油气田射孔枪管的修复特点及工艺(下)
<P> 3.4工艺操作要点</P><P> (1)焊接时，如在炎热的夏天，或环境温度≥30℃时，因枪管壁厚较薄(δ＜8mm)，结构简单，HAZ的冷却速度较慢，可以不进行预热，但必须采取缓冷和热处理措施。在冬天，焊接环境恶劣，熔池与母材间的温差大，焊接接头的冷却速度快，焊缝的裂纹和淬硬倾向严重，为防止冷裂纹的产生，需要采取预热措施，降低冷却速度，减小焊接应力作用，以保证焊接接头的组织和性能。考虑枪管的壁厚和结构的实际因素，可在(250～300)℃温度范围内对焊件进行预热，并采取缓冷和热处理措施。有条件时，最好把枪管放在长的热铁炉子上，待管子与炉子同热(250～300℃)后直接进行焊接.施焊时，室内不允许有穿堂风，以免加快冷却速度，促进热影响区高碳马氏体的生成和稳定，使脆性增加，产生裂纹。</P>
<P> (2)施焊时，为了防止烧穿，先用φ2.5 mm的E4315焊条打底，在不熄弧的情况下，沿堵板外径做直径逐渐缩小的划圆运条。为防止液化裂纹，焊层要平而薄，待填满弧坑再熄弧。当焊缝稍变黑，敲去熔渣，并用钢丝刷清理干净，在(250～300)℃的层间温度时，立即稍加大焊接电流，换用φ3.2 mm的E5015焊条，在略平爬坡处进行填充层焊接。为了保证电弧热量集中，减缓冷却速度，排除焊缝中的夹杂物和氢气孔，从理论上讲，应该采用较大的焊接线能量，但是，为了避免过热区奥氏体的过热和提高奥氏体的稳定性，并避免粗大的马氏体的形成，达到改善过热区的性能和减少过热区脆化的目的，合理地采用较小(＜1.5 kJ/mm)的焊接线能量，压短电弧，直线或"∞"形运条，焊肉要平而薄，一道压一道，同时，用锤子轻轻敲击管子，以减小内应力，避免裂纹的产生。在保证层间温度的同时，迅速焊接盖面层。起弧时，要与上道起弧点错开，运条至坡口边缘时，停留时间不要太长，以免电弧峰值温度烧损基体合金元素和提高焊接接头的熔合比，造成热影响区贫铬和焊缝的淬硬、裂纹倾向增大。焊接时应连续焊完。</P>
<P> (3)为了保证焊接质量，必须由持有锅炉压力容器和高压蒸汽管道焊接合格证书的焊工或高级焊工和技师施焊，并对试验和现场试用情况作详细记录，且备案保存。</P>
<P> 4焊后检验</P>
<P> (1)焊接完毕，经外观检查后，进行超声波探伤，无裂纹，再用试压机进行30 MPa水压试验，并保持30 min，无渗漏。</P>
<P> (2)根据设计要求对枪管进行100℃耐温和30 MPa耐压试验，其结果如表2所示。</P><P align=center>表2耐温耐压试验</P><CENTER><TABLE border=1><TBODY><TR><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>试验项目</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>温度t/℃</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>压力P/MPa</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>保持时间t/min</FONT></TD></TR><TR><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>设计要求</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>100（枪管无渗漏）</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>30（枪体无变形）</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>30</FONT></TD></TR><TR><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>试验结果</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>100（枪管无渗漏）</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>31（枪体无变形）</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>30</FONT></TD></TR></TBODY></TABLE></CENTER>
<P> (3)在井温50℃和井压10 MPa的模拟井上，采用单发装药量为37.7 g的SL52YD-1型射孔弹，总装弹数量32发，对枪管进行模拟井射孔试验，结果如表3所示。</P><P align=center>表3模拟井射孔试验</P><P align=center><TABLE style="WIDTH: 643px; HEIGHT: 82px" align=center border=1><TBODY><TR><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>试验项目</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>枪体射孔眼与盲孔对位率φ(%)</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>枪体外径最大膨胀z/mm</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>枪体孔眼单侧纵向最大裂缝长a/mm</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>非孔眼裂缝情况</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>枪体横向裂、断情况</FONT></TD></TR><TR><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>标准或设计要求</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>≥85</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>≤ 5</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>≤40</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>无裂缝</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>无裂、断</FONT></TD></TR><TR><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>试验结果</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>100</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>5</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>0</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>无裂缝</FONT></TD><TD align=middle><FONT face=宋体 size=3>无裂、断</FONT></TD></TR></TBODY></TABLE>
</P><P> 5结 论</P>
<P> (1)采用上述工艺进行焊接修复的枪管，经耐温耐压和模拟井射孔试验，其质量完全达到设计要求指标，证明本修复工艺是切实可行的。</P>
<P> (2)按照上述修复工艺，我们对近300 m的报废枪管进行了焊接修复，并先后全部投入油气井射孔作业生产，使用效果良好，且重复利用至少可达2次(受枪体外径最大膨胀值的制约)，我局每年射孔枪管消耗超过千米，其经济效益相当可观。</P>
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