一種用於低油氣比的原油加熱器及其焊接方法與流程
2023-12-03 02:37:57 1
本發明屬於原油加熱器技術領域，尤其涉及一種用於低油氣比的原油加熱器及其焊接方法。
背景技術：
我國油井工況複雜，有相當部分的油井具有油氣體積比小於20％的較低油氣比，尤其我國西部沙漠地區油井工況更為複雜，晝夜溫差大，風沙大，輸送距離長，人工維護成本高，有大量低油氣比的原油。為解決低油氣比原油常溫流動性差，難於輸送的問題，現有技術常採用原油加熱器對低油氣比原油進行加熱。現有技術中的原油加熱器多為技術成熟且承載能力強的管殼式加熱器；但是管殼式原油加熱器盤管和集管直接焊接連接，盤管和集管直接焊接連接會導致連通處管路通道大小的突變，進而導致內應力的不均勻分布，盤管和集管交匯處多出現應力集中的狀況，並且低油氣比原油容易導致氣液兩相紊流，引起盤管的共振，更促進管殼式原油加熱器在低應力作用下發生非正常開裂失效，故障率較高，使用壽命短。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種用於低油氣比的原油加熱器及其焊接方法，本發明提供的原油加熱器能夠有效避免盤管和集管交匯處的應力集中導致的開裂失效，延長使用壽命。
為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：
本發明提供了一種用於低油氣比的原油加熱器，包括盤管、集管和連通所述盤管與所述集管的錐管；所述錐管的窄端與所述盤管採用焊接方式連接，所述錐管的寬端與所述集管採用焊接的方式連接。
優選的，所述錐管為繞中心軸線的迴轉體，所述錐管的中心軸線垂直於所述集管的中心軸線，所述錐管的中心軸線重合於所述盤管端面的中心軸線。
優選的，所述錐管的窄端內表面與所述盤管內表面在相交處相切；所述錐管窄端的外直徑和所述盤管的外直徑一致；所述錐管窄端的內直徑和所述盤管的內直徑一致。
優選的，所述錐管的內表面為光滑曲面，所述光滑曲面上任意處的一階微分連續。
優選的，所述錐管寬端的外直徑為70～130mm；所述錐管窄端的外直徑為25～40mm；所述錐管的厚度為4～10mm。
本發明提供了一種用於低油氣比的原油加熱器的焊接方法，採用角焊的方法焊接錐管和集管，所述錐管的寬端與所述集管相連接；採用對接焊的方法焊接錐管和盤管，所述錐管的窄端與所述盤管相連接。
優選的，所述角焊的坡口角度為45～60°；所述對接焊的坡口面角度為20～35°。
優選的，所述角焊包括以下步驟：
(1)採用氬弧焊方式對待焊接的集管和錐管進行點固焊；
(2)採用氬弧焊方式對所述點固焊後的集管和錐管進行第一層打底焊；
(3)採用電弧焊所述第一層打底焊後集管和錐管進行填充焊；
(4)採用電弧焊對所述填充焊後的集管和錐管進行蓋面焊。
優選的，所述對接焊包括以下步驟：
(1)採用氬弧焊方式對所述待焊接的盤管和錐管進行點固焊；
(2)採用氬弧焊方式對所述點固焊後的盤管和錐管進行第一層打底焊；
(3)採用氬弧焊對所述第一層打底焊後的盤管和錐管進行填充焊；
(4)採用氬弧焊對所述填充焊後的盤管和錐管進行蓋面焊。
優選的，對所述蓋面焊後集管和錐管以及對所述蓋面焊後的盤管和錐管進行焊後處理，無需進行焊後熱處理，所述焊後處理具體為超聲衝擊，包括以下步驟：
(1)、採用超聲滾珠衝擊頭對焊縫焊趾區的餘高、凹坑和咬邊進行衝擊，得到具有圓滑過渡的焊縫焊趾區；
(2)、採用扁形衝擊頭對焊縫區和熱影響區進行衝擊，得到具有壓應力的焊縫區和具有壓應力的熱影響區。
