國內(nèi)外割縫篩管的發(fā)展方向

1、國內(nèi)外割縫篩管的制備方法分析及發(fā)展前景,,目錄,1.割縫篩管及其在石油工程中的應(yīng)用2.割縫篩管的制備技術(shù)2.1.冷切削加工制備割縫篩管技術(shù)2.1.1.割縫篩管的銑削加工技術(shù)2.1.2.割縫篩管的CBN薄片砂輪磨削技術(shù)2.2.熱加工制備割縫篩管技術(shù)2.2.1.激光加工2.2.2.等離子切割技術(shù)2.2.4.熱加工割縫篩管存在的問題,目錄,3.水力切割制備割縫篩管技術(shù)3.1.水力切割加工技術(shù)3.2.水力切割噴嘴4.不同割

2、縫技術(shù)對比及割縫技術(shù)國際走向5.割縫篩管的延伸技術(shù)-壓縫緊縮加工和可膨脹篩管技術(shù)5.1.壓縫緊縮加工技術(shù)5.2.可膨脹篩管技術(shù)及可膨脹篩管用鋼5.3具有疏水功能的可膨脹篩管及應(yīng)用前景,前 言,近年來，隨著石油天然氣工業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外大斜度井、水平井以及多底井、分支井的鉆探、開發(fā)數(shù)量日益增多，使得完井防砂的工作日益增大；采用割縫篩管完井是目前國內(nèi)外砂層油藏防砂工藝中的首選，使得割縫篩管的需求數(shù)量進(jìn)一步增大。我國西部油田是割

3、縫襯管完井采用數(shù)量較多的地區(qū)。自1995年我國的天津大漠公司首先成功開發(fā)研制出2～7英寸割縫襯管以來，國內(nèi)相繼有幾十家企業(yè)從事割縫襯管的制造，但真正能批量生產(chǎn)合格產(chǎn)品的企業(yè)并不多。這一方面推動(dòng)了我國石油工業(yè)的發(fā)展，另一方面也對技術(shù)監(jiān)督及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定提出了相應(yīng)的要求。為促進(jìn)國內(nèi)割縫襯管設(shè)計(jì)加工理論、技術(shù)的發(fā)展，本文在調(diào)研國內(nèi)外割縫襯管設(shè)計(jì)加工現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過分析對比，指出了不同加工方式的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了今后的發(fā)展方向。,割縫篩管

4、及其在石油工程中的應(yīng)用,割縫篩管的產(chǎn)生是上世紀(jì)高新技術(shù)發(fā)展進(jìn)步產(chǎn)生的結(jié)果。是石油天然氣工業(yè)科技進(jìn)步的象征之一。割縫篩管的產(chǎn)生標(biāo)志著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、工具技術(shù)、裝備技術(shù)的巨大進(jìn)步。,割縫篩管及其在石油工程中的應(yīng)用,割縫篩管是現(xiàn)代石油 工程中，進(jìn)行相關(guān)地 層裸眼完井和砂巖油 藏機(jī)械防砂用的重要 的金屬材料。割縫篩管大量應(yīng) 用于水平井、 大斜度 井、分支井 等的完井、防砂工程

5、 中。,割縫篩管及其在石油工程中的應(yīng)用,以割縫篩管為基管的 割縫篩管延伸技術(shù)— 可膨脹篩管技術(shù)，已經(jīng)在國內(nèi)外石油天然 氣工業(yè)中得到飛速發(fā) 展，已經(jīng)成為石油領(lǐng) 域代表性的先進(jìn)技術(shù) 之一,割縫篩管及其在石油工程中的應(yīng)用,可膨脹篩管技術(shù)在水平井，側(cè)鉆水平井完井，分支井、大斜度井完井中都得到了廣泛的應(yīng)用這是我國割縫篩管的后幾年的巨大市場,割縫篩管的制備技術(shù),目前的割縫篩管加工技術(shù)包括1、冷切

6、削加工制備割縫篩管技術(shù)、這中間包括:割縫篩管的銑削加工技術(shù)割縫篩管的CBN薄片砂輪磨削技術(shù)2、熱加工制備割縫篩管技術(shù)，這中間包括：割縫篩管激光加工技術(shù)割縫篩管等離子切割加工技術(shù),割縫篩管制備技術(shù),目前割縫篩管的加工，國外只有冷加工方式，包括水利切割和高速鋼圓片銑刀銑削；國內(nèi)存在冷加工和熱加工兩種制備方式，冷加工包括CBN薄片砂輪磨削加工和高速鋼圓片銑刀銑削,割縫篩管的制備技術(shù),冷切削加工制備割縫篩管技術(shù)割縫篩管冷加

