油管螺纹激光淬火工艺的应用研究

利用激光淬火工艺对油管螺纹进行淬火,经处理后的材料表面呈超细化组织结构,表面硬度340 HV,淬硬层深:牙项0.5～1.1mm、牙底0.2～0.4mm,可解决油管粘扣问题。激光热处理系统由高功率CO_2激光器、功率计、光闸、导光系统、反射镜、聚焦镜及旋转工作台等组成。试验表明,激光淬火工艺生产效率能满足生产线的要求,各项技术指标均达到API标准要求。     

Mo对N80油管激光合金化层组织及性能的影响

为了研究不同Mo添加量对N80油管激光合金化层组织和性能的影响,在N80油管表面预置Ni-Cr-Ti-B4C-Mo合金粉末,通过激光处理获得与基体冶金结合良好的合金化层,并对激光合金化层的组织、化学成分及显微硬度进行测试分析。结果显示,Mo添加量为5%~10%时,随着Mo含量的增加,α-Fe固溶体晶粒细化效果越明显,增强相TiB_2、TiC含量增多,体积增大,分布更为均匀;当Mo的加入量为5%时,激光合金化层中TiB_2、TiC增强相含量最多,硬度最高。研究表明,从耐磨性角度考虑,建议Mo的添加量为5%。     

激光表面热处理技术在油管加工中的应用

为解决油田现场使用油管时出现的螺纹粘连问题,河南油田机械制造厂利用激光表面热处理技术对油管和接箍表面进行淬火处理。该技术在保证油管强度极限和屈服极限不变的条件下,既不改变油管螺纹的几何尺寸,又能将油管螺纹的表面硬度大幅度提高,从而提高油管的综合性能,解决了现场作业油管和接箍粘扣问题,延长了其使用寿命,为油田降低开采成本提供了新方法和新工艺。激光表面热处理技术在油管加工批量生产中的应用,使油管和接箍产品成为具有专有技术的拳头产品,给制造厂带来显著的经济效益和社会效益。     

J55、N80 油管在CO2 干法压裂环境中的适应性

CO2 干法压裂施工过程中，CO2 处于超临界低温状态，对压裂管柱冷却效应明显，因此对压裂管柱的性能要求更高。结合CO2 干法压裂的技术原理和特点，借鉴ASTM 标准开展了2 种不同钢级的油管试样的冷处理力学性能的试验分析。结果表明，在–60 ℃拉伸试验中2 种钢级管材试样均未达到脆韧转变的临界点；在–60 ~ –20 ℃冲击试验中，J55 油管试样有明显变脆趋势，而N80 油管试样未出现此现象。因此，N80 油管满足CO2 干法压裂低温改造技术安全性能要求，可以保障施工的安全进行。     

进一步提高我国油管检测与修复的技术水平

我国各主要油田已有部分采油厂建立了油管检测与修复作业线，采用比较先进的设备和工艺检修了大批油管，取得了显著的经济效益和社会效益。为了进一步提高我国油管检测与修复技术水平，建议尽快编制我国旧油管检测与修复技术标准；应用感应加热与喷丸工艺彻底解决油管的除油、除锈问题；对油管进行热校直；采用高压水力或液压胀缩式机械除垢，采用无刻痕定扭矩上卸螺纹机装卸油管接箍；通过表面感应淬火对油管的螺纹和内壁进行强化；推广应用漏磁或涡流油管无损探伤机和油管螺纹漏磁探伤仪，提高作业线的自动检测控制水平。     

激光表面改性在石油工业中的应用

石油矿场的工况比较恶劣,许多金属零部件长期承受重荷,并在有腐蚀、摩擦和磨损的工况下使用,导致其过早发生失效破坏.利用激光表面改性技术能提高材料的硬度和耐磨性.在激光加工技术中,激光表面强化具有节省能源和材料的优势,文章介绍了激光表面改性的原理、分类和金属表面各种激光改性工艺的特点,重点阐述了激光相变硬化、激光熔覆、激光熔凝、激光合金化、激光冲击硬化在石油工业中的应用情况,展望了该技术在石油工业中的应用前景.     

油管螺旋副失效分析及预防措施

油管与接箍连接处螺旋副的主要失效形式为螺纹磨损及塑性变形或断裂 ,螺纹磨损是多种磨损机理综合作用所致 ,螺纹牙塑性变形或断裂是由于在液压动力钳拧紧力矩的强制作用及其它载荷的影响下 ,螺纹牙现有硬度及强度不够而产生的。对螺纹进行表面感应淬火强化处理以增加其硬度 ,可同时提高其耐磨性和强度 ,防止螺旋副失效。对油管上扣时的情况进行了力学分析 ,建立了螺纹硬度计算公式 ,计算硬度值可作为淬火强化处理时的参考值。     

API油管螺纹激光淬火技术应用

应用激光表面热处理技术对API油管螺纹表面进行淬火,在保证原机体钢级屈服强度、抗拉强度、伸长率和冲击功等力学性能的条件下,既不改变螺纹的几何尺寸精度,又能增强螺纹的表面硬度和耐磨、耐蚀性能,提高油管的使用寿命,可有效解决采油作业中的油管粘扣问题。     

