3mm。

进一步的，所述耐蚀合金金属外层的厚度为1.5mm～2.5mm。

进一步的，所述耐蚀合金金属内层与耐蚀合金金属外层为相同材料或不同材料。

进一步的，所述耐蚀合金金属内层为双相不锈钢金属内层或镍基合金金属内层。