7、工制造技術(shù)是目前國際上主流的加工技術(shù)。目前，國內(nèi)外對于割縫篩管的冷加工方式主要有兩種：采用高速鋼圓片銑刀的銑削加工方式采用CBN圓鋸片進(jìn)行磨削加工的方式割縫篩管的銑削加工技術(shù)割縫篩管的銑削加工技術(shù)是目前國外石油工具公司應(yīng)用最廣的通用技術(shù)，這種加工技術(shù)成熟于上世紀(jì)80年代后期。下圖為割縫篩管銑削用機(jī)床和圓盤銑刀,割縫篩管的制備技術(shù),割縫篩管的銑削加工方式在歐美石油公司應(yīng)用的較為廣泛。如Shell、 weatherford、

8、等。這種加工方式是采用多銑刀機(jī)床進(jìn)行定割縫尺寸加工的方式。如Shell公司采用的加拿大立式加工在一根套管上同時(shí)采用50個(gè)圓片銑刀的加工機(jī)床。這種機(jī)床道具位置不能調(diào)整，只能加工50.8mm長、0.5mm以上的寬度的割縫。加工效率較高。隨著高速鋼片銑刀制造技術(shù)的進(jìn)步，目前可以切割0.30mm以上的割縫。,割縫篩管的制備技術(shù),2.1.2.割縫篩管的CBN薄片砂輪磨削技術(shù)這種加工方式制造割縫篩管是采用立方氮化硼磨削超薄鋸片在雙向

9、移動(dòng)多工位加工機(jī)床上對石油套管進(jìn)行磨削加工而成的，割縫峰尺寸可以根據(jù)用戶要求進(jìn)行調(diào)整，割縫規(guī)格 寬度可在0.3-2mm范圍，割縫長度可根據(jù)設(shè)計(jì)調(diào)整。右圖為立方氮化硼磨削超薄鋸片,割縫篩管的制備技術(shù),CBN割縫篩管加工機(jī)床,2.割縫篩管的制備技術(shù),CBN磨削方式加工割縫篩管生產(chǎn)線,割縫篩管的制備技術(shù),采用立方氮化硼磨削方式加工割縫篩管是目前冷加工方式中最為先進(jìn)的高新技術(shù)。這種加工方式具有如下優(yōu)點(diǎn)：1）加工效率高、加工質(zhì)量好，2

10、）割縫斷面光潔度高、油流通過阻力小；3）由于CBN 磨削的作用，割縫斷面的表層具有薄薄的硼化鐵滲硼層（硬度大于HV900），使得割縫表面具有防腐，防垢功能。,割縫篩管的制備技術(shù),CBN是啥東西？ CBN一種新型的超硬材料，以六方氮化硼為原料， 立方CBN堿金屬或堿土金屬或它們的氯化物作觸媒，在高壓高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎骄w的氮化硼，這個(gè)轉(zhuǎn) 立方CBN 的結(jié)構(gòu)

11、圖變與石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸嗨啤?六方CBN,割縫篩管的制備技術(shù),這種加工方式是冷加工中的頂尖的高新技術(shù)（1）采用的刀具磨料材料立方氮化硼（CBN）是高技術(shù)人造超硬材料；這種材料是目前世界上硬度僅次于鉆石的超硬材料，而金剛石是不能切割金屬材料的；（2）CBN磨削需要的加工速度要求機(jī)床具有高速穩(wěn)定的磨削加工性能；（3） CBN磨削可加工其他

12、的冷加工和熱加工無法加工的難加工和超難加工材料，如：不銹鋼Super13Cr套管，鎳基合金G3套管等,割縫篩管的制備技術(shù),2.1.3。CBN磨具的磨削特性立方氮化硼(CBN)是超硬切削材料之～，它是氮與硼的化合物，是在約為5000MPa的高壓及1700℃的高溫下形成的。它的硬度僅次于金剛石，但它和金剛石相比卻有如下優(yōu)點(diǎn)。 （1）可以加工金屬材料，溫度達(dá)1200℃高溫下仍可保持硬度不變。 （2）可以進(jìn)行特殊材料的磨削，如鎳基合金、超

