[发明专利]V150钢级油井管全尺寸实物试验试样制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及油井管焊接领域，特别涉及一种V150钢级油井管全尺寸实物试验试样制备方法。

背景技术

V150钢级油井管具有超高强度，能够满足深井、超深井油气田开发以及复杂地质条件油气田开发的需求，可为石油工业带来巨大的经济效益。油井管的质量直接关系油田开发的安全，因此，V150油井管在使用之前，需要对其性能进行全尺寸实物试验评价，从而保证深井、超深井油气田开发安全，避免人身伤亡和财产损失。

进行油井管的全尺寸实物试验评价时，需要制备油井管全尺寸实物试验试样。目前，全尺寸实物试验试样的制备方法是将油井管两端与特定的辅棒进行连接，通过辅棒将油井管连接到试验设备上。在油井管与辅棒连接方式中，焊接方式由于密封性能优良、安全可靠等成为一种常用的连接方式。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

V150油井管为高钢级材料，试验辅棒为30CrMo材料，油井管和试验辅棒成分、冶金性能相差很大，焊接性差。采用现有技术焊接V150油井管与30CrMo辅棒时，形成的焊接接头强度、韧性和疲劳强度等性能均不能满足V150油井管的要求，进行V150钢级油井管全尺寸实物试验时，焊缝产生脆断和疲劳断裂，使V150钢级油井管全尺寸实物试验评价不能顺利进行。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种V150钢级油井管全尺寸实物试验试样制备方法，使V150油井管焊接接头性能能够满足V150油井管全尺寸实物试验的要求。

一种V150钢级油井管全尺寸实物试验试样制备方法，所述方法按照焊件准备、焊件预热、焊接和焊后处理的步骤进行操作，其中，

所述焊件准备步骤包括：取油井管，将所述油井管两端加工油井管焊接坡口，在靠近所述油井管焊接坡口端面处加工塞焊孔；取两件辅棒，将所述两件辅棒中每个辅棒一端加工辅棒焊接坡口，所述每个辅棒另一端加工螺纹；将所述两件辅棒分别插入到所述油井管两端内部，并且使得所述两件辅棒中加工有螺纹的端部朝向外侧，形成油井管全尺寸实物试验试样；

所述焊件预热步骤为对所述油井管全尺寸实物试验试样进行预热；

所述焊接步骤包括：先对所述油井管全尺寸实物试验试样进行主焊缝焊接，然后对所述油井管全尺寸实物试验试样进行塞焊缝的焊接，所述主焊缝为设置在所述油井管焊接坡口和所述辅棒焊接坡口交叉处的焊缝，所述塞焊缝为设置在所述塞焊孔处的焊缝，焊接时，所述油井管两端均进行所述主焊缝和所述塞焊缝的焊接，所述主焊缝和所述塞焊缝的焊接均采用手工电弧焊，选用A材料和B材料的两种焊条焊接，所述主焊缝和所述塞焊缝的焊接均先用A材料的焊条打底，焊透根部，然后用B材料的焊条焊满；

所述焊后处理步骤为对焊接完毕的所述油井管全尺寸实物试验试样进行热处理，然后用保温材料包裹所述主焊缝、所述塞焊缝及所述油井管全尺寸实物试验试样的热影响区，且冷却到室温。

具体的，所述焊件准备步骤中，所述塞焊孔设置在距离所述油井管焊接坡口端面80-120mm处。

优选的，所述焊件准备步骤中所述塞焊孔至少为2个，且沿所述油井管周向均匀设置。

具体的，所述焊件预热步骤中，所述预热温度为100-200℃。

优选的，所述焊接步骤中，所述A材料的焊条为镍基合金焊条，所述镍基合金焊条的熔敷金属的化学成分及其重量份为：C：≤0.04份，Cr：11.5-14.0份，Mo：≤0.35份，Mn：0.4-0.8份，Si：≤0.4份，P：≤0.015份，S：≤0.015份，Nb：1.8-2.0份。

优选的，所述焊接步骤中，所述B材料的焊条为低合金高强度钢焊条，所述低合金高强度钢焊条的熔敷金属的化学成分及其重量份为：C：≤0.15份，Ni：4.5-6.5份，Mo：0.3-0.8份，Mn：≤1.6份，Si：0.4-1.0份，P：≤0.030份，S：≤0.030份。

优选的，所述焊接步骤中，所述A材料的焊条为镍基合金焊条，所述镍基合金焊条的熔敷金属的化学成分及其重量份为：C：≤0.04份，Cr：11.5-14.0份，Mo：≤0.35份，Mn：0.4-0.8份，Si：≤0.4份，P：≤0.015份，S：≤0.015份，Nb：1.8-2.0份；所述B材料的焊条为低合金高强度钢焊条，所述低合金高强度钢焊条的熔敷金属的化学成分及其重量份为：C：≤0.15份，Ni：4.5-6.5份，Mo：0.3-0.8份，Mn：≤1.6份，Si：0.4-1.0份，P：≤0.030份，S：≤0.030份。