牛利華　魯雪皎

摘 要：連續(xù)油管成套設(shè)備能夠勝任多種油井作業(yè)，也叫萬能作業(yè)機(jī)，其中的主要部件連續(xù)油管也稱柔性管，是一種強(qiáng)度高、塑性好、抗腐蝕較強(qiáng)的焊接鋼管，單根長(zhǎng)度可達(dá)幾千米。連續(xù)油管在使用過程中，因操作不當(dāng)、母材損傷或井下受阻等各種原因，會(huì)發(fā)生油管斷裂或損壞的情況。對(duì)于作業(yè)時(shí)間不長(zhǎng)、尚可使用的連續(xù)油管，通過焊接修復(fù)使其繼續(xù)使用，可以大大降低生產(chǎn)成本。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間研究和作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)油管修復(fù)服務(wù)，我們積累了一些經(jīng)驗(yàn)。文章以NOV公司生產(chǎn)的連續(xù)油管QT-800為例，從焊接工藝規(guī)程、焊工資質(zhì)、修復(fù)技術(shù)、焊后檢測(cè)等方面進(jìn)行了全方位的探討，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

關(guān)鍵詞：連續(xù)油管；焊接工藝；焊工資質(zhì)；修復(fù)技術(shù)；焊后檢測(cè)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.031

近幾年來，中國(guó)連續(xù)油管業(yè)務(wù)快速成長(zhǎng)，受到國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注。2015年5月，國(guó)際連續(xù)油管協(xié)會(huì)（ICOTA）中國(guó)區(qū)設(shè)立了第7個(gè)分會(huì)。在國(guó)外，連續(xù)油管技術(shù)憑借效率高、應(yīng)用范圍廣、裝備操作集中、安全可靠，能夠適應(yīng)山地、高原、沙漠和海洋等多種環(huán)境，被廣泛應(yīng)用于修井、鉆井、完井、試油和集輸?shù)茸鳂I(yè)。連續(xù)油管在各種油氣藏鉆井項(xiàng)目中表現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)高效的特點(diǎn)，在欠平衡鉆井、定向水平井方面具有突出的優(yōu)勢(shì)。在國(guó)內(nèi)，連續(xù)油管能最大程度滿足頁巖氣開發(fā)、老油田改造的需求，已經(jīng)在不少地區(qū)成為常規(guī)的解決方法，連續(xù)鉆磨、分段壓裂、噴砂射孔等復(fù)雜工藝正在拓寬國(guó)內(nèi)連續(xù)油管的應(yīng)用領(lǐng)域。

連續(xù)油管斷裂后的修復(fù)，在國(guó)內(nèi)，仍是一項(xiàng)相當(dāng)具有技術(shù)含量的工作，要想得到好的效果，受以下五個(gè)方面的影響：（1）合格的焊接工藝規(guī)程指導(dǎo)；（2）具有資質(zhì)的焊工施焊；（3）合適的工裝、工具使斷裂的油管組對(duì)達(dá)到施焊條件；（4）焊后對(duì)焊縫的探傷確認(rèn)。

1 QT-800性能介紹

QT-800為NOV公司生產(chǎn)的低碳合金調(diào)質(zhì)鋼連續(xù)油管，應(yīng)用在我廠一款連續(xù)油管作業(yè)車上，其直徑為1”（25.4mm），壁厚為3mm，我們復(fù)檢了QT-800的化學(xué)成分及物理性能，原廠家材料性能見表1，復(fù)檢結(jié)果見表2。

2 焊接工藝規(guī)程

焊接工藝規(guī)程（WPS）是用于為焊工或焊接操作工按規(guī)范要求制造產(chǎn)品焊縫提供指導(dǎo)的書面文件，是保證合格焊縫的必要條件之一。形成一個(gè)合格的焊接工藝規(guī)程需要工藝評(píng)定記錄（PQR）來做支撐文件，而工藝評(píng)定記錄的形成，要根據(jù)母材材料性能及使用環(huán)境來確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。由于連續(xù)油管的特殊性，我們使用氬弧焊，采用焊絲AWS A5.18 ER70S-2進(jìn)行了焊接試驗(yàn)，對(duì)焊接試樣進(jìn)行了X射線探傷，對(duì)合格試樣進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)、彎曲（面彎和背完）試驗(yàn)、試壓等試驗(yàn)內(nèi)容，來確保制定合格的焊接工藝規(guī)程。

2.1 拉伸試驗(yàn)結(jié)果

由于連續(xù)油管為小直徑管，且壁厚較薄，按照《ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范》，其拉伸采用的全截面拉伸試樣，拉伸試驗(yàn)后兩個(gè)拉伸試樣從焊縫處斷裂，極限單位應(yīng)力分別為704MPa和735MPa。

2.2 彎曲試驗(yàn)結(jié)果

由于試樣壁厚為3mm，彎曲試驗(yàn)為2個(gè)面彎試樣，2個(gè)背彎試樣，彎曲角度為180度，彎曲試驗(yàn)合格。試驗(yàn)后試樣見圖1、圖2所示。

2.3 試壓試驗(yàn)結(jié)果

1QT-800油管最大工作壓力為70MPa，我們對(duì)焊接試樣進(jìn)行了70MP壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間為10-15Min，試驗(yàn)結(jié)果合格.

