连续管管-管对接打底焊试验研究

打底焊对连续管管-管对接焊缝的内成型起着决定性作用,打底焊质量是整个焊缝成型及性能优劣的基础。对直径25.4~50.8 mm,壁厚在2.11~4.44 mm的连续管在其他参数不变的条件下,通过单参数变化,进行了焊接电流、坡口形式及壁厚尺寸对焊缝成型质量的影响规律进行试验研究。结果表明,当壁厚小于3.5 mm时,采用V形坡口焊接,可获得平整的内成型;对于壁厚大于3.5 mm的连续管打底焊时,采用V形坡口很难获得平整的内成型,需采用U形坡口。     

连续管全位置自动对接焊工艺和接头性能研究

为了进一步提高连续管在油田现场的使用价值和经济效益,设计了一种连续管全位置自动对接焊(自动TIG焊)工艺。采用该焊接工艺对Φ38.1 mm×3.4 mm规格CT80连续管进行了管-管对接焊,并对其焊接接头的强度、塑性、硬度及疲劳寿命进行了检测。检测结果表明,采用该焊接工艺获得的连续管管-管对焊接头,其内外焊缝成形良好,具有优良的强塑性和抗弯曲变形能力,具有较高的疲劳寿命,能满足作业现场的使用要求。     

连续管对口焊接技术及现场应用

连续管焊接接头不仅要求具有较高的强度,而且必须有好的塑性和耐蚀性。在介绍连续管焊接方法、焊接设备及焊接程序的基础上,对连续管对口焊接关键点进行了分析,包括焊条匹配选择、焊缝与连续管本体强度匹配控制、焊接成型控制和焊口与管体综合性能一致性控制。结合LN201井失效落井的50.8 mm连续管,采用焊条低组配、窄对口、小间隙及钨极氩弧焊接工艺实施焊接,并对形成的焊缝进行了探伤检测、弯曲检测和挂重拉力检测。探伤显示焊缝无弧坑、无表面气孔和电弧擦伤;弯曲检验显示焊缝2次通过注入头、鹅颈管,无异常现象。     

海洋平台桩管预制对接自动焊技术应用研究

海洋平台桩管的焊接一直采用手工焊，焊接效率低，劳动强度大，作业环境恶劣，针对这一情况。深入分析了桩管对接预制施工条件和技术要求．提出了将自动焊专用设备应用于海洋平台的桩管焊接。文章介绍了自动焊设备的组成、在桩管预制现场应用的准备工作及自动焊实施情况。应用结果表明，该自动焊设备能够满足桩管预制现场的焊接技术要求，技术先进适用，焊接效率高，速度快，成本低。     

海洋平台桩管自动焊技术研究

海洋平台现场安装由于质量要求高、施工环境恶劣,实现自动化焊接难度大,长期以来,我国乃至世界上对平台导管架与桩管的连接一直采用焊条电弧焊,焊接效率低,工人劳动强度大,是影响工程进度的瓶颈之一.中国石油集团工程技术研究院结合海洋平台的施工特点和技术要求,以自保护药芯焊丝焊接方法为基础,研究开发出专用的自动横焊成套设备及其焊接工艺.文章介绍了桩管自动焊设备的主要系统结构以及EH-36钢自动焊焊接材料的选择、焊接工艺参数的匹配和在海上工程现场焊接的应用情况.     

管-板自动焊设备的研制

介绍了焊接管子与管板角接环焊缝所采用的管-板自动焊设备的结构、组成和工作原理。该设备在锅炉、蒸馏器和冷凝器等换热器的管子与管板焊接中取得了良好的应用效果,是一种符合中国国情的管-板自动焊设备。     

高强度CT110连续管环焊对接工艺

为了满足连续管在超长水平井中的作业需求,延长连续管使用寿命,解决连续管下入深度不足的问题,针对CT110钢级Φ50.8 mm×4.0 mm连续管,设计了合理的环焊对接工艺,并进行了焊接接头的检测评价。结果表明,该工艺下焊接接头的强度可达835 MPa以上,疲劳寿命达到母材的36%～50%,并具有良好的塑性及抗内压等力学性能,可满足现场施工需要。现场采用该焊接工艺,将两盘长度为4 500 m、规格为Φ50.8 mm×4.0 mm的CT110连续管进行对接后在长庆油田某井中完成了水平井通洗井作业和首段射孔作业,均取得了良好的效果。     

锥形连续管技术

锥形连续管技术是近几年从连续管应用中发展起来的一项创新技术,该技术能使连续管具有变外径、变壁厚和不同的强度等级,减小整个管柱在长度上的张力,可以满足深井、超深井作业深度,提高连续管使用寿命.介绍了国外锥形连续管系统及其加工制造工艺.     

