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光纤激光切割机在石油管道行业中的应用

时间:2022-09-20 来源:鸿镭激光 作者:激光超市 浏览:11 次

石油钻探过程中,疏松地层防砂是油井完井和采油工程设计中最关键部分之一。一般是在管子的周边加工大量细小的缝隙来阻挡大部分地砂层。激光切割的重要特点在于,它可以切割出外宽内窄或者外窄内款的梯度型切缝,使石油筛缝管具有更好的性能。

石油输送过程中,一般采用不锈钢+碳钢或者是普通钢材+合金钢的复合管设计,在复合管的焊接与裁切上,激光切割机以其多角度坡角精密度切割,切割出适合石油钻采和输送过程中需要的管材管件。

石油筛缝管激光切割机原理

激光切割石油筛缝管是利用聚焦的高功率密度激光束照射在筛管上,激光束的高能量加上氧气辅助,由此引起激光在套管表面作用点的温度急剧升高,工件材料局部熔化或气化而形成孔洞,辅助氧气一方面参与激光氧化切割,一方面吹走熔渣,从而形成激光、氧化切割。当套管和激光束相对运动时就可以在套管上切割出缝。

激光切割筛管与传统机械加工方法相比具有以下优点:激光切割属于无接触加工,因而不存在刀具磨损;切割无噪声,易于实现加工的自动化;激光切割的效率高,通常加工一条缝仅需几秒,是机械加工效率的几十倍,加工成本低;激光切割的加工精度高,缝形规整;激光切割的加工范围广,不但可以加工直线矩形缝,而且可以加工梯形缝、曲线缝、圆孔等不同规格的缝隙。一次切割缝口宽度可以达到:0.2±0.05mm至0.5±0.05mm。

性能与规格

割缝筛管:割缝筛管按用途可分两大类:即石油割缝管和采水割缝管,分别采用各种钢级管材。符合APISpec5CT及中国石油物资装备总公司《油管套管订货补充条件》的规定,适应各种要求。

“PRS”筛管(“PRS”筛管包括:绕丝筒式筛管、直绕丝式筛管、冲缝(孔)筒式筛管)

绕丝筛管的缝隙可以在基管(油、套管)上精确的任意缠绕,缝宽可以控制在0.15—0.5±0.05㎜以内,能够满足井下防砂的需要。不锈钢丝具有抗酸、碱、盐腐蚀,缝隙不会因为腐蚀而变宽。

冲缝(孔)筒式筛管的过滤套内部由基管(套、油管)支撑,具有足够的整体强度抵抗地层的挤压变形,即使变形,受压部位的缝隙也不会增大,克服了冲缝筛管在受外部挤压时,受压部位在外力的作用下使缝隙减小或闭合的缺点,因此防砂可靠性高。

镶嵌式筛管:镶嵌式筛管的筛件是采用特殊材料铸成的,所以缝隙较小而且分布均匀,尽管镶嵌在管体内并进行了两次固定,但易脱落。

激光切割质量缺陷及分析

激光切割筛管的关键在于合理地选用工艺参数,主要包括:激光器的功率、焦点的位置、脉冲频率和占空比、切割进给速度、辅助气体压力及切割头喷嘴规格等。加工中如果选用的工艺参数不合理,就会出现不同的加工质量缺陷,严重的情况下可能造成整根筛管的报废,以下是激光加工过程中常见的几种质量缺陷。

1、爆孔(或火柴头):造成这种缺陷的主要原因有:打孔时激光输出功率过高,脉冲频率过快,筛管壁厚不均。

2、勾头:这种缺陷出现在宽缝加工过程中,主要原因是切割头在折弯处的速度没有调整好或者切割头和筛管的联动没有协调好。

3、外喷渣:产生这种缺陷的原因是打孔时激光器功率过低,脉冲频率过快,熔渣反喷造成的。应调整激光输出功率和打孔脉冲频率来减少或避免熔渣外喷。对于少量的外喷渣缺陷,需要进行表面抛光处理。

4、超宽和内挂渣:超宽产生的原因是切割过程中激光输出功率过高,进给速度过慢,辅助气体压力过低,引起筛管基体烧蚀造成的。内挂渣是筛管切割过程中容易出现且难以解决的技术难题。加工梯形缝时内挂渣出现的几率更大,生产中主要通过提高辅助气体的压力和其他相应的工艺措施来避免内挂渣的产生。

鸿镭激光是国内一家专业生产研发金属激光切割机的企业,属于国内激光切割机生产领域的标杆企业。经过多年的打理研发和创新,研制生产出的激光设备电光转换效率高、光束质量好、性能稳定、性价比高,多项技术处于国内同行业领先地位。生产的激光设备畅销全国各地的众多大中型重点生产企业与上市公司。

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