13、級不銹鋼等（3）可以代替普通砂輪磨削;（4）可以實(shí)現(xiàn)鑄、鍛件毛坯的高速、高效一次性粗精磨; 尤其適用于成型、仿型及確定尺寸的精，（5）實(shí)現(xiàn)高速（線速度可達(dá)200m/s）、強(qiáng)力磨削（一次吃刀量可達(dá)到5mm），其磨削質(zhì)量和磨削效率高、成本低。,割縫篩管的制備技術(shù),(6)有一定的韌性，它不僅可用于磨削強(qiáng)硬的鑄鐵，還可磨削強(qiáng)度大、硬度高及熱敏性高的鋼件或其它合金材料。(7)CBN與碳元素的親和力小，所以十分適宜于磨削黑

14、色金屬，而能保持較高的耐用度。CBN制成的超硬磨料磨具，可應(yīng)用于金屬的磨削與珩磨，不僅可以代替普通砂輪磨削，甚至可以實(shí)現(xiàn)鑄、鍛件毛坯的高速、高效一次性粗精磨，尤其適用于成型、仿型及確定尺寸的精磨，其磨削質(zhì)量和磨削效率較高、成本較低。國內(nèi)外成熟的使用經(jīng)驗(yàn)已證明，CBN砂輪磨削具有下述實(shí)用經(jīng)濟(jì)價(jià)值。(1).CBN砂輪硬度相當(dāng)于剛玉磨料砂輪硬度的2倍。其機(jī)械強(qiáng)度相當(dāng)于碳化硅磨料的2倍多，而其韌性比金剛石好，可以磨削各種高強(qiáng)度、高硬度的鋼

15、材與鑄鐵，其磨具的耐用度與磨削效率是其他各種磨具所不及的。,割縫篩管的制備技術(shù),(2).CBN砂輪的導(dǎo)熱性和熱穩(wěn)定性好，可承受1300℃～1500℃的高溫，其導(dǎo)熱率是剛玉(A1203)的45倍，熱擴(kuò)散率是A12O3的112倍。 CBN砂輪特別適用于磨削熱敏性高的超硬高速鋼和高硬度合金鋼以及特殊合金奧氏體軟鋼等等，而不產(chǎn)生磨削燒傷裂紋。(3).CBN化學(xué)惰性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，特別是在磨削優(yōu)質(zhì)工具鋼、軸承鋼、鈦合金、鎳基合金時(shí)，CBN

16、砂輪磨耗極小，其耐用度大約是普通砂輪的1400倍。對于極難加工的奧氏體不銹鋼及加工硬化性能傾向嚴(yán)重的高M(jìn)n鋼（如：Mn13耐磨 鋼、TWIP鋼等）具有極好的加工效果。,割縫篩管的制備技術(shù),(4).CBN砂輪磨削后的零件表面質(zhì)量好，不產(chǎn)生磨削燒傷及龜裂等缺陷， 并能提高零件的疲勞強(qiáng)度，可延長使用壽命30％～50％， 如：用CBN砂輪磨削凸輪軸，不僅成本降低50％，而且凸輪表面的疲勞強(qiáng)度提高了30％。(5).CBN砂輪磨

17、削不需要頻繁地修整砂輪。電鍍或單層金屬結(jié)合劑制成的CBN 砂輪不需修整便可直接磨削。 CBN砂輪耐用度稿于普通砂輪數(shù)十倍。(6).CBN砂輪適宜于高速或超高速磨削，特別是線速度大于100m/sec時(shí)，其效率是普通砂輪的150～200倍。切削鋼材如同切豆腐一樣。這些特點(diǎn)造成采用立方氮化硼磨削方式加工割縫篩管具有很高的效率和良好的加工效果。,割縫篩管的制備技術(shù),采用立方氮化硼超薄片圓盤砂輪加工的割縫篩管具有一下的優(yōu)點(diǎn)：（1）對套

18、管基體的組織結(jié)構(gòu)損傷小，不存在熱影響區(qū)組織結(jié)構(gòu)變化，及割縫前端的微裂紋，不影響水平井下井?dāng)嗔押桶螖喱F(xiàn)象；（2）割縫加工精度高，自清潔作用強(qiáng)：（3）割縫表面的滲硼層具有耐磨損、防腐防、垢功能,割縫篩管的制備技術(shù),熱加工制備割縫篩管技術(shù)激光加工 激光加工是激光系統(tǒng)最常用的應(yīng)用。根據(jù)激光束與材料相互作用的機(jī)理，大體可將激光加工分為激光熱加工和光化學(xué)反應(yīng)加工兩類。,2.割縫篩管的制備技術(shù),激光切割:laser beam cuttin

