[发明专利]一种压裂用双金属短接头及制造工艺

说明书

本发明是一种压裂用双金属短接头制造工艺，通过对双金属管材加工，一种作为基体加工，一种作为耐蚀内衬加工，使耐蚀的金属内衬外径大于基体内径0.02~0.04㎜，再将耐蚀的金属内衬放入液氮中进行冷却降温后，将内衬镶嵌入基体内孔中，利用耐高温模具固定，限制其外径膨胀，放入真空炉中进行加热后随炉冷却，使内衬与基体紧密贴合；再将金属管两端面加工V型槽，进行堆焊后，加工连接螺纹和密封面；本发明解决了全不锈钢制造造成的高成本问题，也解决了普通中碳合金钢制造短接头寿命短的问题，达到了提高使用寿命，降低经济成本的效果。

技术领域

本发明涉及双金属管材制造技术领域，具体是一种压裂用双金属短接头及制造工艺。

背景技术

我国油气资源埋藏深，开采时压裂工况恶劣，压裂设备及重要配件面临着巨大的安全隐患和挑战；短接头是实现高压管汇件连接的产品，由于经常承受极端高压湍流作用，且压裂介质具有较强的腐蚀性和超高压特性，短接产品使用寿命普遍较低；目前，国内外主要采用中炭合金制造短接头，在使用一定时间后淘汰；若使用全不锈钢制造，能大幅度提高使用寿命，但不锈钢价格较高，经济性较差；采用双金属技术，即在合金钢管基体内壁制造耐蚀内衬，可大幅度提高短接头的使用寿命，具有可观的经济性；

目前，双金属管的生产工艺有包覆、堆焊、爆炸焊、离心复合、可控水压机械复合等多种工艺，但上述工艺均不适合于制造压裂用双金属短接头，这是因为短接头对基体材料有非常高的力学性能要求，不能出现晶粒粗大的显微组织，不能出现拉应力，且总体残余应力低，上述双金属管制造工艺很难全面满足，为了解决上述问题，现提出一种压裂用双金属短接头及制造工艺。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，制造以外壁为合金钢基体，内壁为耐蚀层的双金属短接头，提出了一种压裂用双金属短接头及制造工艺。

本发明的具体方案是：一种压裂用双金属短接头，其特征在于，包括： 基体和内衬，所述基体内套装有内衬，所述内衬与基体固定连接，所述基体为30CrMo合金或35CrMo合金或42CrMo合金，所述内衬为17-4PH不锈钢或15-5PH不锈钢或0Cr13Ni5Mo不锈钢。

一种压裂用双金属短接头制造工艺，包括如下步骤：

S1，选取双金属管材；基体选用30CrMo合金或35CrMo合金或42CrMo合金；内壁耐蚀内衬选用17-4PH不锈钢或15-5PH不锈钢或0Cr13Ni5Mo不锈钢；

S2,将基材头部进行局部墩粗做成短接头毛坯，满足接头结构需求；

S3,对基材毛坯和内衬分别进行热处理；基材毛坯进行正火处理；内衬材料进行固熔处理；

S4,对基材毛坯内孔和内衬外表面均进行粗加工后再进行精加工，使不锈钢内衬的外径尺寸比基材内径尺寸大；

S5,清洗基材毛坯、内衬；

S6,将内衬放入液氮中进行冷却若干小时；

S7,取出内衬，并快速镶嵌至基材毛坯孔内，在空气环境中使其升温至室温，实现过盈配合；

S8,将过盈配合的双金属短接头采用耐高温模具固定，限制其外径高温膨胀，整体放入真空炉，升温至设定温度，保温若干小时，随炉冷却至室温；

S9，采用中频感应加热淬火方式，对其进行感应加热淬火；

S10,在真空炉中，升温至设定温度，保温若干小时，随炉冷却至室温；

S11,将双金属管两端部加工出V型槽；

S12,对V型槽进行堆焊；

S13,加工连接螺纹与密封面，完成成品制造。

进一步的，在S4步骤中，所述不锈钢内衬的外径比基材的内径尺寸大0.02~0.04㎜。

进一步的，在S6步骤中，所述冷却若干小时具体为10小时以上。