刍议井架焊接技术要点

时间:2022-10-07 04:28:52

刍议井架焊接技术要点

摘 要:井架是油田开采使用设备石油钻机的主要承载部件,其焊接质量与技术要点对于石油钻机设备的开采应用以及油田开采效率等,都有着很大的影响。井架焊接中比较常见问题主要是井架焊接后变形问题,本文将结合石油钻机井架焊接问题,从石油钻机的井架类型以及石油钻机井架焊接方法、具体焊接工艺要点等,对于石油钻机井架焊接的技术要点进行分析论述,以提高石油钻机井架焊接技术水平和质量,提高石油开采效率。

关键词:油田开采;石油钻机;井架;焊接变形;技术要点;控制;分析

一、石油钻机的井架类型分析

在石油开采应用中,比较常见的石油钻机井架类型主要有K型井架、塔型井架以及桅型井架、A型井架四种石油钻机井架类型。

首先,K型井架是石油开采中石油钻机普遍采用的井架形式,在石油开采应用中,K型井架主要采用低位安装方式,通过人字架结构作用,在石油钻机自身较车动力作用实现整体起放,K型井架在我国石油钻机中的应用发展比较迅速,我国第一台应用K型井架的石油钻机,其型号为BY-40石油钻机。在石油钻机的钻井开采应用中,K型井架整体可以分为五段,由锥销进行连接实现,其主体结构是一种前开口式轻便井架,这类井架具有较好的稳固性,并且拆装较为方便。

其次,在石油开采应用中,塔型井架也是石油钻机开采应用中比较常用的一种井架结构形式,塔型井架的外形结构与宝塔相似,其整体井架除了前大门部分以外,其主体结构部分主要是一种封闭式的桁架结构形式,塔型井架的里面部分为梯形形式,横截面部分为正方形形式,它主要是一种螺栓连接的塔形钢结构形式,在实际应用中,塔型井架的整体稳定性比较好,拆装方便,并且运输灵活,能够适应各种路况的运输条件,生产工艺以及工装生产设备优秀,在石油钻井开采中,尤其是海洋钻井作业中的应用尤为普遍,同时,由于塔型井架安装过程中高空作业比较多,因此,安装危险性也比较大。

在石油开采中,石油钻机钻井作业中应用的桅型井架主要有伸缩式以及整体式两种类型,它是一种由一节或者是几节杆件结构,或者是管柱桩结构组成的单柱式井架。在实际石油钻井作业中,伸缩式桅型井架与其他井架类型相比,具有拆装性能与移动运输性能比较好、模块化水平比较高的特征优势,但同时,桅型井架由于整体结构的稳固性需要通过绷绳进行固定实现,并且承载例比较小,因此,还具有整体结构稳固性与承载小较差的特征。

最后,在石油开采应用中,石油钻机钻井作业中应用的A型井架,是一种截面形式为矩形,主体结构部分为焊接桁架结构,分为分角钢桁架与管子桁架两种桁架结构类型,通过锥销实现连接的井架结构形式。A型井架在实际应用中,具有安装拆卸方便,并且井架空间比较大、视野广阔的特征,整体性能比较稳定。

二、石油钻机井架焊接方法与焊接工艺要点分析

井架是石油钻机的主要承载部件与重要组成部分,在石油钻井作业中,主要进行各种必备钻具的悬挂以及承载钻钻井过程中产生的各种荷载作用,以配合和帮助钻机的钻井作业与目标实现。因此,井架焊接质量与工艺技术,不仅对于石油钻机设备的正常钻井作业应用,并且对于石油钻井开采工作效率与效益等,都有着重要的影响和作用。

1.石油钻机井架焊接方法

在进行石油钻机井架的焊接过程中,井架焊件的弯曲以及扭曲变形程度定与焊件的受热程度有着很大的关系,通常井架焊件的受热程度越高,井架焊接金属的受热体积就会随之增加,焊件发生弯曲变形的程度就会越严重。在进行石油钻机井架焊接中,应用电弧焊方式进行井架焊接中,由于电弧焊进行焊条焊接的速度比较慢,并且焊接过程中受热面积比较大、受热不均匀,因此焊接后的弯曲变形情况会比较大。而二氧化碳气体保护焊的电流密度比较高,焊接过程中电弧热量形成聚集,焊件受热面积比较小,同时再加上二氧化碳气流的较强冷却作用,使得这种焊接方式在进行石油钻机井架焊接过程中,焊接受热面积比较小,受热影响区域也会随之减小,因此焊接后焊件的变形作用就比较小,其焊接效果与生产效率明显比电弧焊方式的焊接效果好,也成为石油钻机井架焊接中常用的焊接技术与方法。

2.石油钻机井架焊接的工艺要点分析

根据二氧化碳气流保护焊接方式进行石油钻机井架焊接的具体情况,在进行石油钻机井架焊接过程中,其焊接工艺要点与焊接质量效果,主要要从石油钻机井架的装配顺序以及焊接顺序的合理控制与选择上,进行控制把握。

首先,在石油钻机井架焊接过程中,井架装配顺序直接影响着井架的焊接顺序,而井架焊接顺序对于井架焊接结构的变形又具有比较大的作用影响。因此,在进行井架焊接中,首先要对于井架的装配顺序进行合理的选择与控制,也就是要求在进行井架组装过程中,严格按照组装要求与设计图纸进行组装,先进行井架定位立柱与横撑、箱型梁结构部分的组装,再进行井架的定立柱以及斜撑组装,组装过程按照横撑、箱型梁以及横撑、横撑、箱型梁、横撑的组装流程进行;其次,在进行井架对焊缝定位时,应按照对称点进行固定定位,并且要保证对称点固定的强度;最后,进行井架组装过程中,还应注意对于组装误差进行考虑。而在进行组装好的井架结构的焊接中,应注意对于横梁以及立柱的焊接,其焊接缝应是对称焊缝,在进行横梁与立柱的焊接过程中,为了避免与减少焊接部位变形发生,通常会由中间向两边部位进行对称跳焊。在进行井架横梁焊接时,应利用平焊缝的方法进行横梁筋板焊接,而井架斜撑焊接时,应先进行焊缝少的一侧焊接,然后再进行焊缝多的一侧焊接实施,以避免和控制焊缝变形问题发生。

三、结束语

总之,井架作为石油钻机的主要承载部件,石油开采中具有重要的作用和影响,进行井架焊接技术要点分析,有利于提高焊接技术,避免焊缝变形发生,具有积极作用和意义。

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