19、g 定義：利用聚焦后的激光束作為主要熱源的熱切割方法。割縫篩管激光 加工就是采用 二氧化碳激光 束，進(jìn)行的熱 加工。,割縫篩管的制備技術(shù),激光熱加工: 是指利用激光束投射到材料表面產(chǎn)生的熱效應(yīng)來完成加工過程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打標(biāo)、激光鉆孔和微加工等；光化學(xué)反應(yīng)加工: 是指激光束照射到物體，借助高密度高能光子引發(fā)或控制光化學(xué)反應(yīng)的加工過程。包括光化學(xué)沉積、立體光刻、激光刻

20、蝕等。由于激光具有高亮度、高方向性、高單色性和高相干性四大特性，因此就給激光加工帶來一些其它加工方法所不具備的特性。由于它是無接觸加工，對工件無直接沖擊，因此無機(jī)械變形；激光加工過程中無"刀具"磨損，無"切削力"作用于工件；激光加工過程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，對非激光照射部位沒有或影響極小。因此，其熱影響的區(qū)小工件熱變形小后續(xù)加工最??；由于激光束易于導(dǎo)向、聚焦、實(shí)現(xiàn)

21、方向變換，極易與數(shù)控系統(tǒng)配合、對復(fù)雜工件進(jìn)行加工因此它是一種極為靈活的加工方法；,割縫篩管的制備技術(shù),激光加工優(yōu)點(diǎn)①激光功率密度大，工件吸收激光后溫度迅速升高而熔化或汽化，即使熔點(diǎn)高、硬度大和質(zhì)脆的材料(如陶瓷、金剛石等)也可用激光加工； ②激光頭與工件不接觸，不存在加工工具磨損； ③工件不受應(yīng)力，不易污染； ④可以對運(yùn)動(dòng)的工件或密封 在玻璃殼內(nèi)的材料加工； ⑤激光束的發(fā)散角可小于1毫弧，光斑直徑可小到微米量級,作用時(shí)間可

22、以短到納秒和皮秒,同時(shí),大功率激光器的連續(xù)輸出功率又可達(dá)千瓦至十千瓦量級，因而激光既適于精密微細(xì)加工,又適于大型材料加工； ⑥激光束容易控制,易于與精密機(jī)械、精密測量技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)加工的高度自動(dòng)化和達(dá)到很高的加工精度；⑦在惡劣環(huán)境或其他人難以接近的地方，可用機(jī)器人進(jìn)行激光加工。,割縫篩管的制備技術(shù),該技術(shù)采用激光束照射到鋼板表面時(shí)釋放的能量來使不銹鋼熔化并蒸發(fā)。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率為500～2500瓦

23、。該功率的水平比許多家用電暖氣所需要的功率還低，但是，通過透鏡和反射鏡，激光束聚集在很小的區(qū)域。能量的高度集中能夠進(jìn)行迅速局部加熱，使鋼蒸發(fā)。此外，由于能量非常集中，所以，僅有少量熱傳到鋼材的其它部分，所造成的變形很小或沒有變形。利用激光可以非常準(zhǔn)確地切割復(fù)雜形狀的坯料，所切割的坯料不必再作進(jìn)一步的處理。就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超過電加工；就切割厚度而言難以達(dá)到火焰和等離子切割的水平。但是就以上顯著的優(yōu)點(diǎn)足

24、以證明：CO2激光切割已經(jīng)和正在取代一部分傳統(tǒng)的切割工藝方法,特別是各種非金屬材料的切割。它是發(fā)展迅速,應(yīng)用日益廣泛的一種先進(jìn)加工 方法。,割縫篩管的制備技術(shù),等離子弧切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化（和蒸發(fā)），并借高速等離子的動(dòng)量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。采用的工作氣體（工作氣體是等離子弧的導(dǎo)電介質(zhì)，又是攜熱體，同時(shí)還要排除切口中的熔融金屬）對等離子弧的切割特性以及切割質(zhì)量、速度都有明顯的

25、影響。常用的等離子弧工作氣體有氬、氫、氮、氧、空氣、水蒸氣以及某些混合氣體。,割縫篩管的制備技術(shù),熱加工割縫篩管技術(shù)的弊病 由于是熱加工存在的不可克服的弊病問題：為何國外沒有采用激光技術(shù)、等離子切割技術(shù)加工割縫篩管的？答案有4：其一，激光加工等是熱加工方式，連續(xù)加工整根管子散熱不良，造成整根管子的彎曲變形；其二，割縫篩管采用的P110、N80套管均為中碳鋼，鋼種的碳元素的含量均大于0.25%，激光熱加工等過程不可避免的會(huì)

