[发明专利]一种防腐耐磨渗硼石油专用管及其制作方法

说明书

本发明属于石油机械设备技术领域，尤其涉及一种防腐耐磨渗硼石油专用管及其制作方法。本发明所述的制作方法主要包括以下工艺步骤：漏磁探伤→通径→车螺纹→喷砂→上接箍→渗硼→珩磨→静水压试压→打标→喷漆→称重→测长→包装。应用本发明方法制作的防腐耐磨渗硼石油专用管，在管体内表面形成一层坚硬、致密、厚度均匀、性能稳定的FeB和Fe₂B化合物层，渗硼层硬度≥HV1200，渗硼层厚度≥80μm，具备优异的防腐耐磨性能。本发明在保证管体本身性能和渗硼层质量的基础上，大幅提升了加工效率和生产速度，产能为现有细长管式件内壁渗硼生产方式的数倍，可满足工业化生产要求。

技术领域

本发明属于石油机械设备技术领域，尤其涉及一种防腐耐磨渗硼石油专用管及其制作方法。

背景技术

石油钻采过程中，由于井下存在H₂S、CO₂、Cl^-、硫酸盐还原菌等不同腐蚀介质，油管、套管等石油专用管长期存在腐蚀问题，随着油田开发的不断深入，许多油田进入中、高含水开发期，井下含水量和矿化度不断提高，管体的腐蚀问题日趋严重。

另外，随着开发方式的不断深化，深井、大位移井、大斜度井、水平井不断增多，下泵深度逐渐增加，钻井及采油过程中钻杆与套管之间、抽油杆与油管之间的磨损问题也越来越严重。腐蚀和磨损问题相互作用，腐蚀加速磨损，磨损促进腐蚀，导致油套管服役周期大幅缩短，油井作业频繁，给油气田勘探开发带来重大影响。

目前，为解决石油专用管防腐耐磨问题，在管体本身方面常见处理方法有：静电喷涂各种涂覆层、电镀防腐合金层、内衬高分子聚乙烯或金属管等。这些技术在不同程度减少了管体内壁腐蚀和磨损的问题，但均存在一定的局限性。

渗硼可以大幅度提高钢铁表面硬度，使管体具备很强的耐磨损性能，同时，渗硼层具有很高的耐腐蚀性，可有效耐H₂S、CO₂及各种酸碱盐腐蚀。

但是，目前渗硼工艺大都用于在尺寸较小的零件，对于长度大于2m的细长管件，渗硼方式单一，一般采用井式炉并且一炉一根的加工方式，生产效率极低，难以产业化。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种防腐耐磨渗硼石油专用管及其制作方法，本发明在保证管体本身性能和渗硼层质量的基础上，大幅提升了加工效率和生产速度，产能为现有细长管式件内壁渗硼生产方式的数倍，可满足工业化生产要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种防腐耐磨渗硼石油专用管的制作方法，主要包括以下步骤：

漏磁探伤→通径→车螺纹→喷砂→上接箍→渗硼→珩磨→静水压试压→打标→喷漆→称重→测长→包装。

具体工艺如下：

(1)首先对原材料进行漏磁探伤、通径、车螺纹，然后对管体内壁采用碳化硅或者棕刚玉进行喷砂，去除内壁的油脂、污物、氧化皮、铁锈等杂质，并改善管壁表面粗糙度使其在渗硼过程中效果更佳。喷砂处理后效果达到Sa2.0等级，以促进渗硼层与管体内壁更好的融合。

(2)喷砂处理后的管体一端安装堵头，另一端安装接箍后将渗硼剂装入管内。

渗硼剂包括以下重量份的组分：碳化硼5～10份、氟硼酸钾8～12份、活性炭粉5份、稀土1份、碳化硅余量，稀土能起到催渗的作用，可获得较好的渗层。

将装满渗硼剂的管体两端密封后，放入加热炉中加热，进行渗硼热处理。加热温度为850℃～950℃时，保温4～5小时；随炉冷却至800℃后，把管体放入冷却炉强制冷却至室温。

渗硼热处理采用两种方式。