异种金属摩擦焊油管接头性能分析

通过对 73.02 mm×5.51 mm的摩擦焊异种金属油管的理化性能及整管上/卸扣性能进行研究,分析了焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明,异种金属摩擦焊接方法是一种提高油管接头力学性能的有效连接方法,降低了油管加工难度和制造成本,提高了生产效率和产品质量。在异种金属摩擦焊焊缝横截面处,油管管体与外加厚短接呈良好的混合状态,两种金属形成了金属间化合物,使焊缝内部区域具有较高的硬度。同时由于外加厚短接与油管管体焊接形成塑性结合能有效提高焊缝的冲击性能,使焊缝冲击性能高于管体。油管在上/卸扣过程中,摩擦焊缝完好,螺纹接头无粘扣现象,表明异种金属摩擦焊油管接头具有良好的抗扭转能力且抗粘扣性能良好。     

空心抽油杆摩擦焊接头断裂失效分析

文章对断裂失效构件20CrMo＋35CrMo为材质的空心抽油杆摩擦焊接头进行了分析。结果表明，该失效的摩擦焊接头，由于在焊接中采用了弱工艺规范致使热影响区宽度过度，尤其是20CrMo一侧的焊接热影响区中存在较宽的正火软化区，从而降低了接头强度，成为构件的薄弱环节，是该抽油杆断裂失效的主要原因。     

摩擦焊接及形变热处理技术在外加厚油管修复中的应用

通过对外加厚油管的修复工艺展开分析,设计了摩擦焊接及形变热处理为关键技术的修复工艺,并且选择了系列修复设备和辅助设施。在此基础上以73.02 mm×5.5 mm规格油管为样品进行工程试验,检测了接头的微观组织和力学性能。结果表明,在一定的摩擦焊接参数条件下,73.02 mm×5.5 mm规格油管焊缝性能可达到API SPEC 5CT规定的力学性能要求。通过工程试验,认为该技术在油管修复上的应用是可行的,并且可以成为外加厚油管生产的一种新方法。     

报废油管的修复工艺研究

由于技术条件的限制,各采油厂采用的油管修复工艺各不相同,修复效果差别较大。为了优化油管修复工艺,对报废油管的修复工艺进行了分析与评价,并提出了一种新的油管修复工艺方案。新工艺采用报废油管加工成短节,短节一端锻压镦粗,然后与管体摩擦焊焊接,从而将普通平式油管变成外加厚油管。这种新的油管修复工艺,不仅可以充分利用报废的油管,降低修复成本;而且还提高了管端螺纹处的承载能力,大大延长了油管的使用寿命。     

钻杆摩擦焊接头的断裂失效与防断裂控制

论述了钻杆摩擦焊接头服役过程中容易发生的主要断裂失效事故的根源，摩擦焊接制造工艺系统中有关主要环节的防断裂控制，以及焊接接头断裂力学特性的评定，此外还对进一步开展钻杆摩擦焊接产砂安全可靠性研究提出了一些建议。     

钻杆摩擦焊形变热处理装置的设计与应用

针对钻杆摩擦焊形变热处理的工艺要求,在原摩擦焊机的基础上,改造摩擦焊机刹车机构,设计液-气雾化淬火装置和电控系统,使焊接接头区在摩擦焊剧烈加热后及时速冷淬火,达到形变与相变双重韧化的效果。在φ127mmG105石油钻杆的摩擦焊修复生产中,通过优化形变热处理参数,使接头的力学性能和显微组织均符合API Spec 7标准要求,焊缝冲击功为40～130J,达到或超过母材的水平,且生产工艺简单,工效高,大大节省了能源。     

CT110连续油管环焊工艺对焊接接头组织性能的影响

为了确保连续油管现场修复对接焊缝性能,提高连续油管的使用寿命,设计了两种CT110连续油管环焊对接工艺方案,并进行了焊接试验。采用金相组织分析、显微硬度测试、拉伸性能检测及疲劳试验等方法,分析了两种工艺方案下焊接接头的组织与力学性能。结果显示,两种工艺下所焊CT110连续油管焊接接头的焊缝及热影响区粗晶区组织均以铁素体和粒状贝氏体为主,显微硬度及抗拉强度相当,但工艺方案二所焊接头均匀变形能力更强,疲劳寿命相对提高92%。研究表明,采用工艺方案二将盖面层改为两道焊的工艺措施,能够降低因焊接热作用引起的热影响区回复与再结晶程度,提高焊接接头均匀变形能力,从而提高接头抗低周疲劳性能。     

CT90级连续油管激光焊对接接头的组织及性能研究

为了验证连续油管激光对接焊的可行性,使用IPG YLS-4000型光纤激光器对Φ38.1 mm CT90级连续油管进行了激光对接焊,并对对接接头的组织结构、力学性能、疲劳性能和耐腐蚀性进行了分析研究。结果表明,连续油管接头具有优异的抗疲劳性能,可达连续油管母材的72%(远高于氩弧焊制备的对接接头)。然而焊缝组织中大量出现的马氏体导致接头硬度偏高、耐蚀性下降的问题,还需进一步深入研究。     

SA516-Gr70钢焊接接头低温断裂阻力研究

采用CTOD试验方法,对SA516-Gr70低温钢窄间隙自动焊焊接接头不同区域、不同取样位置的低温CTOD断裂阻力曲线及其特征值进行了比较研究,结果表明,焊接接头中存在着明显的力学性能不均匀性;焊缝金属和熔合区的低温断裂韧性均优于母材金属;沿板厚方向,后焊区域的低温断裂韧性优于高于先焊区域。     

