CN109894718A - 一种注水管线的修补方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种注水管线修补方法，属于油田器械维修领域。该方法包括：利用酸性焊条对注水管线的缺损区进行打底焊，形成打底焊层；利用碱性焊条对注水管线的缺损区依次进行填充焊和盖面焊，形成覆盖于打底焊层上的填充焊层，以及覆盖于填充焊层上的盖面焊层。本发明通过酸性焊条形成打底焊层，可以消除打底焊时易出现的氢气孔、氧气孔和热裂纹等焊接缺陷，提高了打底焊层的质量，通过碱性焊条形成填充焊层和盖面焊层，提高了焊道强度和硬度，可以提高修补完成后注水管线的质量。
Description
技术领域
本发明涉及油田器械维修领域，特别涉及一种注水管线的修补方法。
背景技术
在油田采油作业中，需要进行高压注水提高开采率。进行高压注水时，由高压泵通过注水管线将处理过的污水注入地层中，注水管线多由20号碳素钢制成，或者为X60、X70无缝钢管，在使用中可能会产生腐蚀、断裂等缺损，因此，需要对注水管线缺损处进行修补。
现有技术提供了这样一种注水管线修补的方法：停止注水，注水管线泄压放空后，利用碱性焊条进行焊接，对注水管线进行修补。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现场使用后的注水管线内壁有污垢和铁锈，碱性焊条焊接时容易出现氢气孔和氧气孔，焊接质量较差。
发明内容
本发明实施例提供了一种注水管线修补方法，可以解决上述问题。具体技术方案如下：
提供了一种注水管线修补方法，所述方法包括：
利用酸性焊条对注水管线的缺损区进行打底焊，形成打底焊层；
利用碱性焊条对所述注水管的缺损区线依次进行填充焊和盖面焊，形成覆盖于所述打底焊层上的填充焊层，以及覆盖于所述填充焊层上的盖面焊层。
在一种可能的设计中，进行多次所述填充焊，形成多个所述填充焊层。
在一种可能的设计中，在所述打底焊层、每个所述填充焊层、所述盖面焊层形成后，分别进行清渣。
在一种可能的设计中，在清渣后的所述盖面焊层上涂覆防腐层。
在一种可能的设计中，所述防腐层为沥青漆层。
在一种可能的设计中，所述酸性焊条为J422焊条。
在一种可能的设计中，所述碱性焊条为J507焊条。
在一种可能的设计中，在进行所述打底焊时，焊接电压为18-20V，焊接电流为220-250A，焊丝直径为3.2mm，焊接速度为500-600mm/min。
在一种可能的设计中，在进行所述填充焊时，依次进行填充一焊、填充二焊以及填充三焊；
在进行所述填充一焊和所述填充二焊时，焊接电压为19-21V，焊接电流为200-220A，焊丝直径为4.0mm，焊接速度为450-550mm/min；
在进行所述填充三焊时，焊接电压为20-22V，焊接电流为180-220A，焊丝直径为4.0mm，焊接速度为350-450mm/min；
在一种可能的设计中，在进行所述盖面焊时，焊接电压为22-24V，焊接电流为220-250A，焊丝直径为4.0mm，焊接速度为450-550mm/min。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供管线修补方法，通过酸性焊条形成打底焊层，可以消除打底焊时易出现的氢气孔、氧气孔和热裂纹等焊接缺陷，提高打底焊层的质量；通过碱性焊条形成填充焊层和盖面焊层，提高焊道强度和硬度。通过酸性焊条与碱性焊条的相互配合作用，利于提高注水管线的修补质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的注水管线修补方法形成在注水管线上的焊缝的结构示意图。
附图标记分别表示：
1-打底焊层，
2-填充焊层，
3-盖面焊层，
M-注水管线。
具体实施方式
除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种注水管线的修补方法，该方法包括：
利用酸性焊条对注水管线M的缺损区进行打底焊，形成打底焊层1。
利用碱性焊条对注水管线M的缺损区依次进行填充焊和盖面焊，形成覆盖于打底焊层1上的填充焊层2，以及覆盖于填充焊层2上的盖面焊层3。
其中，注水管线M的缺损区处的打底焊层1、填充焊层2、盖面焊层3的分布如附图1所示。
利用本发明实施例提供的方法对注水管线M的缺损区进行修补时，首先，利用酸性焊条在需要修补处进行打底焊，形成打底焊层1。由于酸性焊条在含水、铁锈条件下焊接时不会出现气孔，且焊道韧性好，不会产生热裂纹，并能在焊接过程中使焊道温度高，尽可能除去其中所含水分，便于后续的焊接。