本發明提供了一種用於低油氣比的原油加熱器，包括盤管、集管和連通所述盤管與所述集管的錐管；所述錐管的窄端與所述盤管採用焊接方式連接，所述錐管的寬端與所述集管採用焊接的方式連接。本發明提供的原油加熱器，在盤管和集管之間採用焊接的方式連接有錐管，通過錐管將盤管和集管連通，避免盤管和集管直接焊接連接導致連通處管道尺寸的突變和內應力的不均勻分布，有效解決了盤管和集管直接交匯處的應力集中導致的開裂失效的問題，延長了原油加熱器的使用壽命。本發明的實施例結果表明，本發明提供的原油加熱器在塔裡木油田低油氣比工況下使用，顯著延遲了原油加熱器的非正常開裂失效，原油加熱器的使用壽命由原來的不超過兩年提高到了3～4年。
進一步的，本發明通過管道均勻變化的錐管連通盤管和集管，在不減少盤管數目的基礎上能夠顯著提高強度，進一步延長了原油加熱器的使用壽命，提高了經濟性。
本發明還提供了上述技術方案所述原油加熱器的焊接方法，本發明提供的焊接方法，無需挪動位置，可原地進行，且無需加熱，避免較大尺寸產品難以在熱處理爐中直接加工的弊端，操作靈活。
進一步的，本發明提供的焊接方法通過超聲衝擊方法進行焊後去應力處理，能夠更為徹底地去除殘餘應力，殘餘應力消除率大於85％。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
圖1為現有技術中油井採用的常規無錐管加熱器的結構圖；
圖2為現有技術中油井採用的常規無錐管加熱器開裂失效圖示；
圖3為本發明實施例提供的原油加熱器中錐管的結構示意圖；
圖4為本發明實施例提供的原油加熱器焊接結構示意圖；
圖5為本發明實施例提供的原油加熱器的局部外觀圖；
圖6為本發明實施例提供的原油加熱器全部外觀圖。
具體實施方式
本發明提供了一種用於低油氣比的原油加熱器，包括盤管、集管和連通所述盤管與所述集管的錐管；所述錐管的窄端與所述盤管採用焊接方式連接，所述錐管的寬端與所述集管採用焊接的方式連接。
本發明提供的原油加熱器採用錐管實現盤管和集管的連通，能夠有效避免盤管和集管交匯處的應力集中導致的開裂失效，延長使用壽命。
本發明提供的用於低油氣比的原油加熱器包括盤管，在本發明中作為加熱管對低油氣比的原油進行加熱。在本發明中，所述低油氣比的原油為本領域技術人員所熟知的油氣體積比不高於20％的原油，本發明中所述油氣體積比是指開採過程中天然氣從原油中逸出，油氣分離，以開採出1噸原油為計量，含有的氣體和原油的體積比。在本發明中，所述盤管優選為螺線型；本發明對所述螺線型盤管的組數沒有特殊要求，本發明實施例中螺線型盤管的組數可具體為8組、10組或12組。在本發明中，對所述盤管的材質沒有特殊要求，採用本領域技術人員所熟知的原油加熱器的加熱管材質即可。在本發明中，所述盤管外直徑優選為25～40mm，進一步優選為30～35mm；在本發明中，所述盤管的厚度優選為4～10mm，與所述錐管的尺寸相一致有助於提高連接的牢固度。在本發明中所述集管和所述錐管的材質一致，優選採用L245NS或者L360NS。
本發明提供的用於低油氣比的原油加熱器包括集管。在本發明中，所述集管的外直徑優選為70～130mm，進一步優選為75～125mm；在本發明中，所述集管的厚度優選為10～25mm，進一步優選為15～20mm。本發明對所述集管的材質沒有特殊要求，採用本領域技術人員所熟知的L360NS，即GB/T9711-2011中的石油天然氣工業管線輸送用鋼管，提高原油加熱器在使用過程中的耐蝕性。
本發明提供的用於低油氣比的原油加熱器包括位於設置在所述盤管和所述集管之間的錐管，所述錐管實現盤管和集管的連通。在本發明中，所述錐管的窄端與所述盤管的埠相接，所述錐管的寬端與所述集管的開口處相接。
在本發明中，所述錐管的厚度優選為4～10mm，本發明實施例中所述錐管的厚度可具體為5mm、6mm、7.5mm、8.0mm、8.5mm、9.0mm或9.5mm。在本發明中，所述錐管各處的厚度優選處處相等，也可以不同部位厚度不等，優選為中間厚，兩端薄；在本發明中，當所述錐管不同部位厚度不等時，不同部位的厚度均勻過渡。在本發明中，所述厚的部位的厚度與所述薄的部位的厚度差不超過6mm。