26、在加工過程中對割縫附近造成熱影響區(qū)，中碳含量的套管出現(xiàn)表層淬硬層，使水平井襯管下井時(shí)增大了在割縫周圍產(chǎn)生微裂紋的可能性。。其三激光加工過程中的暴孔（大于2％）及加工問題造成的縫寬嚴(yán)重超標(biāo)，增大了防砂難度。且激光加工的割縫端面由于是熱加工，光潔度低，難于實(shí)現(xiàn)自清潔作用其四，出現(xiàn)缺陷補(bǔ)焊后的部位容易損壞,割縫篩管的制備技術(shù),熱加工和CBN磨削割縫表面粗糙度對比,割縫篩管的制備技術(shù),熱加工割縫篩管的彎曲裂紋和激光爆孔,割縫篩管的制備技術(shù)

27、,割縫篩管的制備技術(shù),激光加工后的縫端裂紋和補(bǔ)焊的照片,割縫篩管的制備技術(shù),激光加工割縫篩管下井造成的裂紋,割縫篩管的制備技術(shù),其四爆孔后即使表面采用補(bǔ)焊磨光的方式，由于補(bǔ)焊區(qū)僅表層焊接，內(nèi)部未連接以及焊接的熱影響區(qū)的焊接應(yīng)力（見后圖），造成強(qiáng)度降低，很難保證在管子在下井過程中不出現(xiàn)問題，同時(shí)由于焊縫與管材基體較大的成分差異，使管材易出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕－電偶腐蝕。,割縫篩管的制備技術(shù),2005年新疆油田某井采用激光加工割縫篩管，施工過程中從

28、暴孔處產(chǎn)生拔斷，下圖為篩管拔斷的照片,割縫篩管的制備技術(shù),取出的篩管照片,3.水力切割制備割縫篩管技術(shù),3.1.水力切割技術(shù)在與其它切割技術(shù)，如激光切割，等離子切割的競爭中，高壓水力切割越來越發(fā)展成一種高效率工業(yè)化切割技術(shù)。多泵設(shè)備以及五軸系統(tǒng)，不但被用在平形材料的斜線切割上，也被用在三維部件的切割上，這些成型技術(shù)配上富有創(chuàng)意的自動(dòng)化裝置大大提高了生產(chǎn)效率。在用于割縫篩管的帶切割粉的水力切割技術(shù)中切割壓力為3500到6000大氣壓。

29、具有極高的切割效率，,割縫篩管制備技術(shù),水力切割制備割縫篩管技術(shù)右圖為水力切割技術(shù) 示意圖。,割縫篩管制備技術(shù),據(jù) Weatherford 公司介紹：其公司放置在英國北海油田的，具有的水力切割加工割縫篩管機(jī)床，具有二十分鐘加工一根10m長的帶有50.8mm長0.6mm寬的割縫5000條的篩管的極高效率。是目前最具有競爭能力的高效率加工設(shè)備。問題：割縫寬度≤0.5mm的噴嘴，目前尚不能生產(chǎn)，、噴嘴材料磨損太快

30、。,不同割縫技術(shù)對比及割縫技術(shù)國際走向,綜合目前國內(nèi)外的割縫篩管加工技術(shù)，我們認(rèn)為，是有割縫篩管加工存在著以下幾個(gè)問題1、從上述國內(nèi)外的調(diào)研看，目前的割縫加工，應(yīng)該采用國外經(jīng)驗(yàn)用冷加工的方式進(jìn)行，2、應(yīng)該在熱加工方式不能解決熱影響區(qū)和爆孔等缺陷的情況下，杜絕采用熱加工方式進(jìn)行割縫篩管加工，加工后的割縫篩管應(yīng)該進(jìn)行加工缺陷的檢查和割縫位置的硬度組織檢測3、目前割縫篩管從設(shè)計(jì)選材到應(yīng)用上沒有形成規(guī)范，造成目前加工無標(biāo)準(zhǔn)可循；4、割縫

31、篩管的設(shè)計(jì)應(yīng)該在保證井下抗擠毀強(qiáng)度的前提下門采用盡可能大的泄流面積的設(shè)計(jì)方法；5、盡快組織相應(yīng)力量進(jìn)行割縫能篩管標(biāo)準(zhǔn)的制定,割縫篩管的延伸技術(shù)-滾壓割縫,滾壓縫緊縮加工技術(shù)2010年加拿大Slotco公司為了解決矩形割縫的割縫篩管使用過程中的砂堵問題，使的割縫篩管真正實(shí)現(xiàn)自清潔作用，采用對割縫部位進(jìn)行滾壓加工，使之局部產(chǎn)生塑性變形的壓縫緊縮加工技術(shù)，通過這種加工技術(shù)，使的割縫尖端局部微區(qū)產(chǎn)生加工硬化，強(qiáng)度硬度提高，耐磨性能提高；

