本发明涉及不锈钢/碳钢双金属复合管制备，尤其是具有冶金结合特征的油田用双金属复合管。
背景技术：
1、在石油开采领域，原油中的co2、h2s、cl-等腐蚀介质对抽油管壁面产生强烈腐蚀作用，给油田开采效率和安全生产带来极大的挑战。油田抽油管内壁防护常用方法有内壁涂覆具有一定耐腐蚀性能的高分子涂层，如中国专利申请号202211211611中开发了一种速固型防腐耐磨粉末涂料及其制备方法，将环氧树脂e12粉、高密度聚乙烯粉、铸石粉、润滑粉、双氰胺粉和2.4.6三(二甲氨基甲基)苯酚混合，喷涂到加热220～240℃的抽油管内壁，涂覆后获得良好的耐蚀效果。中国专利申请号zl201210468640中开发了一种耐温防腐耐磨粉末涂料及其制备方法，采用苯酚酚醛环氧树脂为基础，添加双酚a-环氧树脂基体，并加入碳纳米管，提高了涂料的耐温和防腐性能。然而高分子涂料耐高温性能差，特别是我国油田大多进入了采油中后期，井深普遍达到了3000米以上，有些超深井油温达到了175℃以上。在这样高的温度下，有机包覆涂层技术已经无法对抽油管进行有效防护。电镀ni-p-sic、ni-w等复合镀层在很早以前在抽油管壁面应用，但该技术用于细长管件的内壁防护，镀层易产生局部“漏点”缺陷，形成大阴极-小阳极的电偶腐蚀，加速抽油管的局部腐蚀破坏。
2、为了提高油田抽油管抗腐蚀性能，采用双金属复合管，通过内衬不锈钢或耐蚀复合套管可以有效提高其耐蚀性能。双金属复合管的制备可分为机械结合和冶金结合两大类，机械结合是通过施加外界压力使得基管与衬管机械贴合并产生一定的结合强度，现有的机械旋压法获得的双金属复合管内外管间结合力弱，当管承受大应力时或温度变化时易产生层间脱离，比如，中国专利申请号2022117402321发明了一种耐磨耐腐蚀双金属复合管制备装置及其方法，它是利用热压头对内衬管进行挤压的同时定点加热，利用边挤压边预热的方式让内衬管可以连续局部快速塑性变形，获得与外管道的内壁良好贴合的效果，但该方法获得内外管仍然是机械结合，结合力差。
3、为提高内外管的结合力，中国专利申请号专利zl202211226496发明了一种以高分子涂料为中间层粘合剂的复合管制备方法，高分子粘结剂在油田深井高温下服役易软化，影响结合性能。为了提高复合管的结合性能，使其服役于油田深井高温环境，中国专利申请号2022110638418发明了一种固相复合的不锈钢/碳钢双金属管及其加工工艺，主要采用45-55％银，总量为0-0.3％的微量元素，余量为铜的过渡中间层的不锈钢/碳钢双金属管复合管制备方法，加热温度为180-260℃，cu和ag的熔点高，其共晶温度点在779℃，在这样260℃下是无法实现良好的冶金结合的，并且cu、ag价格昂贵，腐蚀电位较正，一旦cuag粘结相和腐蚀介质接触，形成电偶腐蚀，反而会加速钢管的局部腐蚀。
4、基于上述原因，需要发明一种能用于油田深井采掘领域的双金属复合管
技术实现思路
1、为了解决双金属复合管材结合力差、易产生脱层、制备难度大、复合成本高以及容易电化学腐蚀差的难题，本发明提供一种具有冶金结合特征的油田用双金属复合管。
2、为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
3、一种具有冶金结合特征的油田用双金属复合管，它包括内、外金属钢管，其特征在于，所述的内、外金属钢管壁以高熔点的金属间化合物相作为中间粘结层，中间粘结层和内、外金属钢管均是冶金结合。
4、进一步，所述的金属间化合物的熔点≥530℃。
5、进一步，所述的中间粘结层是由低熔点的合金熔化并溶解内外管壁的fe元素形成的。
6、进一步，所述的合金为znal合金，优选al含量为4-6wt％的znal合金。优选al含量为5％的znal合金
7、进一步，所述的内金属钢管为不锈钢内管，包括铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢以及马氏体不锈钢等，所述的外金属钢管为碳钢管。