打底焊层1形成后，利用碱性焊条进行填充焊，形成填充焊层2，然后，继续采用碱性焊条进行盖面焊，形成盖面焊层3。填充焊层2覆盖于打底焊层1上，盖面焊层3覆盖于填充焊层2上，两者均不与污水和铁锈直接接触，有效避免了碱性焊条焊接过程中会产生氢气孔和氧气孔的问题，且碱性焊条强度高，硬度大，用于填充焊和盖面焊时，能够提高焊接完成后注水管线M的焊缝强度、硬度和焊接质量。
可见，本发明实施例提供的注水管线M修补方法，通过酸性焊条形成打底焊层1，可以消除打底焊时易出现的氢气孔、氧气孔和热裂纹等焊接缺陷，提高打底焊层1的质量；通过碱性焊条形成填充焊层2和盖面焊层3，提高焊道强度和硬度；酸性焊条与碱性焊条相互配合，利于提高修补完成后注水管线M的质量。
酸性焊条和碱性焊条均为本领域所常见的，酸性焊条的药皮中含有多量酸性氧化物，例如，二氧化钛、二氧化硫等；碱性焊条的药皮中含有多量碱性氧化物，例如，氧化钙、氧化钠等。举例来说，酸性焊条可以选用本领域常见的J422焊条；碱性焊条可以选用本领域常见的J507焊条，以获取更佳的焊接质量。
利用酸性焊条进行打底焊时，利用打底焊，使注水管线M升温，去除其缺损区处的水分，提高加工性能，便于后续焊接。
为了进一步提高焊接质量，修补时可以进行多次填充焊，形成多个填充焊层2，例如，填充一焊、填充二焊、填充三焊等，并且，每次填充焊所采用的操作参数可以相同，也可以不同。如此操作，可以针对管壁较厚的注水管线M的缺损区进行焊接，并且减少热输入量，减小变形，降低产生缺陷的概率。
进一步地，在打底焊层1、每个填充焊层2、盖面焊层3形成后，分别进行清渣，焊接完成后清除其表面上的熔渣即为清渣，通过清渣去除焊缝表面杂质，便于检查焊缝质量，且能提高焊缝表面的光滑度，便于后续的防腐工作。
在清渣完成后，盖面焊层3上涂覆防腐层，防止焊缝处锈蚀，进一步提高注水管线M的使用寿命。
考虑到沥青漆具有耐水、防潮、防腐蚀、耐酸碱、耐盐雾、耐大气暴晒等优点，同时有良好的物理机械性能、附着力强，能够满足防腐要求，该防腐层可以为沥青漆层。
对于如何涂覆防腐层，以下给出一种示例：
在盖面焊层3上用毛刷刷沥青漆，待其固化后即可形成防腐层，该防腐层的厚度可以为1-3mm，举例来说，可以为1mm、2mm、3mm等，可以使防腐层防腐效果良好且不易脱落。
以下对具体的焊接工艺给出一种示例：
在本发明实施例中，对厚度为6mm的注水管线M的缺损区进行修补，且缺损区的最大宽度为6mm时，具体的焊接参数如下：
(1)利用酸性焊条进行打底焊，其操作参数如下：
选用直流电源进行长弧焊，且采用直流反接(即，注水管线M与电源负极相连，焊枪与正极相连)的接线方式，焊接电压为18-20V，焊接电流为220-250A，焊丝直径为3.2mm，焊接速度为500-600mm/min，打底焊层1的厚度为1.6mm。通过对打底焊时的焊接参数进行如上限定，不仅能保证熔液在缺损区的底部的熔深以达到焊透，还可保证缺损区不被熔透而出现“穿丝”现象。并且，在打底焊完成后，进行清根，以确保清根质量，便于后续焊接过程的进行。
示例地，上述的焊接电压可以为18V、19V、20V等，焊接电流可以为220A、230A、240A、250A等，焊接速度可以为500mm/min、530mm/min、550mm/min、570mm/min、600mm/min等。
(2)利用碱性焊条进行填充焊，注水管线M的厚度为5mm时，填充焊包括依次进行的填充一焊、填充二焊、填充三焊。
(2-1)填充一焊的操作参数如下所示：
选用直流电源进行短弧焊，且采用直流正接(即，注水管线M与正极相连，焊枪与负极相连)的接线方式，焊接电压为19-21V，焊接电流为200-220A，焊丝直径为4.0mm，焊接速度为450-550mm/min，形成的第一填充焊层2的厚度为1.2mm。
示例地，上述的焊接电压可以为19V、20V、21V等，焊接电流可以为200A、210A、220A等，焊接速度可以为450mm/min、470mm/min、500mm/min、520mm/min、550mm/min等。
(2-2)填充二焊的操作参数如下所示：
选用直流电源进行短弧焊，且采用直流正接(即，注水管线M与电源正极相连，焊枪与负极相连)的接线方式，焊接电压为19-21V，焊接电流为200-220A，焊丝直径为4.0mm，焊接速度为450-550mm/min，形成的第二填充焊层2的厚度为1.2mm。
示例地，上述的焊接电压可以为19V、20V、21V等，焊接电流可以为200A、210A、220A等，焊接速度可以为450mm/min、470mm/min、500mm/min、520mm/min、550mm/min等。
