焊接的盘绕管是现代石油和天然气操作中的重要组成部分,广泛用于井干,钻孔和维护。由于其连续的长度,强度和适应性,它已成为许多具有挑战性的现场条件的首选解决方案。但是,尽管其应用是众所周知的,但更少的人知道实际上是如何制作焊接的盘绕管。本文提供了整个制造过程的全面且易于访问的解释,从原材料选择到最终质量控制,可帮助您欣赏到每一项管道的精确度和技术。
在进行生产过程之前,重要的是要了解焊接的盘绕管是什么以及它重要的原因。盘绕的管本质上是一条长长的连续管道缠绕在卷轴上。与必须按截面加入的传统钻管不同,可以插入并从井中撤回盘绕管,而不会中断操作。这节省了时间并提高效率,尤其是在现场井中。
焊接的盘绕管 是通过取钢或合金的扁平条,将其塑造成管子,并使用焊接技术连接边缘。它不同于无缝卷曲的管道,该管子是由无接缝的固体坯料制成的。焊接管通常更经济地生产,可以以更长的连续长度制造,并且具有高度的尺寸柔韧性。
生产的第一阶段 焊接卷管管 是选择正确的原材料。通常,由于其出色的机械性能,耐腐蚀性和可焊性,因此使用高强度的低合金钢。在某些情况下,选择了抗腐蚀的合金(CRA),例如不锈钢或镍基合金,以用于更苛刻的酸气或海上井等苛刻的环境。
金属通常以线圈或扁平条的形式传递,有时称为Skelp。这种原材料的质量至关重要,因为成分或表面质量的任何缺陷都会影响成品管的性能和安全性。
在处理开始之前,该材料经过化学分析和机械测试,以确保其符合强度,韧性和耐腐蚀性所需的标准。
在原材料检查后,钢条进行了边缘准备。这涉及修剪边缘以确保它们光滑,正方形,并且没有毛刺或污染。适当的边缘制备对于下一步产生坚固且均匀的焊缝至关重要。
在许多现代设施中,也使用刷子,溶剂浴或血浆清洁清洁条带,以去除可能干扰焊接过程的任何油,污垢或氧化物层。确保清洁的表面可以更好地融合并最大程度地减少焊接缺陷的风险。
一旦准备就绪,它将进入一个成型磨坊,逐渐形成圆管。这是通过一系列滚筒将条带入圆形横截面的一系列滚筒完成的。需要精确控制此过程,以避免引入内部压力或畸形。
在这一点上,条带的边缘被汇总在一起,但尚未加入。现在,该管本质上是一个空心圆柱体,其长度狭窄的敞开的接缝沿其长度延伸。
下一步是焊接边缘以形成连续的压力接缝。大多数焊接的盘绕管是使用高频电阻焊接(ERW)产生的,将电流施加到边缘,将其加热到它们达到适当的温度以进行融合。然后将压力施加到不添加填充物材料的情况下将边缘锻造在一起。
有时使用的另一种方法是激光焊接,它提供精度和低热量输入,尤其是在较薄或更多的外来材料中。无论采用哪种方法,该目标都是一个一致的,无缺陷的焊缝,其机械性能等于或优于碱金属。
焊接后,通常对管进行热处理(在焊缝区域或整个长度)进行热处理,以减轻应力并恢复机械性能。
一旦焊接,就可以使用围巾工具去除内部和外部焊珠(焊接过程中略微抬起的接缝)。这样可以确保表面光滑,并有助于防止高速流体应用中的流动破坏或侵蚀。
在许多情况下,油管也被抛光或腌制以改善表面饰面并去除焊接过程中形成的任何氧化。这些步骤不仅可以改善外观,还有助于防止操作过程中的腐蚀。
现在,新焊接的油管进行冷工作(通常是冷的绘图或冷滚动),以完善其尺寸,提高强度并提高表面质量。在此过程中,将管道拉出或滚动通过模具,以达到所需的直径和壁厚。
冷工作使金属的谷物结构对齐,从而使油管具有更大的强度和抗疲劳性。它还提高了尺寸精度,这对于确保管道在压力下的性能良好并适当适合井眼设备至关重要。
根据所用钢的等级和所需的机械性能,管道可能会经过全身热处理,例如标准化,淬火和降温或缓解应力。这些处理恢复了在冷工作中损失的延展性,并确保整个管道长度的机械性能一致。
热处理在具有严格温度监测的受控炉中进行,以确保钢结构在不变脆的情况下发展所需的强度和韧性。
随着管道的近决形式,它进行了广泛的非破坏性测试,以确保质量和可靠性。常见测试包括:
超声测试:检测内部缺陷或壁厚不一致。
涡流测试:找到表面裂纹和焊接缺陷。
静液压测试:将管子加压加压以检查泄漏并确保压力阻力。
这些测试有助于捕获可能导致现场失败的缺陷。只有通过所有NDT检查的管道才能向前进行最终处理。
质量检查后,将管子置于大卷轴上。可以以超过30,000英尺的连续长度生产焊接的盘绕管,这是长水平井的理想选择。根据客户的特定要求测量,切割和延误管道。
此步骤还包括标记和记录批处理数据,以确保每个生产线圈的可追溯性。操作员可以访问详细的生产记录,包括检查和材料认证的结果。
在离开制造工厂之前,管道进行了最终检查。工人检查直率,表面饰面,均匀的壁厚和正确的盘绕。如果管道符合所有规格,则将其清洁,上限和安全包装进行运输。
适当的包装确保管道在运输过程中受到保护,并在到达工作现场后立即部署。
焊接盘管管的生产是一个复杂的多步骤过程,涉及仔细的材料选择,精确焊接,冷工作,热处理和彻底的测试。每个阶段必须严格控制以产生满足石油和天然气行业需求的高需求的管道。
现代制造技术和改进的质量控制使焊接的盘管成为许多应用的可靠且具有成本效益的选择。它的灵活性,长长的可用性和可自定义的设计使其非常适合从常规井服务到专门的离岸操作。
随着油田运营中对高效,高性能解决方案的需求不断增长,了解如何制作焊接的盘绕管,可以帮助操作员对其在现场的使用和可靠性做出更明智的决定。