双金属复合管的技术现状和发展方向

分别从制造技术、焊接技术、检测技术、施工技术、配套管件技术、新产品开发和标准体系建设等方面对国内外双金属复合管的技术现状进行了分析,提出了国内复合管技术的发展方向:应加快制造技术的研发和自动化程度;进一步开发和完善复合管管端焊接技术,以及复合管无损检测技术;着手开展复合管的全寿命设计和评估;开展复合管件的研发、规范化和标准化工作;加快特殊环境,如油气井、海洋环境的复合管产品开发;进一步完善国内复合管标准。     

机械式复合管弯曲性能分析

采用有限元软件对Ф219mm×（14．3＋3）mm机械式复合管进行了弯曲屈曲分析．结果表明机械式复合管在弯曲过程中主要的屈曲失效模式是内衬起皱;通过在有限元中添加过盈来模拟复合管的结合界面并对不同过盈量下的复合管进行了弯曲分析,结果表明采用过盈配合能够很好地模拟复合管的结合界面,并且过盈量越大复合管的结合强度和抗弯能力越高;分析了衬管壁厚对复合管抗弯性能的影响,结果表明增加衬管壁厚能够显著提高复合管的抗弯能力;通过在复合管有限元模型中添加焊接点进行弯曲失效分析,结果表明添加焊接点并不能消除复合管内衬起皱的现象,并且当焊接间距在一定范围内反而会降低复合管的抗弯能力。     

专利技术

正专利名称:电磁感应熔接钢塑复合管连接套件专利申请号:CN201210119427.4公开号:CN102720901A申请日:2012.04.20公开日:2012.10.10申请人:杨蒙本发明公开了一种电磁感应熔接钢塑复合管连接套件。该复合管件包括:复合管、管状连接件和钢塑复合管套,复合管包括:不导磁或弱导磁金属层和塑料层;管状连接件的至少一端开设有环状承接口;复合管插接入环状     

机械式复合管结合强度的检测与控制

简要介绍了机械式复合管的结构、性能特点及目前用于评估机械结合式双金属复合管结合强度的检测方法。通过理论分析得出了复合管结合强度与结合界面法向刚度及复合管固有频率之间的关系,并通过试验进行了验证。试验结果表明:不同结合强度的复合管振动波形衰减程度、固有频率及界面法向刚度不同,即结合强度越高复合管的界面法向刚度和固有频率越大,阻尼比越小;可以通过控制复合药量来制备不同结合强度的复合管。     

国内外双金属复合管研究现状

介绍了当前国内外双金属复合管的发展现状,重点对双金属复合管的不同制造工艺进行了介绍,并对比分析了其优缺点。对双金属复合管的主要应用情况进行了分析说明,并提出了复合管的相关制造标准。指出国内双金属复合管应在复合工艺、高效生产及检测技术方面进行完善和改进,同时应建立适合双金属复合管结构特点的耐蚀性能评价体系,才能得到更大范围的推广和应用。     

双金属复合管液压成型有限元模拟与试验研究

双金属复合管是防止油气介质内腐蚀的新型防腐技术,其成型过程及成型后的力学特性是采用双金属复合管防腐的关键技术之一。针对双金属复合管液压成型的力学问题建立了有限元模型,根据碳钢管和不锈钢管的实际尺寸对复合管的液压成型过程进行了有限元模拟,得出了成型压力与复合管成型后力学特性的关系。开展了双金属复合管液压成型的实物试验,并采用电阻应变测试法测得了复合管成型后外管的残余变形。试验结果表明,有限元分析结果与试验值接近,其偏差范围满足工程要求,所建立的有限元模型是合理的。研究成果可为双金属复合管的生产和使用提供重要的理论参考。     

集输系统机械复合管紧密度性能探讨

机械复合管具备良好的抗腐蚀性能和经济性能,具有广阔的应用前景。目前,在集输系统中,机械复合管选用条件主要考虑为运行温度、压力和介质特性对内衬抗高温氯离子开裂风险的影响。为保证机械复合管应用效果可靠,现行制造规范进行了基管-内衬紧密度规定。实际投产后,管道运行状态复杂,但现行设计规范尚未量化保证机械复合管紧密度的具体指标。为进一步保证高温、高压集输系统合理使用机械复合管,有必要深入探讨在运机械复合管适用工况。基于机械复合管制造阶段紧密度测试方法和指标,结合钢制管道强度理论和自然锚固规律,推导了制造和运行情况下内衬不锈钢的应力计算式,探索性地提出了机械复合管紧密度校核方法,并结合算例进行了探讨与分析。结果表明,机械复合管在制造阶段的坍塌试验产生的内衬轴向压应力较高,超过屈服极限,导致试验后机械复合管紧密度大幅降低;为保证机械复合管紧密度,运行状态下内衬轴向压应力不应超过坍塌试验工况;操作-安装温度差和弹性敷设是影响机械复合管紧密度的主要因素。研究成果为油气集输系统机械复合管的精细化设计提供了一定的参考。     