在本發明中，所述錐管的寬端的外直徑徑優選為70～130mm，進一步優選為75～125mm，更具體為90mm；在本發明中，所述錐管的寬端的外直徑和內直徑均不超過所述集管的相應尺寸。
在本發明中，所述錐管的窄端的外直徑優選為25～40mm，進一步優選為30～35mm。
在本發明中，所述錐管窄端的外直徑和所述盤管的外直徑優選一致；所述錐管窄端的內直徑和所述盤管的內直徑一致。在本發明中，所述錐管窄端的厚度和所述盤管的厚度優選一致。
在本發明中，所述錐管與所述盤管之間、所述集管與所述錐管之間均採用焊接的方式進行連接，進一步的所述錐管與所述盤管優選採用對接焊的方式進行連接，所述錐管和所述集管優選採用角焊的方式進行連接。
在本發明中，所述錐管的窄端內表面與所述盤管內表面在相交處相切。本發明優選將所述錐管的窄端內表面與所述盤管的內表面在相交處相切，提高了所述錐管與所述盤管間的連接牢固度。
在本發明中，所述錐管優選為繞中心軸線的迴轉體；所述錐管的中心軸線優選垂直於所述集管的中心軸線；所述錐管的中心軸線優選重合於所述盤管端面的中心軸線。
在本發明中，所述錐管的內表面優選為光滑曲面，進一步的，所述光滑曲面上任意處的一階微分連續。
本發明提供了一種用於低油氣比的原油加熱器的焊接方法，採用角焊的方法焊接錐管和集管，所述錐管的寬端與所述集管相連接；採用對接焊的方法焊接錐管和盤管，所述錐管的窄端與所述盤管相連接。
在本發明中，對所述錐管和集管採用角焊的方式時，將所述錐管的寬端和所述集管採用角焊的方式進行連接。本發明，所述角焊的坡口的角度優選為45～60°，本發明實施例中坡口的角度可具體為45°、50°或55°。在本發明中，對所述錐管和盤管採用所述對接焊的方式時，將所述錐管的窄端和所述盤管採用對接焊的方式進行連接。本發明，所述對接焊的坡口面角度優選為20～35°，本發明實施例中坡口面角度可具體為22°、25°、28°、30°或35°。
本發明，所述角焊優選包括以下步驟：
(1)採用氬弧焊方式對待焊接的集管和錐管進行點固焊；
(2)採用氬弧焊方式對所述點固焊後的集管和錐管進行第一層打底焊；
(3)採用電弧焊所述第一層打底焊後集管和錐管進行填充焊；
(4)採用電弧焊對所述填充焊後的集管和錐管進行蓋面焊。
本發明進行點固焊前，優選對所述待焊接的集管和錐管進行淨化處理。在本發明中，所述淨化處理優選具體為清除所述角焊的坡口兩側的油汙、鐵鏽和氧化皮；本發明對所述淨化處理的方法沒有特殊的限制，採用本領域技術人員熟知的焊接前淨化處理的技術方案即可。在本發明實施例中，所述坡口兩側可具體為距坡口中間位置10～35mm範圍內。
完成對所述待焊接的集管和錐管的淨化處理後，本發明優選採用氬弧焊方式對所述待焊接的盤管和錐管進行點固焊。在本發明中，所述點固焊優選採用焊絲型號為ER50-G(焊絲牌號為TG50)焊絲，所述焊絲的直徑優選為2.4mm；本發明進行點固焊過程中，優選採用直流正接的方式，所述直流正接的電流優選為100～180A，本發明實施例可具體為105A、108A、110A、120A、130A、140A、150A、160A或180A；所述直流正接的電壓優選為12～20V，本發明實施例中可具體為12.5V、13V、14V、15V、15.5V或16V。