32、通過鋼管割縫位置局部塑性變形形成的帶弧線的梯形縫型真正實(shí)現(xiàn)篩管的自清潔作用這對割縫篩管的使用具有重要的實(shí)際工程意義。,滾壓加工割縫,加拿大G&L SLOTCO – LOCATIONS2010年推出采用滾壓加工割縫的方法 Superior Sand Control with Precision-Seamed Keystone Slots,滾壓加工割縫,G&L Slotco Seamed keystone liners

33、provide the sand control solution for many horizontal well completions.G&L Slotco通過壓縫造成的畸變梯形割縫管提供可用于砂巖油藏水平井完井防砂通過滾壓縫隙，可得到表面割縫的最小尺寸到0.10~0.15mm,滾壓加工割縫,滾壓加工針對的是刀具切削加工后的工件表面，由于切削刀具圓孤和機(jī)械振動(dòng)的作用，使工件表面形成波度和微觀不平度，即零件加工后的表面粗

34、糙度滾壓加工是通過由淬硬鋼或硬質(zhì)合金、紅寶石和金剛石等制成的專用滾壓工具，借助于外力(滾壓工具對工件產(chǎn)生的壓力)強(qiáng)迫表面金屬產(chǎn)生的連續(xù)局部塑性變形，將工件表面初始留下的凸起微觀波峰降低、波谷被填平，最終使表面得以熨平，起到了光整的效果。同時(shí)還能在小范國內(nèi)校正工件形狀尺寸精度的效果，也可使金屬表面薄層硬化。這樣，滾壓加工不僅提高零件的表面光潔度、硬度、幾何形狀尺寸，同時(shí)還可以提高耐磨性和疲勞強(qiáng)度。,滾壓加工割縫,滾壓變形區(qū)大致可分為

35、入口彈性壓縮區(qū)、塑性變形區(qū)和出口彈性恢復(fù)區(qū)三部分，如圖1-1所示。A區(qū)域?yàn)槿肟趶椥宰冃螀^(qū):從滾輪剛接觸到工件待加工表面開始，到工件彈性壓縮至屈服;B區(qū)域?yàn)樗苄宰冃螀^(qū):當(dāng)接觸壓力超過材料的屈服點(diǎn)時(shí)，工件被滾輪滾壓產(chǎn)生塑性變形;C區(qū)域?yàn)槌隹趶椥曰謴?fù)區(qū):滾輪在漸漸滾離已加工表面時(shí)，工件表面在接觸應(yīng)力作用下彈性恢復(fù)的過程這三個(gè)部分對于割縫的滾壓分別處于割縫的兩端和中央。,滾壓加工割縫,鋼材滾壓加工后的組織和性能變化,滾壓加工割縫,滾壓加工后割

36、縫的縮寬比例與滾壓力的關(guān)系,滾壓加工后割縫斷面粗糙度稍有增高CBN磨削1（線速度30m/s）試樣1 Ra：0.190μm，0.192μm，0.308μmCBN磨削2（線速度60m/s）試樣2 Ra：0.340μm，0.332μm，0.290μmCBN磨削1（壓制1m/s）試樣3 Ra: 0.220μm， 0.368μm，0.167μmCBN磨削2（壓制1m/s ）試樣4Ra：0.356μm，0.344μm，

37、013μm激光切割 試樣5 Ra: 2.012μm，1.525μm，8.342μm2.632μm,滾壓加工割縫,,滾壓加工割縫,滾壓頭設(shè)計(jì)及滾輪,滾壓加工割縫（壓縫機(jī)床設(shè)計(jì)）,壓縫機(jī)床設(shè)計(jì)總圖,割縫篩管的延伸技術(shù)-可膨脹篩管技術(shù),可膨脹篩管技術(shù)可膨脹管技術(shù)（ Expandable Tubular Technology)是近十幾幾年發(fā)展起來的針對一開井完井和修井的先進(jìn)工藝技術(shù)，為可膨脹套管技術(shù)