8、为了获得具有上述特性的双金属复合管，本发明提供一种制备该双金属复合管的方法，它采用低熔点共晶成分的合金作为粘结相，在内外金属钢管复合后通过加热涨紧挤压内金属钢管的方法使合金熔化并溶解管壁的fe元素，从而反应获得高熔点的金属间化合物相，金属间化合物相将内、外金属钢管壁熔焊在一起，获得冶金结合的双金属复合管。
9、进一步，本发明的详细制备方法包括以下步骤：
10、1.将不锈钢内管外壁预处理后喷涂znal合金涂层并进行磨抛处理，
11、2.将碳钢外管内壁进行预处理；
12、3.将喷涂有znal合金涂层的不锈钢内管压入碳钢外管，然后在390-420℃温度条件下采用压头热涨紧挤压不锈钢内管，在挤压不锈钢内管的同时，加热熔化znal合金涂层，不锈钢内管和碳钢外管管壁的fe扩散并溶解于znal合金涂层，反应形成了具有较高熔点的(≥530℃)的fezn13、fezn7、fe11zn40、fe22zn78等金属间化合物相，该金属间化合物相作为中间粘结层将碳钢外管和不锈钢内管熔焊在一起。
13、进一步，步骤一中所述的喷涂包括火焰喷涂、电弧喷涂或等离子喷涂等热喷涂方法，优选电弧喷涂。
14、本发明的积极效果是：
15、1、以接近共晶成分点的znal合金作为复合管中间层，在热挤压成形过程中，复合管中间层中的zn、al与内外管壁的fe通过溶解、扩散，形成了具有冶金结合界面的双金属复合。
16、2、复合管在较低的温度下进行热挤压成形后，低熔点(381℃)的共晶znal合金涂层转变为具有较高熔点(≥530℃)的zn-fe系金属间化合物相粘结层，约4-6％的al加入znal合金，起到降低合金熔点作用，高温扩散后，al以固溶的方式溶解在zn-fe系金属间化合物相层中，实现了低温热压成形，高温服役的效果，复合管在450℃以内可长期服役。
17、3、该znal合金涂层与碳钢管原镀锌层具有相近的腐蚀电位，即使在管的端部粘结层暴露在腐蚀介质的条件下，其电化学腐蚀敏感性低。
18、4、该方法也可用于废旧抽油管的修复利用，具有节约原材料、降低能源消耗、节约生产成本的效果。
1.一种具有冶金结合特征的油田用双金属复合管，它包括内、外金属钢管，其特征在于，所述的内、外金属钢管壁以高熔点的金属间化合物相作为中间粘结层，中间粘结层和内、外金属钢管均是冶金结合。
2.如权利要求1所述的具有冶金结合特征的油田用双金属复合管，其特征在于，所述的金属间化合物的熔点≥530℃。
3.如权利要求1所述的具有冶金结合特征的油田用双金属复合管，其特征在于，所述的中间粘结层是由低熔点的合金熔化并溶解内外管壁的fe元素形成的。
4.如权利要求1所述的具有冶金结合特征的油田用双金属复合管，其特征在于，所述的合金为znal合金。
5.如权利要求4所述的具有冶金结合特征的油田用双金属复合管，其特征在于，所述的znal合金的al含量为5wt％。
6.如权利要求1所述的具有冶金结合特征的油田用双金属复合管，其特征在于，所述的内金属钢管为不锈钢内管，包括铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢以及马氏体不锈钢，所述的外金属钢管为碳钢管。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的具有冶金结合特征的油田用双金属复合管的制备方法，其特征在于，它采用低熔点共晶成分的合金作为粘结相，在内外金属钢管复合后通过加热涨紧挤压内金属钢管的方法使合金熔化并溶解管壁的fe元素，从而反应获得高熔点的金属间化合物相，金属间化合物相将内、外金属钢管壁熔焊在一起，获得冶金结合的双金属复合管。
8.如权利要求7所述的具有冶金结合特征的油田用双金属复合管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
9.如权利要求8所述的具有冶金结合特征的油田用双金属复合管的制备方法，其特征在于，所述的喷涂包括火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂，优选电弧喷涂。