提高油管加工质量的工艺措施

由于国产油管毛坯材质不均匀 ,硬度低 ,去磁效果不好 ,以及接箍的加工和热处理工艺不当等因素 ,影响国产油管质量。为此 ,提出改进措施 :(1)严格控制原材料 ,确保管体材料硬度HB2 5 0～ 2 70 ,并进行消磁处理 ;(2 )改进油管加工工艺。采用 6 5°刀径向挤切毛刺去刺法除去毛刺 ,加工螺纹时粗车、精车分开进行 ,并提高切削转速 ,采用两把螺纹梳刀 ;(3)改进接箍的加工和热处理状态 ,即接箍彻底去油去锈 ,镀层厚度以 2 5 4 μm为宜 ,最好采用磷化处理 ;(4)螺纹应采用含铜、锌、石墨的护丝油予以保护     

S30432不锈钢喷丸强化工艺研究

通过喷丸工艺在S30432不锈钢管内表面成功制备了塑性变形层,研究了喷丸移动速度、喷丸压力、喷丸距离对塑性变形层组织和硬度的影响。结果显示:喷丸移动速度越大塑性变形层深度越小;喷丸压力越大塑性变形层越深;随着喷丸距离的增加,塑性变形层先增大后减小;对塑性变形层深度的影响顺序为:喷丸速度＞喷丸压力＞喷丸距离;喷丸处理后表层硬度显著提高,比基体硬度高100HV0.5。研究表明:喷丸前进移动速度1 000 mm/min、后退速度800 mm/min、喷丸压力1.26 MPa、喷丸距离9 mm时得到的S30432不锈钢组织和性能最优。     

连续油管在川东气田的腐蚀行为研究

针对CT80级连续油管在川东气田井下作业过程中的腐蚀情况,采用XRD、激光显微镜、离子色谱仪等分析了管体表面的腐蚀产物、微观组织、硬度和腐蚀介质,研究了连续油管在含有Cl-和SO42-等弱碱性水溶液中高温、高压环境下的腐蚀失效情况.结果表明,在川东气田井下水溶液中Cl-与S2-离子对连续油管的腐蚀起主要作用;连续油管的...     

2种材质油管3点弯曲试验研究

油管的各种失效事故严重影响了油田正常生产,并带来了重大经济损失,而大多数油管失效事故都是由油管缺陷处微小裂纹缓慢扩展到一定深度后发生快速扩展导致的,因此对油管裂纹发生快速扩展的临界深度进行研究具有重要意义。选用油田常用的φ73mm×5．51mm的N80、J55材质油管加工成标准3点弯曲试样,通过3点弯曲试验,模拟研究了含缺陷油管的裂纹扩展规律,确定了2种材质油管裂纹发生快速扩展时的,临界深度,为制定合理的油管判废标准提供了参考。结果表明,N80和J55油管裂纹发生快速扩展时的临界深度分别为其壁厚的41．0％和37．0％。     

Φ38.1 mm连续油管穿孔失效分析

为预防和减少连续油管使用中穿孔失效事故发生,提高其使用寿命和效率,通过理化性能检验、扫描电镜以及模拟试验等方法,对Φ38.1 mm×3.4 mm规格80钢级连续油管穿孔样管进行了综合分析。结果表明:超声和磁粉检测未发现穿孔附近管体存在缺陷;样管化学成分、金相及硬度分析,未发现异常;穿孔原因为油管在井内受到含砂流体冲蚀磨损,导致管体穿孔失效。     

316L/30Mn2冶金复合油管的开发与力学性能检测

为研究316L/30Mn2双金属冶金复合油管的制备工艺及力学性能,采用钎焊复合+热处理强化方法,试制了Φ88.9 mm×（6.45+2）mm规格的双金属复合油管,测定了复合油管不同部位的硬度、拉伸、冲击性能和界面剪切强度,并对其技术可行性进行探讨。结果表明,钎焊复合界面冶金结合牢固;适当的热处理使基管、管端接环及对接焊缝的力学性能相近,且在不同热处理工艺下,双金属复合油管基管分别满足80 ksi、95 ksi、110 ksi钢级油管的力学性能要求。该研究进一步验证了开发高性能双金属冶金复合油管的技术可行性,也为双金属复合油管的开发提供依据。     

连续管疲劳寿命试验研究

摘 要:针对油田连续管实际作业工况,研制开发出了基于塑性变形下的连续管低周疲劳试验机。通过CT80钢级连续管疲劳试验表明,随着连续管管径减小或壁厚增加,疲劳寿命明显增加;管内压力增加时,疲劳寿命明显降低;同钢级连续管屈服强度越高,疲劳寿命越高。同时表明,连续管表面缺陷和内部夹杂物会对其疲劳寿命产生极大影响,缺陷和夹杂物尺寸越大,疲劳寿命越低;带有环焊缝对接接头的连续管疲劳寿命明显低于管体寿命。