38、將是21世紀(jì)石油天然氣工業(yè)中的關(guān)鍵性技術(shù)之一?？膳蛎浌芗夹g(shù)-- Expandable Tubular Technology被國外石油工程界稱之為石油工程領(lǐng)域的“登月技術(shù)”。割縫篩管技術(shù)除了用于完井防砂技術(shù)中之外，近年來隨著石油工程技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，上世紀(jì)末，國外開始將其應(yīng)用擴(kuò)展到石油天然氣工程的的嶄新的技術(shù)領(lǐng)域---可膨脹篩管技術(shù)中。到本世紀(jì)的前十年，這一技術(shù)已經(jīng)得到了極快的擴(kuò)展：在水平井、多底井、叢式井、以及復(fù)雜地層和在稠油熱采

39、等領(lǐng)域都得到了飛快的發(fā)展。,割縫篩管的延伸技術(shù)-可膨脹篩管技術(shù),國家科委于2007年將其列入資源 環(huán)境領(lǐng)域的863重大專項(xiàng)，組織 多單位力量進(jìn)行研究，以盡快的 使可膨脹管技術(shù)國產(chǎn)化，以提高 我國的鉆完井工藝技術(shù)，趕上世 界石油天然氣工業(yè)的先進(jìn)水平。可膨脹管技術(shù)主要有兩類：一類是可膨脹套管技術(shù)，主要應(yīng)用于一開井完井及修井作業(yè)中的套管修補(bǔ)等領(lǐng)域；另一類是可膨脹篩管技術(shù)，（可膨脹篩管技術(shù)隸屬于可膨脹管技術(shù)。）主要應(yīng)用于直

40、井、定向井、多底井以及水平井的完井防砂過程中。,割縫篩管的延伸技術(shù)-可膨脹篩管技術(shù),可膨脹篩管技術(shù)在機(jī)械防砂領(lǐng)域，上世紀(jì)中后期，先后出現(xiàn)的繞絲篩管、割縫篩管、金屬棉篩管、TBS篩管（整體金屬燒結(jié)金屬纖維篩管）等防砂技術(shù)，都在一定的程度上解決了一些油井出砂問題，但這些篩管都普遍存在以下2個(gè)問題：一是：當(dāng)?shù)貙由胺诌x性差時(shí)——細(xì)粉砂填充于粗砂孔隙之間，難以形成高滲透率的油流通道，當(dāng)油流通過時(shí)，造成了很大的壓力降，增大了油流流動(dòng)阻力限制了

41、油井的產(chǎn)量；二是:由于存在砂環(huán)，篩管打撈作業(yè)時(shí)，容易卡死篩管，造成大修，增加作業(yè)難度和成本。而采用割縫篩管作為基管的可膨脹防砂篩管不僅防砂效果好，而且可以克服以上這些缺點(diǎn).因此具有極好的應(yīng)用前景。,割縫篩管的延伸技術(shù)-可膨脹篩管技術(shù),可膨脹(割縫篩管作為基管）篩管無論是用于直井防砂還是應(yīng)用于水平井防砂，都能極大地簡化井下作業(yè)的施工工藝，并減少大量的費(fèi)用開支。從國外公司的應(yīng)用情況來看，采用不銹鋼割縫篩管作為基管的可膨脹防砂篩管與

42、其他防砂措施相比，完成同樣的防砂作業(yè)可以節(jié)省成本30%左右?？傊?，可膨脹篩管技術(shù)的研究開發(fā)，可打破國外公司的技術(shù)壟斷，提升我國的鉆井及完井水平，節(jié)約投資、提高開發(fā)效益。因此，具有極好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和廣闊的發(fā)展前景。,割縫篩管的延伸技術(shù)-可膨脹篩管技術(shù),可膨脹篩管結(jié)構(gòu),,割縫篩管的延伸技術(shù)-可膨脹篩管技術(shù),具有疏水功能的可膨脹篩管及應(yīng)用前景西南石油大學(xué)李春福團(tuán)隊(duì)研制了具有疏水功能的可膨脹篩管，具有很好的應(yīng)用前景自然界的生物具

43、有的超疏水功能,割縫篩管的延伸技術(shù)-可膨脹篩管技術(shù),生物表面超疏水功能的本質(zhì)-納米結(jié)構(gòu)及仿生技術(shù),割縫篩管的延伸技術(shù)-可膨脹篩管技術(shù),2012年我們研制成功了具有仿生的納米微米表面結(jié)構(gòu)的超疏水功能金屬絲網(wǎng)：這種絲網(wǎng)在150 ℃具有良好的親油疏水性能，可應(yīng)用于可膨脹篩管。,謝謝收看！,我們自有技術(shù)-割縫篩管選材與設(shè)計(jì),割縫篩管的選材：套管油管使用手冊和酸性油氣田選材準(zhǔn)則，油氣井井深與強(qiáng)度等級的選定，井下巖性、井眼穩(wěn)定性與抗擠毀強(qiáng)度關(guān)系