完成對所述待焊接的集管和錐管進行點固焊後，本發明優選採用氬弧焊方式對所述點固焊後的集管和錐管進行第一層打底焊。在本發明中，第一層打底焊優選採用焊絲牌號為TG50焊絲，所述焊絲的直徑優選為2.4mm；本發明進行第一層打底焊過程中，優選採用直流正接的方式，所述直流正接的電流優選為100～180A，在本發明實施例可具體為105A、108A、110A、120A、130A、140A、150A、160A或180A；所述直流正接的電壓優選為12～20V，在本發明實施例中可具體為12.5V、13V、14V、15V、15.5V或16V；在本發明中，第一層打底焊的焊接速度優選為8～16cm/min，在本發明的實施例中，可具體為8.5cm/min、9.0cm/min、10.0cm/min、11.0cm/min、12.0cm/min、13.0cm/min、13.5cm/min、14.0cm/min、14.5cm/min、15.0cm/min或15.5cm/min。
完成對所述點固焊後的集管和錐管的第一層打底焊後，本發明優選對焊層進行測試探傷，測試探傷顯示無焊接缺陷時再進行後續步驟。在本發明中，對所述測試探傷方法沒有特殊要求，採用本領域技術人員所述的測試探傷方法即可，本發明實施例採用100％滲透探傷。
本發明在完成第一層打底焊後或測試探傷顯示無焊接缺陷後，本發明優選採用電弧焊對所述第一層打底焊後的集管和錐管進行填充焊。本發明對電弧焊的方式沒有特殊要求，採用本領域技術人員所熟知的電弧焊方式即可，本發明實施例採用手工電弧焊方式。在本發明中，所述填充焊優選採用型號為J507焊條，所述焊條的直徑優選為3.2mm；本發明進行填充焊過程中，優選採用直流反接的方式，所述直流反接的電流優選為110～150A，在本發明實施例可具體為110A、120A、130A、140A或150A；所述直流反接的電壓優選為20～25V，在本發明實施例中可具體為21.5V、22V、22.5V、23V、23.5V、24.5或24.8V；在本發明中，填充焊的焊接速度優選為8～13cm/min，在本發明的實施例中，可具體為8.5cm/min、8.8cm/min、9.0cm/min、9.2cm/min、9.5cm/min、10.0cm/min、10.2cm/min、10.5cm/min、10.8cm/min、11.0cm/min或12.5cm/min。
完成對所述第一層打底焊後的集管和錐管的填充焊後，本發明優選採用電弧焊對所述填充焊後的集管和錐管進行蓋面焊。在本發明中，蓋面焊優選採用型號為J507焊條，所述焊條的直徑優選為4.0mm；本發明進行蓋面焊過程中，優選採用直流反接的方式，所述直流反接的電流優選為150～190A，在本發明實施例可具體為155A、160A、165A、170A、175A、180A、或185A；所述直流反接的電壓優選為22～28V，在本發明實施例中可具體為23.0V、24V、25.V、26.5V、27.0V、27.5或27.8V；在本發明中，填充焊的焊接速度優選為8～13cm/min，在本發明的實施例中，可具體為8.4cm/min、8.7cm/min、9.0cm/min、9.3cm/min、9.4cm/min、10.0cm/min、10.3cm/min、10.6cm/min、10.9cm/min、11.2cm/min或12.8cm/min。
本發明，所述對接焊優選包括以下步驟：
(1)採用氬弧焊方式對所述待焊接的盤管和錐管進行點固焊；
(2)採用氬弧焊方式對所述點固焊後的盤管和錐管進行第一層打底焊；
(3)採用氬弧焊對所述第一層打底焊後的盤管和錐管進行填充焊；
(4)採用氬弧焊對所述填充焊後的盤管和錐管進行蓋面焊。
本發明進行點固焊前，優選對所述待焊接的盤管和錐管進行淨化處理。在本發明中，所述淨化處理優選具體為清除所述對接焊的坡口及其所述對接焊的坡口兩側的油汙、鐵鏽和氧化皮；本發明對所述淨化處理的方法沒有特殊的限制，採用本領域技術人員熟知的焊接前淨化處理的技術方案即可。在本發明實施例中，所述坡口兩側可具體為距坡口中間位置10～35mm範圍內。
