La tubería de perforación petrolera se fabrica conectando la unión de la tubería de perforación y el cuerpo de la varilla, tras su fabricación por separado. Si bien la tecnología de soldadura por fricción se ha aplicado con éxito a la soldadura de tuberías de perforación, aún existen defectos en el proceso de soldadura, como dislocación de soldadura, rebabas en la pared exterior y una estructura gruesa en la zona de soldadura. Ante las deficiencias de la soldadura por fricción de tuberías de perforación, se realizó la conexión mediante soldadura por difusión de fase líquida de transición (TLP) en condiciones atmosféricas con protección de gas Ar, obteniendo una unión con una estructura y un rendimiento óptimos, lo cual es crucial para promover la aplicación de la tecnología de soldadura por difusión en la industria petrolera.
Primero, materiales de prueba
La prueba utiliza un cuerpo y una junta de tubería de perforación de 127 mm x 10 mm, fabricados con 35CrMo. La capa intermedia es una lámina amorfa de hierro-níquel FeNi-CrSi-B, con un punto de fusión de 1050 a 1100 °C y un espesor de 25 μm.
En segundo lugar, el equipo de soldadura.
El equipo especial de soldadura por difusión para tuberías de perforación se compone principalmente de una fuente de alimentación de media frecuencia, un calentador de inducción, un sistema de sujeción e hidráulico, un sistema de refrigeración, un sistema de protección y un sistema de control. El calentador de inducción es un sistema de una sola vuelta con una división superior e inferior, con un canal de agua de refrigeración en el interior y un circuito de gas protector en el exterior. Integra agua, electricidad y gas, es fácil de operar y facilita la instalación y el desmontaje de piezas de trabajo. El sistema hidráulico proporciona la fuerza de sujeción y la fuerza superior para lograr la fijación y la presión de soldadura de la pieza de trabajo. El sistema de control adopta un módulo PLC+PRC y configura los parámetros del proceso a través de la pantalla táctil para facilitar la comunicación hombre-máquina. El sistema de refrigeración consta de un tanque de agua, una bomba de agua, un disipador de calor y un ventilador, y enfría el accesorio, el calentador de inducción y el sistema hidráulico mediante agua circulante.
En tercer lugar, el proceso de soldadura por difusión.
① Al girar la unión de la varilla de perforación y la cara del extremo de la varilla, la rugosidad promedio es Ra6.3um.
② Encienda el calentador de inducción y levante el mandril del bastidor en C y el pórtico. La unión de la varilla de perforación se instala en el asiento de posicionamiento del bastidor en C. El interruptor de recorrido controla el bastidor en C para que se mueva hasta que el extremo de la unión a soldar se encuentre en el centro del calentador de inducción. El cuerpo de la varilla de perforación se carga desde el lado derecho y se sujeta cuando los dos extremos de soldadura entran en contacto. Ajuste el asiento de posicionamiento del bastidor en C para corregir la desalineación.
③Ejecute el marco en forma de C para separar las dos caras del extremo a soldar, coloque la lámina de aleación de capa intermedia Fe-Ni-Cr-Si-B con la misma forma que la cara del extremo de soldadura en las dos caras del extremo a soldar, empuje el marco en forma de C hacia el marco superior y presione la lámina de aleación de capa intermedia.
④ Cierre el calentador de inducción, conecte el termómetro de fibra óptica, active el agua de refrigeración y la protección AR, configure los parámetros de soldadura y postratamiento térmico en la pantalla táctil y ejecute el programa de soldadura mediante PLC + PRC. La soldadura por difusión de la tubería de perforación se realiza con los siguientes parámetros de proceso: temperatura de calentamiento de 1215 °C, tiempo de aislamiento de 4 min y presión de 9 MPa. Temperatura de calentamiento post-soldadura de 650 °C y revenido del aislamiento de 5 min.
5. Una vez finalizado el programa de soldadura, encienda el calentador de inducción y levante el mandril del marco en C y el pórtico. Tras la soldadura, el tubo de perforación se descarga desde el lado derecho mediante el mecanismo de descarga, y el marco en C regresa al lado izquierdo, finalizando así la soldadura.
En cuarto lugar, el análisis conjunto
Se realizaron pruebas de tracción y flexión en la muestra post-soldadura. La tubería de perforación se suelda mediante el proceso de soldadura por difusión en fase líquida de transición. La deformación de la unión es mínima, no se producen rebabas durante la soldadura por fricción y la soldadura presenta una excelente calidad. Durante la prueba de tracción, la unión se rompió en el material base. La resistencia de la unión soldada por difusión fue superior a la del material base. Durante la prueba de flexión, la unión no se rompió después de un doblado frontal y posterior de 180″. La unión presentó buena plasticidad.
Hora de publicación: 08-abr-2025