摩擦液柱成形及摩擦叠焊新技术综述

摩擦叠焊是一种新型材料固相连接技术,由英国焊接研究所于1992年发明。摩擦液柱成形(FHPP)是摩擦叠焊的基本单元成形过程。笔者对摩擦液柱成形机理、摩擦叠焊成形过程进行了阐述,并分别对国外摩擦液柱成形单元及摩擦叠焊焊缝组织性能的研究进行了分析。国外的研究表明,摩擦液柱成形及以其为成形单元的摩擦叠焊技术能够获得优质的焊接接头。摩擦叠焊作为一种新型摩擦焊接技术,具有许多其他摩擦焊接方法无法比拟的优点,尤其在水下及深水厚壁结构焊接修复方面具有独特的优势。     

抽油机油井油管断裂失效性质的判定

油管内壁载荷谱测定进一步明确了油管在工作状态下承受轴向位－拉交变载荷,其象一部在应力集中的齿根处。对油管断口进行也宏观和微以形貌分析。宏观上可明显观察到疲劳断口的裂纹扩展区的瞬断区;微观上的少数油管断口中观察到了典型的疲劳辉纹,在很多断口上观察到了疲劳台阶和二次裂纹。由此可以断定油管断口属疲劳断口,油管的断裂失效性质是疲劳断裂。     

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。     

Ф127 mm×9.19 mm G105钻杆断裂失效原因分析

某井在钻井作业时产生卡钻,在解卡操作过程中发生了127 mm×9.19 mm G105钻杆的断裂失效事故.通过对失效钻杆断口的宏观形貌分析、钻杆材质的一系列理化性能检测,以及钻井作业操作过程的综合分析,得出了钻杆失效的原因为解卡过程中钻杆接头与井壁岩石或沉砂发生摩擦磨损,产生的摩擦热达到了钻杆接头材料的相变温度,钻杆在...     

73.0mm×5.51mm J55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.     

抽油机井油管柱断裂失效特征分析

文章通过现场调查,分析了油管柱发生断裂的特点及油井工况对断裂的影响.油管断裂主要表现为螺纹断裂,断口位置在螺纹尾部.管柱各部位发生断裂的频率极不均衡,且井口第1根油管断裂发生率最高.油管螺纹断口的宏观和微观特征显示了这种断裂属于机械疲劳断裂.油管柱的断裂寿命分布有双峰特点,大量油管在很短的工作期间内发生了非正常断裂.油井的各种工况条件对油管柱的断裂会产生不同的影响.     

抽油机井油管断裂失效性质的判定

油管内壁载荷谱测定进一步明确了油管在工作状态下承受轴向拉 -拉交变载荷 ,其断裂部位全部在应力集中的齿根处。对油管断口进行了宏现和微观形貌分析。宏观上可明显观察到疲劳断口的裂纹扩展区和瞬断区 ;微观上在少数油管断口中观察到了典型的疲劳辉纹 ,在很多断口上观察到了疲劳台阶和二次裂纹。由此可以断定油管断口属疲劳断口 ,油管的断裂失效性质是疲劳断裂。     

抽油机井油管载荷及应力应变分析

将自制开发的新型载荷测试仪和模拟油管工况测试台,成功地用于油管载荷及应力应变的实测试验.在此基础上,应用大型有限元分析软件ANSYS,对油管在各种工况下的应力和应变进行了计算.结果表明,抽油机井油管受到的是拉-拉疲劳载荷,处于有阻尼强迫振动状态,是油管产生疲劳断裂的基本条件.最危险点在接头的第一啮合齿的齿根处,最大应力应变值一般均超过屈服极限.在正常工况下,尽管危险点应力应变水平很高,但是仍处于低弹性应变幅循环状态下,所以油管能较长期地在井内服役;当发生非正常工况时,油管内的最大应力应变幅可能达到强化段,在循环载荷作用下会产生较大的塑性应变幅,就会发生油管的疲劳断裂.     

牙哈7X-1井套管压力升高原因分析

针对牙哈7X-1井套管压力升高原因进行了系统调查研究。对井内起出的特殊螺纹接头油管逐根进行了检查,发现大多数油管接头扭矩台肩部位严重变形。认为油管接头严重变形的原因是上扣扭矩过大所致,油管接头变形之后已经失去密封。对封隔器断裂形貌和冲刷腐蚀形貌进行了分析,认为在射孔之后油管柱下部所连接的封隔器就已经断裂并失去密封。在投产初期套管压力就与油管压力接近,在投产后期套管压力高于油管压力,其主要原因是投产之前封隔器已经失效,油管柱多处接头已经变形并失去密封。     

空心抽油杆断裂失效分析

通过对断裂失效的空心抽油杆进行金相分析,认为该空心杆焊接质量低劣,存在接头与钢管焊接错位、摩擦加热不均匀、钢管一侧温度过高出现沿晶断裂以及焊缝断口上残留大量非金属夹杂物等问题,造成空心杆焊缝区强度下降,脆性增高,导致提前断裂。     

隔热油管的腐蚀断裂失效分析

分析了某采油厂作业时隔热油管腐蚀断裂失效的原因。分析结果表明:隔热油管的腐蚀断裂是由于隔热油管螺纹与接箍密封性不好,在注入液态CO2和热蒸汽的过程中存在外漏,形成腐蚀溶液造成的。由于在整个闷井阶段持续存在热蒸汽泄漏,在隔热油管表面形成了流动腐蚀液,从而产生腐蚀沟槽的形貌。为避免类似事故的发生,建议在隔热油管与接箍之间的连接螺纹处增加密封设计。