一种高钢级油井管制备工艺及其使用方法与流程

本发明涉及油井开采试验技术领域，具体为一种高钢级油井管制备工艺及其使用方法。

背景技术：

随着我国超高深、超高压油气井的开发，高钢级高强度油井管的需求逐步增多，使用性能优良的高钢级高性能油井管是保证油井质量的关键，由于高温、高压、腐蚀环境，对管子的质量要求很高，对高钢级油井管的性能进行全尺寸实物试验评价是保证工程用钢管质量的有效手段，对高钢级油井管的实物试验评价时，两端需要先与夹头连接，才能连接到试验设备上对于管子与夹头的连接方式有两种，一种是采用过渡接头，另一种是焊接夹头。过渡接头不仅加工性能要求高，而且在使用过程中易出现泄漏、断裂等失效，导致试验评价结果无效。虽然采用焊接夹头的形式，可以有效地解决这些问题，但焊接接头性能需达到以下要求：

1、焊缝和热影响区不能产生裂纹等焊接缺陷；

2、焊缝要有足够的强度，热影响区不能在焊接过程中产生明显软化；

3、焊缝和热影响区要有一定的韧性和疲劳强度，不能产生脆断和疲劳开裂。

因高钢级油井管的强度高，碳当量大，造成材料的可焊性较差，焊缝裂纹敏感性高，除此之外，夹头与油井管的化学成份、力学性能等方面有一定差异，属于异种材料的焊接，因此焊接方法及焊接工艺等的合理设计是试验实物待备能否成功的难点和关键点，因此，针对上述问题提出一种高钢级油井管制备工艺及其使用方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高钢级油井管制备工艺及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高钢级油井管制备工艺及其使用方法，包括以下步骤：

步骤1：从高钢级油井管道中截取4-5米的管道作为油井管试样管，对油井管试样管的管口进行打磨抛光，待使用；

步骤2：将油井管试样管的两端用车床加工成焊接坡口，同时油井管试样管两端的焊接坡口不留钝边；

步骤3：将两端试验夹头靠近油井管试样管的一侧外圈进行加工成焊接坡口，试验夹头的内圈留有柱体不进行加工操作，柱体的长度为10厘米；

步骤4：将两端试验夹头原理油井管试样管的一侧外端面加工成矩形螺纹，与试验设备连接。

优选的，包括以下工艺：

步骤1：选取的焊接机器人采用日本发那科公司m-200a型号机器人，配有起始点寻找电弧跟踪及多层多道等焊接软件；

步骤2：用熔化极气体保护焊接工艺，焊丝直径规格∮1.2～∮1.6mm；

步骤3：将组焊好的油井管试样管移位一焊接变位机上，变位机自动夹紧，焊枪对准焊缝中间，变位机旋转，开始按设定的动作对试验夹头和油井管试样管进行焊接定位。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，通过对焊接接头形式及焊接设备、焊接工艺方法改进，既保证了油井管试样制备的速度，更保证了油井管试样的质量，同时采用专用的焊接工艺，焊接参数可调用预置和存储的数据，焊接过程中机器人带电弧跟踪功能，降低因工件组对及加工误差产生的焊接缺陷，提高装置的实用性，焊接的焊缝和热影响区具有较高的强度，不会产生裂纹或者软化等缺陷。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明对比例结构示意图。

图中：1-试验夹头、2-油井管试样管、3-矩形螺纹、4-柱体。

具体实施方式

实施例：

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种高钢级油井管制备工艺及其使用方法，包括以下步骤：

步骤1：从高钢级油井管道中截取5米的管道作为油井管试样管2，对油井管试样管2的管口进行打磨抛光，待使用；

步骤2：将油井管试样管2的两端用车床加工成焊接坡口，同时油井管试样管2两端的焊接坡口不留钝边；

步骤3：将两端试验夹头1靠近油井管试样管2的一侧外圈进行加工成焊接坡口，试验夹头1的内圈留有柱体4不进行加工操作，柱体4的长度为10厘米，用以定位和焊缝垫层，这样易于保证焊缝焊接质量，并更适用于变更焊接方法；

步骤4：将两端试验夹头1原理油井管试样管2的一侧外端面加工成矩形螺纹，与试验设备连接。

包括以下工艺：

步骤1：选取的焊接机器人采用日本发那科公司m-200a型号机器人，配有起始点寻找电弧跟踪及多层多道等焊接软件；焊接变位机自制，控制系统与机器人相连，用以掌控工件的焊接速度；

步骤2：用熔化极气体保护焊接工艺，焊丝直径规格∮1.2～∮1.6mm，焊接参数可调用预置和存储的数据，焊接过程中机器人带电弧跟踪功能，降低因工件组对及加工误差产生的焊接缺陷；

步骤3：将组焊好的油井管试样管2移位一焊接变位机上，变位机自动夹紧，焊枪对准焊缝中间，变位机旋转，开始按设定的动作对试验夹头1和油井管试样管2进行焊接定位。

对比例：

请参阅图2，现有技术提供的一种技术方案：

现有一种高钢级油井管制备工艺及其使用方法，从高钢级油井管道中截取4-5米的管道作为油井管试样管2，对油井管试样管2的管口进行打磨抛光，待使用，将试验的油井管管材两端用车床加工成焊接坡口，将两件试验夹头靠近油井管试样管2的一端加工成坡口，和油井管试样管2焊接，将两端试验夹头1的另一端外部加工成矩形螺纹，与试验设备连接，操作时选用几种直径不同的低氢型焊条，分别进行打底焊、填充焊及盖面，操作过程中焊缝和热影响区不具有一定的韧性和疲劳强度，很可能会产生脆断和疲劳开裂。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。