Ống khoan dầu khí được chế tạo bằng cách nối mối nối ống khoan và thân thanh sau khi chúng được chế tạo riêng biệt. Mặc dù công nghệ hàn ma sát đã được ứng dụng thành công trong hàn ống khoan, nhưng quá trình hàn thực tế vẫn còn một số khuyết điểm, chẳng hạn như mối hàn bị lệch, cháy xém thành ngoài và kết cấu thô tại khu vực hàn. Do những hạn chế trong hàn ma sát ống khoan, mối nối ống khoan bằng phương pháp hàn khuếch tán pha lỏng chuyển tiếp (TLP) trong điều kiện khí quyển có bảo vệ bằng khí Ar đã đạt được kết nối có cấu trúc và hiệu suất đạt yêu cầu, điều này có ý nghĩa nhất định trong việc thúc đẩy ứng dụng công nghệ hàn khuếch tán trong ngành dầu khí.
Đầu tiên, vật liệu thử nghiệm
Thử nghiệm sử dụng thân ống khoan và mối nối ống khoan 127mm x 10mm, vật liệu là 35CrMo. Lớp trung gian sử dụng là lá kim loại vô định hình gốc sắt-niken FeNi-CrSi-B, nhiệt độ nóng chảy 1050~1100℃, độ dày 25μm.
Thứ hai, thiết bị hàn
Thiết bị hàn khuếch tán chuyên dụng cho ống khoan chủ yếu bao gồm nguồn điện tần số trung bình và bộ gia nhiệt cảm ứng, kẹp và thủy lực, hệ thống làm mát, hệ thống bảo vệ và hệ thống điều khiển. Bộ gia nhiệt cảm ứng là bộ chia trên và dưới một vòng quay, có kênh nước làm mát bên trong và mạch khí bảo vệ bên ngoài. Nó tích hợp nước, điện và khí, dễ vận hành và thuận tiện cho việc lắp đặt và tháo dỡ phôi. Hệ thống thủy lực cung cấp lực kẹp và lực trên để đạt được áp suất cố định và hàn của phôi. Hệ thống điều khiển sử dụng mô-đun PLC + PRC và thiết lập các thông số quy trình thông qua màn hình cảm ứng để thực hiện đối thoại giao diện người-máy. Hệ thống làm mát bao gồm bể chứa nước, bơm nước, bộ tản nhiệt và quạt, và làm mát đồ gá, bộ gia nhiệt cảm ứng và hệ thống thủy lực thông qua nước tuần hoàn.
Thứ ba, quá trình hàn khuếch tán
① Quay mối nối thanh khoan và mặt đầu thanh, độ nhám trung bình là Ra6.3um.
② Bật bộ gia nhiệt cảm ứng, nhấc mâm cặp lên khung chữ C và cổng trục. Khớp nối thanh khoan được lắp đặt trên ghế định vị khung chữ C. Công tắc hành trình điều khiển khung chữ C chạy cho đến khi mặt cuối của mối hàn nằm ở trung tâm của bộ gia nhiệt cảm ứng. Thân thanh khoan được nạp từ phía bên phải, và thân thanh được kẹp chặt khi hai mặt đầu hàn tiếp xúc. Điều chỉnh ghế định vị trên khung chữ C để điều chỉnh độ lệch.
③Chạy khung hình chữ C để tách hai mặt đầu cần hàn, đặt lá hợp kim lớp trung gian Fe-Ni-Cr-Si-B có cùng hình dạng với mặt đầu hàn lên hai mặt đầu cần hàn, đẩy khung hình chữ C trở lại khung trên cùng và ấn lá hợp kim lớp trung gian.
④Đóng bộ gia nhiệt cảm ứng, kết nối nhiệt kế sợi quang, bật hệ thống nước làm mát và bảo vệ khí Ar, cài đặt thông số hàn và thông số xử lý nhiệt sau trên màn hình cảm ứng, chạy chương trình hàn thông qua PLC + PRC. Hàn khuếch tán ống khoan được thực hiện theo các thông số quy trình: nhiệt độ gia nhiệt 1215℃, thời gian cách nhiệt 4 phút, áp suất 9 MPa. Nhiệt độ gia nhiệt sau hàn 650℃, thời gian ram cách nhiệt 5 phút.
⑤Sau khi hoàn tất chương trình hàn, bật bộ gia nhiệt cảm ứng, nâng mâm cặp lên khung chữ C và cổng trục. Sau khi hàn, ống khoan được dỡ tải từ bên phải thông qua cơ cấu dỡ tải, khung chữ C trở về bên trái, hoàn tất quá trình hàn.
Thứ tư, phân tích chung
Tiến hành thử nghiệm kéo và uốn trên mẫu sau khi hàn. Ống khoan được hàn bằng quy trình hàn khuếch tán pha lỏng chuyển tiếp, biến dạng mối hàn nhỏ, không có tia lửa điện tại mối hàn trong quá trình hàn ma sát, mối hàn đẹp. Trong quá trình thử nghiệm kéo, mối hàn trên vật liệu gốc bị gãy. Độ bền của mối hàn khuếch tán cao hơn vật liệu gốc. Trong quá trình thử nghiệm uốn, mối hàn không bị gãy sau khi uốn mặt và mặt sau 180 inch. Mối hàn có độ dẻo tốt.
Thời gian đăng: 08-04-2025