44、，稠油熱采等割縫篩管設(shè)計(jì)包括：割縫篩管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防腐防垢設(shè)計(jì)，加工設(shè)計(jì)割縫管縫寬、縫長及分布設(shè)計(jì)依據(jù)：一是基于形成砂橋來控制地層砂的割縫管縫寬設(shè)計(jì)依據(jù)；二是基于完全阻止地層砂移動(dòng)的割縫管縫寬設(shè)計(jì)依據(jù)。三是割縫長度以及割縫分布的確定應(yīng)該以割縫篩管的抗拉壓和抗擠毀強(qiáng)度有限元計(jì)算的結(jié)果為依據(jù),我們自有技術(shù)-割縫篩管選材與設(shè)計(jì),防腐防垢設(shè)計(jì)-加工方式對腐蝕極化曲線的影響環(huán)境損傷中的含硫化氫和二氧化碳對套管抗腐蝕抗結(jié)垢的材料的

45、要求等割縫管防腐防垢是指在能夠保護(hù)套管的前提下，割縫管防止自身因腐蝕結(jié)垢而失效的能力。,我們自有技術(shù)-割縫篩管選材與設(shè)計(jì),割縫篩管結(jié)垢與防垢技術(shù)同金屬材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)電位不一樣，金屬表面靜電荷密度不一樣。標(biāo)準(zhǔn)電位絕對值越大，金屬表面負(fù)電荷密度越大。當(dāng)溶液中Ca2+、Ba2+、Sr2+等與金屬表面接觸時(shí)，這些離子就被帶負(fù)電荷的金屬表面吸附；當(dāng)油井中壓力、溫度發(fā)生變化時(shí)，溶液處于過飽和狀態(tài)，金屬表面便產(chǎn)生CaCO3、CaSO4、CaSO4&

46、#183;2H2O、BaSO4、SrSO4等晶核，并逐步長大成晶體，形成壁面結(jié)晶垢。因此，選用標(biāo)準(zhǔn)電位絕對值較小的材質(zhì)作為割縫篩管，其壁面靜電荷密度小，能吸附的Ca2+、Ba2+、Sr2+等結(jié)垢陽離子少，割縫篩管的縫隙壁面結(jié)垢行為就弱。石油套管、油管中，應(yīng)首選J55鋼級的油管和套管作為割縫篩管的材質(zhì)。,我們自有技術(shù)-割縫篩管選材與設(shè)計(jì),因此割縫篩管的防腐設(shè)計(jì)必須以保護(hù)套管為前提條件，遵循全面考慮，相互兼顧，統(tǒng)一設(shè)防的原則。因此套管

47、材料與篩管材料應(yīng)盡可能一致，割縫加工方式，應(yīng)盡可能的減少介質(zhì)對割縫斷面的腐蝕，在割縫篩管上裝帶犧牲陽極保護(hù)圈.是割縫篩管防腐成功舉措。,我們自有技術(shù)-割縫篩管選材與設(shè)計(jì),割縫篩管防垢技術(shù)雖然較多，但是均受到縫隙尺寸的制約，難以奏效而割縫篩管因其縫隙的加工方法不同，自身存在著防垢能力的差異，自身防垢能力較強(qiáng)的割縫篩管是防垢設(shè)計(jì)的首選。CBN磨削加工割縫具有良好的防垢功能原因:CBN磨削加工割縫表面光潔度高，不易結(jié)垢，CB

48、N磨削加工割縫表面存在滲硼陶瓷結(jié)垢不易結(jié)垢CBN磨削加工割縫表面表面光潔度高存在滲硼陶瓷結(jié)垢抗腐蝕性能也好抗，磨損性能高—是三防篩管,我們自有技術(shù)-割縫篩管選材與設(shè)計(jì),從防磨防腐防垢的角度出發(fā)冷加工CBN磨削制備的割縫篩管與熱加工制備的相比較，具有對套管損傷小，不存在表面爆孔和割縫斷面粗糙、有淬硬層和熱影響區(qū)等缺陷，并且割縫斷面光潔度高、油流通過阻力小，由于CBN磨削的作用，割縫斷面的表層具有小于10微米的薄薄的斷續(xù)的硼化鐵