完成對所述待焊接的盤管和錐管進行淨化處理後，本發明優選採用氬弧焊方式對所述待焊接的盤管和錐管進行點固焊。在本發明中，所述點固焊優選採用焊絲牌號為TG50焊絲，所述焊絲的直徑優選為2.4mm；本發明進行點固焊過程中，優選採用直流正接的方式，所述直流正接的電流優選為100～160A，本發明實施例可具體為115A、118A、125A、135A、145A、155A或158A；所述直流正接的電壓優選為12～20V，本發明實施例中可具體為12.3V、13.5V、14.5V、16V、16.5V或17V。
完成對所述待焊接的盤管和錐管進行點固焊後，本發明優選採用氬弧焊方式對所述點固焊後的盤管和錐管進行第一層打底焊。在本發明中，第一層打底焊優選採用焊絲牌號為TG50焊絲，所述焊絲的直徑優選為2.0mm；本發明進行第一層打底焊過程中，優選採用直流正接的方式，所述直流正接的電流優選為100～160A，在本發明實施例可具體為115A、118A、125A、135A、145A、155A或158A；所述直流正接的電壓優選為10～18V，在本發明實施例中可具體為10.5V、11.5V、12.5V、13V、14V、16V、16.5V或17V；在本發明中，第一層打底焊的焊接速度優選為9～15cm/min，在本發明的實施例中，可具體為9.5cm/min、9.8cm/min、10.5cm/min、11.5cm/min、12.5cm/min、13.5cm/min或14.5cm/min。
完成對所述點固焊後的盤管和錐管的第一層打底焊後，本發明優選對焊層進行測試探傷，測試探傷顯示無焊接缺陷時再進行後續步驟。在本發明中，對所述測試探傷方法沒有特殊要求，採用本領域技術人員所述的測試探傷方法即可，本發明實施例採用100％滲透探傷。
本發明在完成第一層打底焊後或測試探傷顯示無焊接缺陷後，本發明優選採用氬弧焊對所述第一層打底焊後的盤管和錐管進行填充焊。在本發明中，所述填充焊優選採用焊絲牌號為TG50焊絲，所述焊絲的直徑優選為2.4mm；本發明進行第一層填充焊過程中，優選採用直流正接的方式，所述直流正接的電流優選為100～160A，在本發明實施例可具體為115A、118A、125A、135A、145A、155A或158A；所述直流正接的電壓優選為10～18V，在本發明實施例中可具體為10.5V、11.5V、12.5V、13V、14V、16V、16.5V或17V；在本發明中，第一層填充焊的焊接速度優選為9～15cm/min，在本發明的實施例中，可具體為9.5cm/min、9.8cm/min、10.5cm/min、11.5cm/min、12.5cm/min、13.5cm/min或14.5cm/min。
完成對所述第一層打底焊後的盤管和錐管的填充焊後，本發明優選採用氬弧焊對所述填充焊後的盤管和錐管進行蓋面焊。在本發明中，所述蓋面焊優選採用焊絲牌號為TG50焊絲，所述焊絲的直徑優選為2.4mm；本發明進行第一層填充焊過程中，優選採用直流正接的方式，所述直流正接的電流優選為100～160A，在本發明實施例可具體為115A、118A、125A、135A、145A、155A或158A；所述直流正接的電壓優選為10～18V，在本發明實施例中可具體為10.5V、11.5V、12.5V、13V、14V、16V、16.5V或17V；在本發明中，第一層填充焊的焊接速度優選為9～15cm/min，在本發明的實施例中，可具體為9.5cm/min、9.8cm/min、10.5cm/min、11.5cm/min、12.5cm/min、13.5cm/min或14.5cm/min。