双金属复合管环焊缝耐蚀性能评价方法

目的建立双金属复合管环焊缝耐蚀性能评价方法,为双金属复合管在高酸性气田现场应用提供依据。 方法针对双金属复合管环焊缝在高酸性环境中的主要腐蚀类型,参考标准Q/SY 06018-2016中冶金复合管直焊缝和堆焊层腐蚀评价内容,确定以晶间腐蚀、抗SCC/SSC性能、点腐蚀、模拟工况腐蚀为评价指标,并通过整管段试验验证评价结果的双金属复合管环焊缝耐蚀性能评价方法,同时以国产L360/825冶金复合管环焊缝为例对建立的评价方法进行验证。 结果通过使用建立的方法对L360/825双金属复合管环焊缝耐蚀性能进行评价,验证了评价方法有效可靠,评价结果显示L360/825双金属复合管环焊缝具有良好的耐蚀性能。 结论建立的评价方法可以直接应用于高酸性气田用双金属复合管的环焊缝耐蚀性能评价,为双金属复合管的现场应用提供依据。      

FRP—PVC复合管在润滑油输送管线上的应用

我们在睢宁泵站DKS750-55输油泵润滑油管线上首次采用不饱和树脂玻璃钢-聚氯乙烯管的复合管(以下简称FRP-PVC复合管)。该复合管完全满足润滑油管线的特定条件,大大延长了润滑油管线的使用寿命。 1 FRP-PVC复合管的结构及连接方式     

机械式复合管热载荷作用下的屈曲分析

为了防止复合管内管鼓包产生的失效失稳状况,通过有限元软件对规格为Φ219 mm×(14.3+3)mm机械式复合管的鼓包现象进行了屈曲分析。分析结果显示,复合管在内外管之间的气体压力和温度共同作用下会出现鼓包失效,且气体压力越大、加热温度越高、内管壁厚越薄、焊接间距越小,机械式复合管越容易发生鼓包现象。研究结果表明,径向载荷是导致机械式复合管鼓包的主要因素,因此可以通过控制其内外管之间的气体压力和使用温度降低复合管发生鼓包的概率,同时可以通过在复合管内添加焊点来提高其面内刚度,最终达到提高复合管抗鼓包能力的目的。     

自锁式油管泄油锚定器的研制与应用

油管泄油和锚定是有杆泵采油系统必不可少的配套设备，用来防止环境污染及提高抽油泵泵效。文章提出了一种自锁式油管泄油锚定器，将这2种传统上分离实现的功能有机地结合在一起，节约了材料成本。它利用油井油套压差自动推动轴向活塞上移撑开锚瓦，实现锚定。靠井口旋转油管实现泄油和解锚，锚定力大且具有锚定自锁功能，锚定、泄油和解锚可靠。该泄油锚定器采用液压阻尼机构有效防止下井过程中由高压水击等现象引起的中途锚定，采用压缩弹簧辅助解锚，采用单向下行锚瓦方便油管起出油井、防止因锚瓦不能内收而造成的油管起出困难，甚至油井大修。现场205井次的试验表明，自锁式油管泄油锚定器操作简便，施工容易，性能可靠。     

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海上油气田开发时基本上采用丛式定向井。近几年，随着钻井技术的进步和油田开发的需要，陆上油气田的定向开发井和侧钻弯曲井也在逐年增多。对这些定向井如何设计优化油管柱，包括优选油管尺寸、计算校核油管强度、确定油管选材等，尤其是油管柱在弯曲井段的受力状况分析、各种受力强度计算，已经成为困扰现场采油工程师而急待解决的技术难题。为此，文章通过油管尺寸对产量的敏感性分析，单级和多级管柱中油管尺寸优化原则、优化方法、管柱的经济性安全性探讨，以及油管柱在不同工况条件的定向井中受外挤、内压、轴向应力、弯曲附加应力等的分析和计算，给出了定向井中的油管尺寸优选、油管柱设计和强度计算校核方法，解决了定向井中的油管柱设计、校核技术难题。对海上油气田定向井和陆上侧钻弯曲井的油管选材、油管尺寸优化、油管柱设计起指导和参考作用。     

