一種經過軟氮化處理的復合性高壓活動彎頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種經過軟氮化處理的復合性高壓活動彎頭，主要包括第一單彎頭和第二單彎頭，第一單彎頭連接第二單彎頭；第一單彎頭呈圓形管狀，其彎曲度為90°；第二單彎頭呈圓形管狀，其彎曲度為110°～130°；第一單彎頭與第二單彎頭的管內表面進行軟氮化處理，為軟氮化層。本實用新型的復合性高壓活動彎頭經過軟氮化處理后，其疲勞強度、以及在高壓力時，所能承受的耐磨損性能和耐腐蝕性能等的耐用性得到了有效地提高，延長了高壓活動彎頭的使用壽命。
【專利說明】一種經過軟氮化處理的復合性高壓活動彎頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油田壓裂施工作業領域配套使用的高壓活動彎頭，具體說是一種經過軟氮化處理可提高產品性能、延長使用壽命的復合性高壓活動彎頭。
【背景技術】
[0002]隨著社會對石油和天然氣能源需求量的不斷增大，而油氣儲量的不斷減少，深井、超深井、超高壓井不斷增多，同時非常規性油氣井開采已成為今后重要的能源供給方式，會出現定向井、水平井等。現油田采取壓裂等工藝手段，是提高油氣層產量和采收率的重要方法。因此，在不斷地改進提高壓裂工藝的同時，壓裂施工的壓力在不斷增高，排量在不斷增大，對壓裂設備的質量、性能提出了更高的要求。壓裂施工向油井內注壓裂液體時，一般安裝多組由兩個或三個90°單彎頭組成的高壓活動彎頭，來調整直管線連接到井口上。壓裂作業時，高壓活動彎頭和直管線的內腔上，承受著多種壓裂腐蝕液和砂漿介質的磨蝕；同時，壓裂液體在高壓活動彎頭中通過的速度達12.2米/秒(40英尺/秒)；再加上，高壓活動彎頭內腔承載著70?140MPa的高壓力，等等惡劣的工作環境下，從而導致高壓活動彎頭內腔經常出現過快地磨損。尤其是，在現場壓裂作業中發現，90°高壓活動彎頭從第二個彎以后磨損最嚴重，有些高壓活動彎頭使用時間不到8小時，彎頭壁就被壓裂液體磨穿。從而，高壓活動彎頭失效事故頻發。所以，油田壓裂施工要求高壓活動彎頭既要承載高壓、耐磨損、抗疲勞、耐腐蝕的產品。
[0003]軟氮化就是氮碳共滲，這并不是單一的滲碳或者氮化，而是滲氮為主，并兼有滲碳的一個表面處理工藝。零件軟氮化時的溫度比滲碳低，但比氮化高。主要特點是滲速快(2-4h )，與一般硬氮化工藝相比，其滲層硬度較低，脆性減少，故簡稱軟氮化。
[0004]工件經軟氮化處理后，可顯著提高材料表面的硬度，使其具有高的耐磨性，同時也具有較好的韌性，提高了抗疲勞強度，抗腐蝕能力及抗燒傷性等。
[0005]目前，壓裂施工用的高壓活動彎頭，其常規的制造方法約有兩種:一種是活動彎頭表面經過滲碳、淬火處理工藝技術；另一種是彎頭經過調質處理工藝技術。
[0006]1、常規制造方法一，彎頭表面經過滲碳、淬火處理工藝制造。
[0007]這種工藝制造出來的高壓活動彎頭，內孔經過滲碳淬火處理過程中，造成對己精加工過的工件尺寸變形大(如鋼球滾道槽)，必須采取手工砂輪打磨鋼球滾道槽的方法進行修復，否則，組裝困難，組裝后影響彎頭轉動靈活性，難以保證產品精度。另外，滲碳淬火工件的耐腐蝕能力較差，從而影響高壓活動彎頭的整體使用壽命。
[0008]2、常規制造方法二，彎頭經過調質處理工藝制造。
[0009]這種工藝制造出來的高壓活動彎頭，雖然工藝簡單、易操作，但是，由于調質后零件表面硬度較低，高壓活動彎頭在承受105MPa以上高壓力使用時，彎頭也向縱向拉伸，鋼球壓入了球道內側壁，出現深壓痕，影響彎頭轉動靈活性。同時，也不能解決高壓活動彎頭的抗腐蝕能力。從而，也影響高壓活動彎頭的整體使用壽命。實用新型內容
[0010]針對現有技術存在的不足，本實用新型提供一種經過軟氮化處理的復合性高壓活動彎頭。
[0011]為實現上述目的，提供如下技術方案來實現的:
[0012]一種經過軟氮化處理的復合性高壓活動彎頭，包括第一單彎頭和第二單彎頭，第一單彎頭連接第二單彎頭；所述的第一單彎頭呈圓形管狀，其彎曲度為90° ;第二單彎頭呈圓形管狀，其彎曲度為110°?130° ;所述的第一單彎頭與第二單彎頭的管內表面進行軟氮化處理，為軟氮化層2。
[0013]本實用新型的優點及有益效果:
[0014]本實用新型采用彎度為110°?130°單彎頭體的特殊形狀，從而緩解了液體在90°單彎頭流道孔中急劇改變流向，改善流體通道，減緩了高壓活動彎頭內壁的強力沖刷和磨蝕，延長了高壓活動彎頭的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0016]圖中:1-第一單彎頭 2-軟氮化層 3-第二單彎頭體
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明:
[0018]如圖1所示，一種經過軟氮化處理的復合性高壓活動彎頭，包括第一單彎頭I和第二單彎頭3，其特征在于:第一單彎頭I連接第二單彎頭3 ;所述的第一單彎頭I呈圓形管狀，其彎曲度為90° ;第二單彎頭3呈圓形管狀，其彎曲度為110°?130° ;所述的第一單彎頭I與第二單彎頭3的管內表面進行軟氮化處理，為軟氮化層2。
實施例
[0019]軟氮化前，將復合性高壓活動彎頭各單彎頭體單件的各尺寸全部精加工成活，螺紋處不能軟氮化，給予防滲氮碳保護，然后按照軟氮化技術方案進行處理。
[0020]通過采用上述方案，出口 110°?130°單彎頭體3的設置，改善了高速液體(12.2米/秒或40英尺/秒)對彎頭壁的沖擊角度，減緩了磨損速度，從而，提高了復合性高壓活動彎頭自身的抗磨損性能，延長使用壽命。
[0021]本實用新型復合性高壓活動彎頭軟氮化技術方案，適合所有通徑1.5in?4in等不同大小規格的長半徑高壓活動彎頭。
【權利要求】
1.一種經過軟氮化處理的復合性高壓活動彎頭，包括第一單彎頭(I)和第二單彎頭(3)，其特征在于:第一單彎頭(I)連接第二單彎頭(3);所述的第一單彎頭(I)呈圓形管狀，其彎曲度為90° ;第二單彎頭(3)呈圓形管狀，其彎曲度為110°?130° ;所述的第一單彎頭(I)與第二單彎頭(3 )的管內表面進行軟氮化處理，為軟氮化層(2 )。
【文檔編號】E21B43/26GK204082119SQ201420563345
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月28日 優先權日:2014年9月28日
【發明者】馬克云 申請人:蘭州城臨石油鉆采設備有限公司