3 焊工資質(zhì)

一個(gè)合格的焊工，是保證成型焊縫合格的必要條件，焊工技能需經(jīng)過第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證內(nèi)容包括焊接方法、自動(dòng)化程度、接頭形式、是否具有襯墊、焊接母材等級(jí)、管徑大小、填充金屬等級(jí)、焊絲直徑大小、評(píng)定位置、立焊前進(jìn)方向、保護(hù)氣體和電流極性等。認(rèn)證形式需通過理論測(cè)試和操作測(cè)試，操作測(cè)試可通過對(duì)焊接試樣進(jìn)行射線探傷檢查或進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)。理論測(cè)試和操作測(cè)試合格后，方可取證。

連續(xù)油管的焊接，我廠焊工取得為資質(zhì)為全位置半自動(dòng)氬弧焊（GTAW），填充材料為ASME IX QW-432；填充厚度為8mm，接頭形式為V型坡口焊，不受襯墊限制等等.

4 修復(fù)技術(shù)

連續(xù)油管的成功修復(fù)，除了合適的焊接工藝規(guī)程以及具有資質(zhì)焊工焊接兩個(gè)必要條件以外，還需要選擇或創(chuàng)造合適的焊接環(huán)境，以及利用工裝、工具使連續(xù)油管達(dá)到可以施焊的焊接條件。

油管斷裂或損壞后，需要利用導(dǎo)管器將斷裂部分的油管導(dǎo)出。將導(dǎo)管器置于油管滾筒后方15～20m處，纏繞連續(xù)油管到導(dǎo)管器，通過工裝將兩段連續(xù)油管快速連接，連接時(shí)需取油管直段，彎曲段可切除，也可用液壓彎管機(jī)或?qū)Ｓ霉ぱb對(duì)連續(xù)油管進(jìn)行校直處理，兩段連續(xù)油管連接保證形成S型，在S型的中部進(jìn)行對(duì)接，工裝連接處形成一條直線，詳見圖3。

我們修復(fù)連續(xù)油管時(shí)，采用了一種專門的焊接組對(duì)工裝，見圖4.該工裝具有簡(jiǎn)單的校直校圓功能，并可以調(diào)節(jié)前后左右四個(gè)方向的位置，從而使連續(xù)油管快速具備施焊條件。

除了利用工裝快速組對(duì)以外，良好的焊接環(huán)境及焊前準(zhǔn)備是非常必要的。若在室外修復(fù)，在雨雪及大風(fēng)環(huán)境下是不允許施焊的，因?yàn)閻毫拥沫h(huán)境將導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生裂紋、氣孔等焊接缺陷；若在室內(nèi)修復(fù)連續(xù)油管，施焊時(shí)不得有穿堂風(fēng)。焊接前，需制備合格的焊接坡口，對(duì)于薄壁連續(xù)油管，我們可以在切除油管時(shí)使用切管器，一并制備好焊接坡口，我們要求坡口為 “V”型坡口，單邊坡口角度為30?～45?，鈍邊小于1mm；并且用拋光片清除焊縫周圍50MM左右的油、水、銹，使之本體露出金屬光澤。若油管曾使用過且是濕的，用紙巾堵在油管內(nèi)300mm以后的地方以防止水氣溢出。油管組對(duì)時(shí)，組對(duì)間隙應(yīng)小于1mm。滿足上述條件后，焊工可進(jìn)行施焊。

5 焊后檢測(cè)

焊后24小時(shí)，需對(duì)焊縫進(jìn)行目檢、表面磁粉探傷以及X射線探傷，以確保焊縫合格可以投入使用。目檢時(shí)，焊縫高度不得超過母材高度，以免使用時(shí)通過注入頭時(shí)困難，不得有氣孔、咬邊、焊瘤、凹陷、未熔合等缺陷；另外磁粉探傷表面不允許有裂紋；射線探傷不允許內(nèi)部有氣孔、夾渣、未焊透等缺陷，因?yàn)閮?nèi)部任何細(xì)小的缺陷將會(huì)導(dǎo)致使用時(shí)產(chǎn)生突發(fā)的損壞，射線探傷可按國(guó)家壓力容器Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。

6 結(jié)語

連續(xù)油管的成功修復(fù)，工藝指導(dǎo)、焊工技能、環(huán)境影響、工裝輔助和探傷確認(rèn)等個(gè)環(huán)節(jié)都很關(guān)鍵。通過修復(fù)后，連續(xù)油管雖然在使用壽命上有所下降，但相比更換而言，可大大降低生產(chǎn)成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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