73．0mm×5．5mmJ55平式油管断裂和弯曲原因分析

某油井在修井作业过程中发生了1起油管断裂事故，在随后打捞过程中，1根油管又发生弯曲。为分析事故原因，进行了调查研究，对断裂油管和弯曲油管进行了宏观形貌分析和尺寸测量；对起下油管所用的吊卡磨损程度和尺寸进行了测量和分析；对油管材质进行了试验。调查研究和试验分析结果表明，油管材质符合标准要求，油管在下井过程中断裂和弯曲的原因主要是吊卡严重磨损后，油管接箍承载端面一侧滑入吊卡孔内，承受异常载荷所致。     

油管寿命的可靠性分析

油管的损坏是多种随机因素综合作用的结果，是造成抽油井检泵的主要原因之一。通过大庆油田采油一厂1986～1996年各井油管损坏的实际资料和数据以及现场统计调查，建立了3．5mm单根油管和油管柱的寿命统计模型，由此模型用数理统计方法对油管和油管柱的寿命分布规律进行了讨论，指出油管和油管柱的失效寿命分别服从威布尔分布和指数分布，得到了油管的失效规律。经程序计算可知，同种规格的油管柱寿命约为单根油管寿命的二分之一。     

连续油管卷绕弯曲寿命分析

连续油管工作寿命是短是影响连续油管作业成本的主要因素之一,以疲劳强度理论和塑性力学为基础,探讨连续油管在反复卷绕弯曲条件下的疲劳寿命问题,给出连续油管卷绕弯曲疲劳寿命计算方法,并讨论卷绕滚筒半径和油管尺寸对连续油管寿命的影响,分析表明,连续油管卷绕曲疲劳属于低周疲劳问题,疲劳寿命较短;改进边疆油管作业装置的结构,不同导向架是延长连续油管使用时间的有效途径。     

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。     

中国石油连续管作业技术进展及发展建议

中国石油连续管作业经过“十三五”持续攻关与示范推广,技术取得很大进步,作业量快速增长。在连续管径向钻井与侧钻、超深井及深部页岩/致密油气连续管作业、连续管定向喷砂射孔压裂、连续管悬挂完井与采油采气4个领域,连续管工艺技术与关键工具研究、装备研制与软件开发等方面均取得重要进展。依托连续管快速修井、连续管速度管柱与完井管柱、连续管储层改造与连续管测井测试4项主体工艺的示范推广,连续管作业量以每年递增22%的速度快速增长。随着油气开发向更深层、更长水平段发展,“十四五”期间连续管技术将面临一系列新的挑战,需进一步提升连续管装备水平与作业能力,加强全系列连续管作业技术的专项推广,推进技术共享服务平台和数字化智能化软件平台建设,为“稳油增气,提质增效”双重战略实施提供强有力的技术支持。     

连续管注入头现状及发展趋势

注入头是连续管装备的核心部件。介绍了连续管注入头的发展起源,并对现今连续管注入头的典型结构及工作原理进行了阐述。对注入头国内外发展现状进行了详细介绍,并对其发展趋势进行了总结。建议国内加大对连续管钻井装备,特别是钻井用注入头的研发力度,加快连续管装备国产化进程,为我国连续管钻井技术的快速发展创造有利条件。     

油管报废技术界限的探讨

在油田生产过程中,油管偏磨现象十分普遍。通过对油管的受力分析,校核偏磨油管的抗拉强度和抗疲劳强度。进行偏磨油管抗内压强度计算,确定油管发生偏磨后内径变化的极限值。为生产实践过程中油管的使用和管理提供可借鉴的技术参数。     

连续油管国家标准的编制和理解

目前连续油管在我国的研发和应用处于快速发展阶段,但相关标准的制订相对国外比较滞后,通过对国内外连续油管标准制订概况、连续油管服役工况及特点、连续油管国家标准主要内容的介绍,分析了连续油管国家标准与API SPEC 5ST的主要差异,为使用者正确理解连续油管产品和标准,更好实施连续油管国家标准提供一定的参考。