一种连续油管非焊接式修复装置及其使用方法

技术领域

本发明属于油、气田勘探开发技术领域，具体涉及一种连续油管非焊接式修复装置及其使用方法。

背景技术

连续油管由于其设备体积小、带压作业、连续起下、作业周期快、成本低等特点被广泛应用于钻井作业过程，因工作需要，往往具有很长的长度，可达几千米，由于压裂、冲砂等钻、完井作业条件恶劣，连续油管需要承受各种力的作用，往往出现裂纹损伤，甚至出现断裂；由于经济效益的需求，对于断裂后的连续油管往往需要进行修复连接，目前所使用的修复方法通常军采用焊接的修复方式，在修复之前需要对失效部分进行切除，对剩余的管子进行修复，但是通过焊接的方法进行修复，在焊接后需要进行热处理，往往出现修复后焊接处质量差的问题，不利于整个连续油管的继续重复使用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种连续油管非焊接式修复装置及其使用方法，用来解决采用焊接的方式进行连续油管修复出现焊缝质量差，不能保证连续油管重复使用的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种连续油管非焊接式修复装置，包括连接件，所述连接件外部设有加热装置，所述连接件外部套有第一连续油管段和第二连续油管段；

所述连接件的形状为圆环形，所述连接件外表面两侧分别设有若干第一负角度锯齿形凹槽和第二负角度锯齿形凹槽；所述第一负角度锯齿形凹槽和第二负角度锯齿形凹槽的形状相同，方向相对；

所述连接件由镍钛形状记忆合金材料制成。

进一步地，所述连接件的转变温度大于等于50℃，长度为80～150mm；所述第一负角度锯齿形凹槽和第二负角度锯齿形凹槽的斜坡面角度为30°，第一负角度锯齿形凹槽和第二负角度锯齿形凹槽的负角度为-3～-5°，凹槽深度为连接件壁厚的5～10％，齿顶宽度为1-2mm，齿底宽度为2-3mm。

进一步地，所述第一连续油管段和第二连续油管段的材质、外径和壁厚相同。

进一步的，当连接件处于转变温度以下进行形变时，形变后连接件的外径比第一连续油管段和第二连续油管段的内径小0.3～0.5mm。

进一步地，所述第一负角度锯齿形凹槽和第二负角度锯齿形凹槽的数量为3～7个。

本发明还公开了上述外套式连接油管非焊接式修复装置的使用方法，在进行连续油管修复时，包括以下步骤：

步骤1：首先对来连接件在转变温度以下进行变形，，变形后的对接件(3)的最大直径小于第一连续油管段(1)和第二连续油管段(2)，随后分别对第一连续油管段和第二连续油管段的修复部位端口进行平整处理，加工出角度为10～15°的锥面剖口；随后将处理后的第一连续油管段和第二连续油管段分别从连接件的两端将连接件套入；

步骤2：采用金属胶对第一连续油管段和第二连续油管段套入连接件后形成的剖口锥面进行填充；随后采用加热装置对连接件加热，保温后，完成连续油管的修复。

进一步地，处理后的第一连续油管段和第二连续油管段分别套入连接件的深度分别为连接件长度的1/2。

进一步地，所述加热温度为50～75℃；所述金属胶为AB型金属胶。

进一步地，所述保温时间为15～40min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种连续油管非焊接式修复装置，采用连接件作为修复材料，由镍钛记忆合金材料制成，通过加热装置进行加热，实现连续油管的修复；由于采用镍钛记忆合金材料，其外表面设有若干形状相同，方向相对的第一负角度锯齿形凹槽和第二负角度锯齿形凹槽，在修复进行前，在该材料的转变温度下进行形变时，凹波纹形变，其内径小于连续油管的外径，保温后，恢复记忆后的连接件其外径又大于连续油管的内径，于是形成附着压力，实现连续油管的连接修复，连接件在恢复记忆后的材料强度大于等于连续油管段的材料强度，提高休复处的强度。设置的第一负角度锯齿形凹槽和第二负角度锯齿形凹槽与内壁光滑的连接件相比，能大幅度增加连接件与连续油管的附着力，提高修复处的强度和质量，大大提升修复后的连续油管的服役效果和时间。