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。     

连续油管对接焊残余应力场分析

基于ABAQUS有限元模拟软件对CT90钢级Φ38.1 mm×2.7 mm连续油管焊接接头的残余应力进行模拟,建立了连续油管对接焊有限元模型,得到了连续油管对接焊时焊缝处残余应力分布规律。结果显示,随着热源的移动,温度降低,残余应力增加,期间周向出现了最大残余拉应力405.7 MPa,轴向出现了最大残余压应力195.7 MPa;冷却后,最大残余应力主要集中在焊缝处,并沿着垂直于焊缝方向逐步递减。试验结果对连续油管后续消除对接焊残余应力提供了理论依据。     

连续管焊接工艺及接头性能研究

根据连续管结构特点开发了专用工装及优化的焊接工艺,并对焊接接头的强度、塑性、硬度、耐腐蚀性能进行了研究.结果表明,连续管对接接头的热影响区中总存在不同程度的软化,该软化区的存在使得接头断裂于焊缝附近,同时接头的强度降低.采用专门开发的水冷焊接工艺可以明显改善软化程度,接头强度下降幅度降低.接头的弯曲、压扁试验结果表明焊接接头具有良好的变形能力.在28％HCl模拟溶液中焊接接头的腐蚀速度很快,由于材质的不同及结构特点的影响,焊缝的腐蚀速度明显高于母材及热影响区.     

LGC230型连续油管作业车研制

进口连续油管作业设备价格昂贵,配件服务跟不上,不能满足国内油田作业需求。为缓解目前国内设备少和作业需求多的矛盾,提高我国连续油管工艺水平,研制了LGC230型连续油管作业车。该作业车为车载式结构,采用主辅车布置方式,配备大提升力注入头、大容量油管滚筒、数据采集系统及油管井口防碰装置。具有移运性能好、提升下入能力大、油管容量大、作业井深深、操作集中方便、防喷能力强、作业安全可靠等优点。现场应用表明,该设备能满足江汉油田和周边中、深井连续油管作业要求。     

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。     

连续油管发展现状与趋势

从连续油管的材料、制造技术及作业技术等方面概述了连续油管的发展和应用情况,重点分析了TMCP态超高强度连续油管、调质型连续油管、耐腐蚀连续油管的技术发展趋势。分析指出,连续油管的市场前景良好,并且随着油气的深入开采和井况的日益复杂,从而对连续油管的规格及性能提出了更高要求;当前主要形成高强度低合金钢系列的连续油管,并出现了高耐蚀合金、复合材质以及调质型等多个系列的发展方向;未来连续油管的规格将向更大直径和长度的方向发展,性能向更高强度、更长疲劳寿命和更优耐蚀性方向发展,同时将更加关注产品的经济性及可制造性。     

连续油管钻机现状和发展趋势

在总结连续油管钻井发展历程的基础上,对常规连续油管钻机、复合连续油管钻机和连续油管旋转钻机的结构形式和工作原理进行了介绍,并对连续油管钻机的发展趋势进行了分析。分析认为,连续油管钻井技术能实现安全、高效、低成本开发油气藏的目的,具备易于实现自动化和智能化等优点,体现了国际石油钻井技术发展的总趋势。预测连续油管钻机将成为21世纪的主要钻井装备。     

复合材料连续管设计技术研究

综合分析了国外复合连续管技术现状,并根据连续管钻井工况要求,设计了一种由内衬层、结构层和外保护层组成的三层结构复合材料连续管:内衬层采用改性聚偏氟乙烯或聚氨酯连续拉挤成型,耐腐蚀,耐磨损,防渗漏;结构层采用高强玻璃纤维为增强体,改性酚醛或聚醚酮为粘结树脂,通过连续编织拉挤成型,能承受管体轴向拉力及压力、内压和扭矩;外保护层采用改性聚四氟乙烯微粒或聚酰胺微粒增强聚氨酯注射成型,耐磨损,耐腐蚀。采用ANSYS有限元软件对结构层进行了强度分析,结果表明,采用高强度玻璃纤维和改性树脂通过连续编织拉挤成型工艺制备复合材料连续管结构层是可行的。      

国外连续油管作业机的最新进展

随着连续油管应用领域的不断拓展,连续油管正朝着管径更大、长度更长的方向发展,这就要求连续油管作业机能够适应大尺寸连续油管作业的要求。为此进行了一系列改进研究,包括采用升降式滚筒设计、采用四驱式连续油管注入头、采用控制更为先进的电气化控制室和更为先进的连续油管对接技术。介绍了这些关键部份的功能和最新研究进展。     

连续油管在水平管中的应用

连续油管在垂直井中的应用十分广泛 ,但在水平管、水平井、大斜度定向井中的应用还较少。从连续油管在水平管中的受力分析入手 ,建立数学模型 ,推导计算公式 ,并将计算结果应用于现场 ,通过现场应用的良好效果 ,证实了该技术的可行性 ,为工程技术人员提供了计算依据 ,同时使连续油管的使用更加广泛深入