本發明優選對所述蓋面焊後集管和錐管以及對所述蓋面焊後的盤管和錐管進行焊後處理，無需進行焊後熱處理。在本發明中，所述焊後處理的溫度優選為20～25℃。在本發明中，所述焊後處理的方法優選為超聲衝擊方法；在本發明中，優選採用超聲滾珠衝擊頭對焊縫焊趾區的餘高、凹坑和咬邊進行衝擊，得到具有圓滑過渡的焊縫焊趾區，進而顯著降低焊縫焊趾處的應力集中，減少應力集中導致的開裂，從而達到提高產品疲勞壽命的目的。本發明採用超聲滾珠衝擊頭進行的所述衝擊的電流優選為1.8～2.4A，進一步優選為1.9～2kw；本發明採用超聲滾珠衝擊頭進行的所述衝擊的速度優選為20～40m/h，進一步優選為22～30m/h；本發明採用超聲滾珠衝擊的所述衝擊的頻率優選為1.5～2.2wHz，進一步優選為1.8～2wHz。
本發明優選採用扁形衝擊頭對焊縫區和熱影響區進行衝擊，得到具有壓應力的焊縫區和具有壓應力的熱影響區，通過變形衝擊頭的衝擊作用，將焊縫區和熱影響區的拉應力轉變為壓應力，減少因焊接收縮產生裂紋的機率，進而延長原油加熱器的使用壽命，更為徹底地去除殘餘應力，殘餘應力消除率大於85％。本發明採用超聲滾珠衝擊頭進行的所述衝擊的電流優選為1.8～2.4A，進一步優選為1.9～2kw；本發明採用扁形衝擊頭進行的所述衝擊的速度優選為20～40m/h，進一步優選為22～30m/h；本發明採用扁形衝擊頭的所述衝擊的頻率優選為1.5～2.2wHz，進一步優選為1.8～2wHz。
本發明提供了一種用於低油氣比的原油加熱器，包括盤管、集管和連通所述盤管與所述集管的錐管；所述錐管的窄端與所述盤管採用焊接方式連接，所述錐管的寬端與所述集管採用焊接的方式連接。本發明提供的原油加熱器，在盤管和集管之間採用焊接的方式連接有錐管，通過錐管將盤管和集管連通，避免盤管和集管直接焊接連接導致連通處管道尺寸的突變，內應力的不均勻分布，有效解決了盤管和集管直接交匯處的應力集中導致的開裂失效的問題，延長了原油加熱器的使用壽命。
本發明還提供了上述技術方案所述原油加熱器的焊接方法，本發明提供的焊接方法，無需挪動位置，可原地進行，且無需加熱，避免較大尺寸產品難以在熱處理爐中直接加工的弊端，操作靈活。
進一步的，本發明通過管道均勻變化的錐管連通盤管和集管，在不減少盤管數目的基礎上能夠顯著提高強度，進一步延長了原油加熱器的使用壽命，提高了經濟性；
進一步的，本發明提供的焊接方法通過超聲衝擊方法進行焊後去應力處理，能夠更為徹底地去除殘餘應力，殘餘應力消除率大於85％。
下面結合實施例對本發明提供的用於低油氣比的原油加熱器及其焊接方法進行詳細的說明，但是不能把它們理解為對本發明保護範圍的限定。
實施例1
500KW原油加熱器，採用12組螺線盤管作為加熱管，在盤管和集管的聯接處，連接一個錐管，將錐管分別焊接在盤管和集管上。其中集管和錐管材質均採用L360NS，集管外直徑尺寸為80mm，管厚度為10mm，錐管寬端外直徑為80mm，錐管窄端直徑為25mm，錐管的管壁厚度兩端為7mm，錐管的中間部位管壁厚度為10mm，錐管的內表面為光滑曲面，該曲面上任意處的一階微分連續，錐管的窄端內表面與盤管的內表面相切。
集管和錐管採用角焊的方式連接：
(1)、坡口角度為50度，清除坡口及其兩側各20mm範圍內的油汙、鐵鏽、氧化皮雜物；
(2)、對錐管和集管首先採用氬弧焊進行點固焊，採用直徑的TG50焊絲,直流正接，電流為100A，電壓為12V；
(3)、採用氬弧焊進行第一層打底焊，採用直徑的TG50焊絲,直流正接，電流為110A，電壓為14V，焊接速度為12cm/min。打底焊完畢後進行100％PT探傷，無焊接缺陷合格後再進行下一步；
(4)、採用手工電弧焊進行填充焊，採用直徑的J507焊條，直流反接，電流為130A，電壓為22V，焊接速度為10cm/min；
(5)、採用手工電弧焊進行蓋面焊，採用φ4直徑的J507焊條，直流反接，電流為170A，電壓為24V，焊接速度為10cm/min。