本发明上述连续油管非焊接式修复装置的使用方法，采用上述连续油管非焊接式修复装置进行连续油管的修复工作时，只需简单对连续油管的修复端面加工出角度为10～15°的锥面剖口，随后将连接件套入，并对形成的锥面间隙采用AB型高强度金属胶进行填充，保证了第一连续油管段和第二连续油管段的连接强度；该方法只需通过加热装置进行加热就可实现连续油管的修复，适用于各种材料的来纳许油管修复，不受连续油管材料种类的限制；修复后的第一连续油管段和第二连续油管段在连接件处的连接强度大于管体连接强度的100％，密封强度大于管体抗内压强度的95％以上；修复后的连续油管使用工况为-20℃～220℃，适用温度范围广，采用该方法进行连续油管的修复，成本低，可靠性高，修复处质量好。

附图说明

图1为本发明实施例一种连续油管非焊接式修复方法结构示意图；

图2为本发明实施例连接件结构示意图；

图3为本发明实施例连接件内锯齿形凹槽的结构示意图本发明实施例连接件内锯齿形凹槽的结构示意图；

图4为本发明连接件在转变温度之下进行变形后外径膨胀的外观图；

其中：1-第一连续油管段；2-第二连续油管段；31-第一负角度锯齿形凹槽；31-第二负角度锯齿形凹槽；4-加热装置，5-高强度金属胶。

具体实施方式

为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。

本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。

本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。

本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。

本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。

实施例1

如图1所示，一种外套式连接油管非焊接式修复装置，包括连接件3，所述连接件3外部设有加热装置4，所述连接件3外部套有第一连续油管段1和第二连续油管段2；所述连接件3的材料为镍钛形状记忆合金，形状为圆环形，如图2所示，连接件3的外表面两侧分别设有若干第一负角度锯齿形凹槽31和第二负角度锯齿形凹槽32；所述第一负角度锯齿形凹槽31和第二负角度锯齿形凹槽32的形状相同，方向相对，第一负角度锯齿形凹槽31和第二负角度锯齿形凹槽32的负角度为-5°，数量分别为5个，凹槽深度为连接件3壁厚的8％，齿顶宽度为1.5mm，齿底宽度为2.5mm，斜坡面角度为30°；所述连接件3的转变温度为55℃，长度为100mm；

当连接件3处于转变温度以上时，连接件3的外径比第一连续油管段1和第二连续油管段2的内径大0.2mm，壁厚与第一连续油管段1和第二连续油管段2的壁厚相同；如图4所示，当处于转变温度以下进行形变时，形变后连接件3的外径比第一连续油管段1和第二连续油管段2的内径小0.3mm，有利于第一负角度锯齿形凹槽31和第二负角度锯齿形凹槽32套入连接件3。

实施例2

一种外套式连接油管非焊接式修复装置，与实施例1不同的是，第一负角度锯齿形凹槽31和第二负角度锯齿形凹槽32的负角度为-4°，第一负角度锯齿形凹槽31和第二负角度锯齿形凹槽32的数量为7个，凹槽深度为连接件3壁厚的5％，齿顶宽度为1.8mm，齿底宽度为2.8mm，斜坡面角度为30°；所述连接件3的转变温度为50℃，长度为90mm；当连接件3处于转变温度以上时，连接件3的外径比第一连续油管段1和第二连续油管段2的内径大0.3mm，壁厚与第一连续油管段1和第二连续油管段2的壁厚相同；当处于转变温度以下进行形变时，形变后连接件3的外径比第一连续油管段1和第二连续油管段2的内径小0.4mm，其余组成和参数均与实施例1相同。

