專利名稱：：油田用氮氣傳壓筒外殼及其焊接方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種電弧焊接方法，進一步涉及一種油田用氮氣傳壓筒外殼及其焊接方法。
背景技術：
：氮氣傳壓筒是油田毛細管測壓系統(tǒng)的關鍵組成部分，是油田鉆井生產(chǎn)中的重要設備，位于油井的倒數(shù)第二節(jié)，其主要作用是將井下的壓力變化傳導至地面，使地面能及時掌控井下的壓力變力，以便采取應急措施，防止井噴事故的突然發(fā)生。特別是在海上平臺，由于工作面積小，一旦發(fā)生意外情況則將產(chǎn)生嚴重后果，其作用顯得更為重要。傳壓筒的工作條件惡劣，深度大，溫度高，井下氣體含硫化氫濃度較高，對傳壓筒抗腐蝕能力要求較高；長度近十米，無法進行理想的預熱和焊后熱處理；產(chǎn)品要求高，而石油套管壁厚只有6.5mm厚，焊接難度很高；由于其工作位置位于2000米以下區(qū)域，壓力變化較大，為了使傳壓筒能夠和油管的工作壽命一致，焊縫金屬的耐腐及機械性能達到生產(chǎn)管柱油管的性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種油田用氮氣傳壓筒外殼及其焊接方法。油田用氮氣傳壓筒外殼，包括底部錐形變徑，位于錐形變徑上部的柱形套筒，位于柱形套筒上部的上部變徑，位于上部變徑端面上的毛細管；上述底部錐形變徑與內(nèi)套管之間，底部錐形變徑與柱形套筒之間，柱形套筒與上部變徑之間，上部變徑與內(nèi)套管之間，上部變徑端面與毛細管之間，均采取焊接連接方式；所述底部錐形變徑、柱形套筒、上部變徑及毛細管材質(zhì)為13Cr不銹鋼。上述油田用氮氣傳壓筒外殼的焊接方法，具體實現(xiàn)過程如下(—)焊接順序在正式組裝前先對毛細管與上部變徑端面進行焊接；組裝好后再依次焊接上部變徑與內(nèi)套管之間的焊縫，上部變徑與柱形套筒之間的焊縫，柱形套筒與底部錐形變徑之間的焊縫，最后焊接底部錐形變徑與內(nèi)套管之間的焊縫；(二)焊材選擇焊縫金屬主要化學成份的重量百分比含量為Cr含量為10-20%，Mn含量為3-8X，F(xiàn)e含量為8-12%，其余金屬為Ni;(三)焊接工藝在焊接前和焊接過程中向管內(nèi)充氬氣，以防止焊縫金屬及熱影響區(qū)被氧化，降低其機械性能及耐腐蝕性能；所有焊縫都采用TIG焊接，以保障焊接質(zhì)量；采用小規(guī)范，多層多道焊接，以利用鎳基焊材的焊接回火特性，在焊接過程中提高焊縫金屬的綜合機械性能；選用WSM315脈沖逆變焊機，焊接電流為50-60安；由于管子太長，焊接每焊縫前，先將焊接區(qū)域用氧乙炔加熱到150度左右；焊后用加熱帶加熱到600度，然后緩冷。3作為進一步具體方案，上述焊材可以選擇美國萬能公司的MAGNA8N12焊材。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術的優(yōu)點在于(一)下部變徑表面設計成錐形，有助于減小下井時的阻力。(二)在焊接順序選擇上，本發(fā)明方案可以讓焊接應力充分得到釋放，有利于焊接的成功。(三)在焊接材料的選擇上，打破了常規(guī)焊接理論，沒有采用"低配合"的選材原則，而是選用了強度比母材要高很多的鎳基焊材來焊接。這樣選材主要有以下原因本發(fā)明所選的鎳基焊材具有良好的抗腐蝕性能，具有超強的抗裂紋能力以及優(yōu)異的低溫性能和高耐熱性。圖1是本發(fā)明結構示意圖。圖2是上部變徑處局部放大圖，圖中，①代表上部變徑端面與毛細管之間的焊縫，②代表上部變徑與內(nèi)套管之間的焊縫，③代表柱形套筒與上部變徑之間的焊縫；D代表上部變徑。圖3是底部錐形變徑處局部放大圖，圖中，④代表底部錐形變徑與柱形套筒之間的焊縫，⑤代表底部錐形變徑與內(nèi)套管之間的焊縫；E代表底部錐形變徑。圖4是本發(fā)明沿軸線方向的剖面示意圖。圖5是圖4在實施例1中的具體剖面圖。圖6是實施例1中上部變徑D的具體剖面圖。圖7是圖6的左視圖。圖8是實施例1中底部錐形變徑E的具體剖面圖。圖9是圖8的左視圖。具體實施例方式實施例1:如圖所示，油田用氮氣傳壓筒外殼，包括底部錐形變徑，位于錐形變徑上部的柱形套筒，位于柱形套筒上部的上部變徑，位于上部變徑端面上的毛細管；上述底部錐形變徑與內(nèi)套管之間，底部錐形變徑與柱形套筒之間，柱形套筒與上部變徑之間，上部變徑與內(nèi)套管之間，上部變徑端面與毛細管之間，均采取焊接連接方式；所述底部錐形變徑、柱形套筒、上部變徑及毛細管材質(zhì)為13Cr不銹鋼。