[發(fā)明專利]一種CT80鋼級連續(xù)油管對接焊的焊接方法及焊接接頭結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113172311B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設計）人: 李博鋒;劉云;鮮林云;周云;趙勇;王亮;宋紅兵;汪海濤;劉玉棟;王維亮;李鴻斌;趙博
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團有限公司;寶雞石油鋼管有限責任公司
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/235;B23K9/32
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 郭秉印

本發(fā)明屬于焊接技術領域，具體涉及一種CT80鋼級連續(xù)油管對接焊的焊接方法及焊接接頭結(jié)構(gòu)。所焊接的焊接接頭結(jié)構(gòu)包括對接環(huán)焊縫、對接環(huán)焊縫兩側(cè)設置的加強焊道I、加強焊道II。所述焊接方法，包括如下步驟：步驟1，管口內(nèi)外清理；步驟2，坡口加工；步驟3，組對；步驟4，焊接；步驟5，修磨。本發(fā)明通過在對接環(huán)焊縫兩側(cè)設置加強焊道，降低了連續(xù)油管焊接接頭熱影響在低周彎曲疲勞變形過程中應變集中度，從而提高焊接接頭疲勞循環(huán)壽命，增加了作業(yè)安全性。

技術領域

本發(fā)明屬于焊接技術領域，具體涉及一種CT80鋼級連續(xù)油管對接焊的焊接方法及焊接接頭結(jié)構(gòu)。

背景技術

連續(xù)油管是一種長度達幾百米至幾千米的管材，多為采用低碳微合金鋼制造的HFW焊管，纏繞在大直徑卷筒上運輸和使用。

作業(yè)過程中，連續(xù)油管經(jīng)牽引、拉直、彎曲和再次校直后，被下入井中，作為介質(zhì)輸送載體和工作管柱。作業(yè)后通過注入頭將連續(xù)油管由井下起出，重新纏繞在卷筒上。整個過程中連續(xù)油管承受低周彎曲疲勞載荷。當管體出現(xiàn)損傷時，需要采用環(huán)焊縫對接焊的方式進行修復。

目前，連續(xù)油管對接焊采用環(huán)焊縫對接焊的方式，文獻《Development of WeldingProcedure Specification for Girth Welds in Coiled Tubing》和API 5C8-2017《連續(xù)油管檢測與維護》標準中指出由于焊接熱循環(huán)導致熱影響區(qū)性能下降，使得在疲勞彎曲變形過程中熱影響區(qū)產(chǎn)生較大的應變集中，造成熱影響區(qū)附近過早的斷裂,降低了焊接頭疲勞壽命，傳統(tǒng)對接焊接頭疲勞壽命一般為管體疲勞壽命的25％-50％。采用本發(fā)明，通過在對接環(huán)焊縫熱影響區(qū)焊接加強焊道，使該區(qū)域在疲勞彎曲過程的應變集中度降低，從而顯著提高焊接頭疲勞壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種CT80鋼級連續(xù)油管對接焊的焊接方法及焊接接頭結(jié)構(gòu)，以降低連續(xù)油管焊接接頭在承受彎曲疲勞載荷時熱影響區(qū)的應變集中度，從而提高其疲勞循環(huán)壽命。

本發(fā)明的實現(xiàn)過程如下：

一種CT80鋼級連續(xù)油管對接焊的焊接方法，包括如下步驟：

步驟1，管口內(nèi)外清理：

采用直磨機、鋼絲刷、砂布清除需要對接的兩段連續(xù)油管的管口內(nèi)、外200mm范圍內(nèi)的雜物，露出金屬光澤；

步驟2，坡口加工：

采用坡口機在需要對接的連續(xù)油管管端加工單V型坡口，坡口角度為37°，鈍邊為1mm；

步驟3，組對：

將需要對接的兩段連續(xù)油管管口夾持在焊接工裝上，通過調(diào)節(jié)管口位置，使管口組對平直，并保留2.0～2.5mm間隙；

步驟4，焊接：

焊接方法為手工鎢極氬弧焊，焊接位置為5G全位置焊接，所述焊縫包括對接環(huán)焊縫、對接環(huán)焊縫兩側(cè)設置的加強焊道I、加強焊道II；

步驟5，修磨：

采用角磨機將對接環(huán)焊縫及加強焊道I、加強焊道II余高修磨至與連續(xù)油管母材平齊。

進一步，步驟4中，所用的焊接材料為ER50-6焊絲。

進一步，步驟5中，修磨時修磨方向與管體軸向平行，修磨后采用80目砂布沿管體軸向?qū)⑿弈ヌ幋蚰ス饣蚰ズ竽恳暀z查不得有明顯的磨痕。

進一步，步驟4所述焊接的具體過程：

步驟4.1，對接環(huán)焊縫的焊接：

采用單面焊雙面成形及多層多道焊方法進行焊接，控制焊道敷金屬層厚度不超過3mm；

步驟4.2，加強焊道I、加強焊道II的焊接：