(6)、用頻率為2萬赫茲的滾珠超聲衝擊頭，輸出功率為2kw，將焊縫焊趾處的餘高、凹坑和咬邊衝擊成圓滑的幾何過渡。
(7)用同樣的工藝參數更換扁形衝擊頭衝擊焊縫區，將焊縫區和熱影響區的拉應力轉變為壓應力。
盤管和錐管採用對接焊方式進行連接：
(1)、坡口面角度為25度，清除坡口及其兩側各20mm範圍內的油汙、鐵鏽、氧化皮雜物
(3)、對錐管和集管首先採用氬弧焊進行點固焊，採用φ2直徑的TG50焊絲,直流正接，電流為100A，電壓為12V；
(3)、採用氬弧焊進行第一層打底焊，採用φ2直徑的TG50焊絲,
直流正接，電流為140A，電壓為16V，焊接速度為13cm/min。打底焊完畢後進行100％PT探傷，無焊接缺陷合格後再進行下一步；
(4)、採用氬弧焊進行填充焊，採用φ2.4直徑的TG50焊絲，直流正接，電流為140A，電壓為17V，焊接速度為11cm/min；
(5)、採用氬弧焊進行蓋面焊，採用φ2.4直徑的TG50焊絲，直流正接，電流為160A，電壓為15V，焊接速度為9cm/min。
(6)、用頻率為1.8萬赫茲的滾珠超聲衝擊頭，電流為2A，速度為20m/h，將焊縫焊趾處的餘高、凹坑和咬邊衝擊成圓滑的幾何過渡。
(7)用同樣的工藝參數更換扁形衝擊頭衝擊焊縫區，將焊縫區和熱影響區的拉應力轉變為壓應力。
焊接完成後得到的原油加熱器的局部結構示意圖如圖5所示，其中9為盤管，10為錐管，11為集管；原油加熱器焊接結構示意圖如圖4所示，其中5為盤管，6為對接焊縫，7為錐管，8為角焊縫，所得到的原油加熱器中的錐管如圖3所示，其中3為錐管窄端，4為錐管寬端；現有技術中油井採用的常規無錐管加熱器的結構圖如圖1所示，其中1為盤管，2為集管，可以看出，現有技術中原油加熱器的盤管和集管直接連接，現有技術中油井採用的常規無錐管加熱器開裂失效如圖2所示。
將製得的原油加熱器在塔裡木油田低油氣比工況下使用，使用壽命達到3～4年，相比傳統方法製得的原油加熱器在同樣環境使用時間不超過兩年，壽命得到顯著延長，經濟效益可觀。
實施例2
600KW原油加熱器，採用12組螺線盤管作為加熱管，在盤管和集管的聯接處，連接一個錐管，將錐管分別焊接在盤管和集管上。其中集管和錐管材質均採用L360NS，集管外直徑尺寸為110mm，管厚度為12mm，錐管寬端外直徑為110mm，錐管窄端外直徑為40mm，錐管的管壁厚度兩端為8mm，中間部位為10mm，厚度均勻過渡，錐管的內表面為光滑曲面，該曲面上任意處的一階微分連續，錐管的窄端內表面與盤管的內表面相切。
集管和錐管採用角焊的方式連接：
(1)、坡口角度為60度，清除坡口及其兩側各20mm範圍內的油汙、鐵鏽、氧化皮雜物；
(2)、對錐管和集管首先採用氬弧焊進行點固焊，採用直徑的TG50焊絲，直流正接，電流為110A，電壓為12V；
(3)、採用氬弧焊進行第一層打底焊，採用直徑的TG50焊絲，直流正接，電流為120A，電壓為16V，焊接速度為11cm/min。打底焊完畢後進行100％PT探傷，無焊接缺陷合格後再進行下一步；
(4)、採用手工電弧焊進行填充焊，採用直徑的J507焊條，直流反接，電流為130A，電壓為22V，焊接速度為10cm/min；
(5)、採用手工電弧焊進行蓋面焊，採用φ4直徑的J507焊條，直流反接，電流為180A，電壓為26V，焊接速度為12cm/min。
(6)、用頻率為2萬赫茲的滾珠超聲衝擊頭，輸出電流為2.3A，速度為25m/h，將焊縫焊趾處的餘高、凹坑和咬邊衝擊成圓滑的幾何過渡。
(7)用同樣的工藝參數更換扁形衝擊頭衝擊焊縫區，將焊縫區和熱影響區的拉應力轉變為壓應力。
盤管和錐管採用對接焊方式進行連接：
(1)、坡口面角度為30度，清除坡口及其兩側各20mm範圍內的油汙、鐵鏽、氧化皮雜物；