(2-3)填充三焊的操作参数如下所示：
选用直流电源进行短弧焊，且采用直流正接(即，注水管线M与电源正极相连，焊枪与负极相连)的接线方式，焊接电压为20-22V，焊接电流为180-220A，焊丝直径为4.0mm，焊接速度为350-450mm/min，形成的第三填充焊层2的厚度为1.2mm。
示例地，上述的焊接电压可以为20V、21V、22V等，焊接电流可以为180A、190A、200A、210A、220A等，焊接速度可以为350mm/min、380mm/min、400mm/min、450mm/min等。
通过在上述操作参数下进行填充一焊、填充二焊、填充三焊，其优点是：在保证焊道成形良好的前提下，尽量加大焊接速度和焊接电流，提高了焊接效率，同时获得检测合格的焊道。其中，填充焊形成的填充焊层3的高度距离(凹陷于)注水管线M外表面0.8mm，即在填充焊层3的外表面与注水管线M的外表面的距离为0.8mm时停止。
(3)进行盖面焊时的操作参数如下所示：
选用直流电源进行短弧焊，且采用直流正接(即，注水管线M与正极相连)接线方式，焊接电压为22-24V，焊接电流为220-250A，焊丝直径为4.0mm，焊接速度为450-550mm/min，盖面焊层3的厚度为1mm，宽度为8mm。
通过在上述参数下进行盖面焊，使盖面焊的速度较快，且最终形成的盖面焊层3突出于注水管线M的表面0.2mm，且能完全覆盖缺损区，便于后续清渣、涂覆防腐层等操作，提高焊接质量。
示例地，上述的焊接电压可以为22V、23V、24V等，焊接电流可以为220A、230A、240A、250A等，焊接速度可以为450mm/min、480mm/min、500mm/min、520mm/min、550mm/min等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种注水管线的修补方法，其特征在于，所述方法包括：
利用酸性焊条对注水管线(M)的缺损区进行打底焊，形成打底焊层(1)；
利用碱性焊条对所述注水管线(M)的缺损区依次进行填充焊和盖面焊，形成覆盖于所述打底焊层(1)上的填充焊层(2)，以及覆盖于所述填充焊层(2)上的盖面焊层(3)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行多次所述填充焊，形成多个所述填充焊层(2)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述打底焊层(1)、每个所述填充焊层(2)、所述盖面焊层(3)形成后，分别进行清渣。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在清渣后的所述盖面焊层(3)上涂覆防腐层。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述防腐层为沥青漆层。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性焊条为J422焊条。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱性焊条为J507焊条。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述打底焊时，焊接电压为18-20V，焊接电流为220-250A，焊丝直径为3.2mm，焊接速度为500-600mm/min。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在进行所述填充焊时，依次进行填充一焊、填充二焊以及填充三焊；
在进行所述填充一焊和所述填充二焊时，焊接电压为19-21V，焊接电流为200-220A，焊丝直径为4.0mm，焊接速度为450-550mm/min；
在进行所述填充三焊时，焊接电压为20-22V，焊接电流为180-220A，焊丝直径为4.0mm，焊接速度为350-450mm/min。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述盖面焊时，焊接电压为22-24V，焊接电流为220-250A，焊丝直径为4.0mm，焊接速度为450-550mm/min。
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