一种油气田开发用新型双金属复合管

为解决含腐蚀性介质油气田开发过程中的腐蚀问题,降低开发成本,设计了一种新型双金属复合管结构并提出其制造技术方案,该技术可以有效地解决双金属复合管在油田现场使用时的螺纹连接和焊接难题。设计的新型双金属复合管,使油田现场使用的螺纹连接或焊接变为同种材料的连接,结构简单,操作容易,可靠性高,容易实现机械化、自动化和批量生产。

双金属复合钢管界面及焊缝的微观结构

通过金相分析、微区成份分析、宏观和微观断口分析,主要研究钎焊层和焊鏠区的微观结构及其对复合钢管工艺性能和使用性能的影响。研究结果表明,镍基钎焊层通过扩散形成界面,实现了完全的冶金结合。组成复合钢管的各层以及焊鏠金属的力学性能相近,变形均匀,保证了复合钢管的可焊性和强韧性。铜钎焊复合钢管由于高温铜脆而引发焊接裂纹,且其钎焊层硬度明显高于基层和复层,导致层间剪切及沿界面发生分层脱离,固该铜基合金不宜做复合钢管钎焊料。

高抗腐蚀高速激光熔覆冶金复合管的开发和性能评价

通过高速激光熔覆技术制备了一种油气开采用高抗腐蚀双金属冶金复合管.评价了该复合管的界面结合情况、力学性能和抗腐蚀性能.通过高速激光熔覆技术在C110抗硫管内壁熔覆镍基合金制得的双金属冶金复合管既能发挥基管刚性支撑的作用,又可通过熔覆层起到防腐的效果.通过压扁试验证明了高速激光熔覆技术可以使复合管实现冶金结合.熔覆后复合管的力学性能仍能满足API Spec 5CT标准要求.在NACE标准工况和模拟国内某油田实际工况条件下对复合管试样进行应力腐蚀开裂试验,发现试样均未发生应力腐蚀开裂.该复合管可以用于含H_(2)S、CO_(2)等腐蚀介质的油气开采.

复合海管半自动焊接技术

海洋石油海底管线是将油气从海洋平台输送至陆地的主要途径,而管线内油气含高温、高压、酸性腐蚀介质严重威胁管线安全。双金属复合海管由于耐腐蚀和成本低的特性,成为海底管线的更优选择,其施工关键技术一直被国外公司垄断。我国首条双金属复合海管崖城13-4项目位于南中国海,全长22.5 km,输送油气含高温、高压、酸性CO2、H2S腐蚀介质,海油工程公司自主开发的双金属复合海管海上铺设关键技术成功打破国外技术垄断,填补国内技术空白,提升我国海洋工程施工核心技术实力,保证石油安全,对降低海底管线综合成本具有重要意义。

双金属复合管热挤压过程数值模拟

利用DEFORM-3D软件模拟了双金属复合管热挤压成形过程,分析了变形体内应力、应变的分布和大小及其与挤压温度、模具温度的对应关系.确定了最佳挤压温度在1150~1200℃;挤压前对模具进行预热有利于挤压过程的顺利进行;采用异温挤压时变形体内最大等效应力差减小,缩小了内外层金属的塑性流动差异,减小了压头、压尾的比例,有利于提高成材率.通过实际生产验证,模拟热挤压过程的计算结果与实测结果有较好的一致性.

斜轧穿孔试制双金属复合管

采用斜轧穿孔工艺试制了双金属复合管,主要工艺流程包括模铸法浇注复合铸锭、锻造复合铸锭、斜轧穿孔双金属复合管,并通过低倍、SEM及组织分析,发现复合层实现了良好的冶金结合,该工艺可在现有的常规无缝钢管穿孔机上实施,不需要投入新设备。