实施例3

一种外套式连接油管非焊接式修复装置，与实施例1不同的是，第一负角度锯齿形凹槽31和第二负角度锯齿形凹槽32的负角度为-5°，第一负角度锯齿形凹槽31和第二负角度锯齿形凹槽32的数量为3个，凹槽深度为连接件3壁厚的9％，齿顶宽度为1mm，齿底宽度为2mm，斜坡面角度为30°；所述连接件3的转变温度为70℃，长度为140mm；当连接件3处于转变温度以上时，连接件3的外径比第一连续油管段1和第二连续油管段2的内径大0.4mm，壁厚与第一连续油管段1和第二连续油管段2的壁厚相同；当处于转变温度以下进行形变时，形变后连接件3的外径比第一连续油管段1和第二连续油管段2的内径小0.5mm，其余组成和参数均与实施例1相同。

实施例4

一种外套式连接油管非焊接式修复装置，与实施例1不同的是，第一负角度锯齿形凹槽31和第二负角度锯齿形凹槽32的负角度为-5°，第一负角度锯齿形凹槽31和第二负角度锯齿形凹槽32的数量为6个，凹槽深度为连接件3壁厚的6％，齿顶宽度为1.8mm，齿底宽度为2mm，斜坡面角度为30°；所述连接件3的转变温度为65℃，长度为150mm；当连接件3处于转变温度以上时，连接件3的外径比第一连续油管段1和第二连续油管段2的内径大0.35mm，壁厚与第一连续油管段1和第二连续油管段2的壁厚相同；当处于转变温度以下进行形变时，形变后连接件3的外径比第一连续油管段1和第二连续油管段2的内径大0.45mm，其余组成和参数均与实施例1相同。

采用实施例1中的外套式连接油管非焊接式修复装置的使用方法，包括以下步骤，首先对来连接件3在转变温度以下进行变形，随后分别对第一连续油管段1和第二连续油管段2的修复部位端口进行平整处理，加工出角度为10°的锥面剖口；随后将处理后的第一连续油管段1第二连续油管段2分别从连接件3的两端将连接件3套入，使得第一连续油管段1和第二连续油管段2能够套入，两端连续油管段的套入深度分别为连接件3的一半(45mm)；

步骤2：采用AB型高强度对第一连续油管段1和第二连续油管段2套入连接件3后形成的剖口锥面进行填充；随后采用加热装置4对连接件3加热，加热温度为50°，保温20min后，完成连续油管的修复。

采用实施例2中的外套式连接油管非焊接式修复装置的使用方法，包括以下步骤，首先对来连接件3在转变温度以下进行变形，随后分别对第一连续油管段1和第二连续油管段2的修复部位端口进行平整处理，加工出角度为10°的锥面剖口；随后将处理后的第一连续油管段1第二连续油管段2分别从连接件3的两端将连接件3套入，使得第一连续油管段1和第二连续油管段2能够套入，两端连续油管段的套入深度分别为连接件3的一半(50mm)；

步骤2：采用AB型高强度对第一连续油管段1和第二连续油管段2套入连接件3后形成的剖口锥面进行填充；随后采用加热装置4对连接件3加热，加热温度为75°，保温15min后，完成连续油管的修复。

采用实施例3中的外套式连接油管非焊接式修复装置的使用方法，包括以下步骤，首先对来连接件3在转变温度以下进行变形，随后分别对第一连续油管段1和第二连续油管段2的修复部位端口进行平整处理，加工出角度为15°的锥面剖口；随后将处理后的第一连续油管段1第二连续油管段2分别从连接件3的两端将连接件3套入，使得第一连续油管段1和第二连续油管段2能够套入，两端连续油管段的套入深度分别为连接件3的一半(70mm)；

步骤2：采用AB型高强度对第一连续油管段1和第二连续油管段2套入连接件3后形成的剖口锥面进行填充；随后采用加热装置4对连接件3加热，加热温度为75°，保温40min后，完成连续油管的修复。

修复后的连续油管在连接件3处的连接强度大于连续油管段1管体抗拉强度的90％，密封强度大于连续油管段1抗内压强度的95％；修复后的连续油管使用工况为-20℃～220℃。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。