上述油田用氮氣傳壓筒外殼的焊接方法，具體實現(xiàn)過程如下[OOSO](—)焊接順序在正式組裝前先對毛細管與上部變徑端面進行焊接；組裝好后再依次焊接上部變徑與內(nèi)套管之間的焊縫，上部變徑與柱形套筒之間的焊縫，柱形套筒與底部錐形變徑之間的焊縫，最后焊接底部錐形變徑與內(nèi)套管之間的焊縫；(三)焊材選擇選擇美國萬能公司的MAGNA8N12焊材。焊縫金屬主要化學成份的重量百分比含量為Cr含量為10-20%，Mn含量為3-8X，F(xiàn)e含量為8_12%，其余金屬為Ni。(三)焊接工藝在焊接前和焊接過程中向管內(nèi)充氬氣，以防止焊縫金屬及熱影響區(qū)被氧化，降低其機械性能及耐腐蝕性能；所有焊縫都采用TIG焊接，以保障焊接質(zhì)量；采用小規(guī)范，多層多道焊接，以利用MAGNA8N12焊材的焊接回火特性，在焊接過程中提高焊縫金屬的綜合機械性能；選用WSM315脈沖逆變焊機，焊接電流為50-60安；由于管子太長，焊接每焊縫前，現(xiàn)將焊接區(qū)域用氧乙炔加熱到150度左右；焊后用加熱帶加熱到600度，然后緩冷。焊縫接頭機械性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>接頭性能完全能夠滿足實際需要，焊接完成后進行水壓和氣壓檢測，即檢測壓力為打水壓60MPA穩(wěn)壓15分鐘，打氮氣氣壓60MPA，穩(wěn)壓15分鐘。權利要求油田用氮氣傳壓筒外殼，其特征在于，包括底部錐形變徑，位于錐形變徑上部的柱形套筒，位于柱形套筒上部的上部變徑，位于上部變徑端面上的毛細管；上述底部錐形變徑與內(nèi)套管之間，底部錐形變徑與柱形套筒之間，柱形套筒與上部變徑之間，上部變徑與內(nèi)套管之間，上部變徑端面與毛細管之間，均采取焊接連接方式；所述底部錐形變徑、柱形套筒、上部變徑及毛細管材質(zhì)為13Cr不銹鋼。2.權利要求1所述油田用氮氣傳壓筒外殼的焊接方法，其特征在于，(一)焊接順序在正式組裝前先對毛細管與上部變徑端面進行焊接；組裝好后再依次焊接上部變徑與內(nèi)套管之間的焊縫，上部變徑與柱形套筒之間的焊縫，柱形套筒與底部錐形變徑之間的焊縫，最后焊接底部錐形變徑與內(nèi)套管之間的焊縫；(二)焊材選擇焊縫金屬主要化學成份的重量百分比含量為Cr含量為10-20X，Mn含量為3_8%，F(xiàn)e含量為8-12%，其余金屬為Ni;(三)焊接工藝在焊接前和焊接過程中向管內(nèi)充氬氣，以防止焊縫金屬及熱影響區(qū)被氧化，降低其機械性能及耐腐蝕性能；所有焊縫都采用TIG焊接，以保障焊接質(zhì)量；采用小規(guī)范，多層多道焊接，以利用鎳基焊材的焊接回火特性，在焊接過程中提高焊縫金屬的綜合機械性能；選用WSM315脈沖逆變焊機，焊接電流為50-60安；由于管子太長，焊接每焊縫前，先將焊接區(qū)域用氧乙炔加熱到150度；焊后用加熱帶加熱到600度，然后緩冷。3.根據(jù)權利要求2所述油田用氮氣傳壓筒外殼的焊接方法，其特征在于，所述焊材選擇美國萬能公司的MAGNA8N12焊材。全文摘要本發(fā)明涉及一種油田用氮氣傳壓筒外殼及其焊接方法。油田用氮氣傳壓筒外殼，包括底部錐形堵頭，位于錐形堵頭上部的柱形套筒，位于柱形套筒上部的上部堵頭，位于上部堵頭端面上的毛細管。焊縫金屬主要化學成份Cr含量為10-20％，Mn含量為3-8％，F(xiàn)e含量為8-12％，其余金屬為Ni；選用WSM315脈沖逆變焊機，焊接電流為50-60安；先將焊接區(qū)域用氧乙炔加熱到150度；焊后用加熱帶加熱到600度，緩冷。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術的優(yōu)點在于下部堵頭表面設計成錐形，有助于減小下井時的阻力；讓焊接應力充分得到釋放，有利于焊接的成功。文檔編號B23K9/16GK101787881SQ20101000478公開日2010年7月28日申請日期2010年1月8日優(yōu)先權日2009年12月30日發(fā)明者于光源,曹富利,邊克勇申請人:天津市英源焊接技術有限公司