(2)、對錐管和盤管首先採用氬弧焊進行點固焊，採用φ2.0直徑的TG50焊絲,直流正接，電流為140A，電壓為16V；
(3)、採用氬弧焊進行第一層打底焊，採用φ2直徑的TG50焊絲，直流正接，電流為140A，電壓為16V，焊接速度為13cm/min。打底焊完畢後進行100％PT探傷，無焊接缺陷合格後再進行下一步；
(4)、採用氬弧焊進行填充焊，採用φ2.4直徑的TG50焊絲，直流正接，電流為140A，電壓為17V，焊接速度為11cm/min；
(5)、採用氬弧焊進行蓋面焊，採用φ2.4直徑的TG50焊絲，直流正接，電流為160A，電壓為15V，焊接速度為9cm/min。
(6)、用頻率為2.2萬赫茲的滾珠超聲衝擊頭，電流為2A，速度為20m/h，將焊縫焊趾處的餘高、凹坑和咬邊衝擊成圓滑的幾何過渡。
(7)用同樣的工藝參數更換扁形衝擊頭衝擊焊縫區，將焊縫區和熱影響區的拉應力轉變為壓應力。
焊接完成後得到的原油加熱器的局部結構示意圖如圖5所示，其中9為盤管，10為錐管，11為集管；原油加熱器焊接結構示意圖如圖4所示，其中5為盤管，6為對接焊縫，7為錐管，8為角焊縫，所得到的原油加熱器中的錐管如圖3所示，其中3為錐管窄端，4為錐管寬端；現有技術中油井採用的常規無錐管加熱器的結構圖如圖1所示，其中1為盤管，2為集管，可以看出，現有技術中原油加熱器的盤管和集管直接連接，現有技術中油井採用的常規無錐管加熱器開裂失效如圖2所示。
將製得的原油加熱器在塔裡木油田低油氣比工況下使用，使用壽命達到3～4年，相比傳統方法製得的原油加熱器在同樣環境使用時間不超過兩年，壽命得到顯著延長，經濟效益可觀。
實施例3
500KW原油加熱器，採用12組螺線盤管作為加熱管，在盤管和集管的聯接處，連接一個錐管，將錐管分別焊接在盤管和集管上。其中集管和錐管材質均採用L245NS，集管外直徑尺寸為φ85mm，管厚度為15mm，錐管寬端外直徑為φ85mm，錐管窄端外直徑為30mm，錐管的管壁厚度兩端為6mm，錐管的中間部位管壁厚度為9mm，錐管的內表面為光滑曲面，該曲面上任意處的一階微分連續，錐管的窄端內表面與盤管的內表面相切。
集管和錐管採用角焊的方式連接：
(1)、坡口角度為55度，清除坡口及其兩側各20mm範圍內的油汙、鐵鏽、氧化皮雜物；
(2)、對錐管和集管首先採用氬弧焊進行點固焊，採用直徑的TG50焊絲,直流正接，電流為120A，電壓為14V；
(3)、採用氬弧焊進行第一層打底焊，採用直徑的TG50焊絲,直流正接，電流為120A，電壓為15V，焊接速度為10cm/min。打底焊完畢後進行100％PT探傷，無焊接缺陷合格後再進行下一步；
(4)、採用手工電弧焊進行填充焊，採用直徑的J507焊條，直流反接，電流為140A，電壓為24V，焊接速度為12cm/min；
(5)、採用手工電弧焊進行蓋面焊，採用φ4直徑的J507焊條，直流反接，電流為170A，電壓為26V，焊接速度為12cm/min。
(6)、用頻率為1.8萬赫茲的滾珠超聲衝擊頭，輸出電流為2A，將焊縫焊趾處的餘高、凹坑和咬邊衝擊成圓滑的幾何過渡。
(7)、用同樣的工藝參數更換扁形衝擊頭衝擊焊縫區，將焊縫區和熱影響區的拉應力轉變為壓應力。
盤管和錐管採用對接焊方式進行連接：
(1)、坡口面角度為25度，清除坡口及其兩側各20mm範圍內的油汙、鐵鏽、氧化皮雜物
(3)、對錐管和集管首先採用氬弧焊進行點固焊，採用φ2直徑的TG50焊絲,直流正接，電流為100A，電壓為12V；
(3)、採用氬弧焊進行第一層打底焊，採用φ2直徑的TG50焊絲,
直流正接，電流為140A，電壓為16V，焊接速度為13cm/min。打底焊完畢後進行100％PT探傷，無焊接缺陷合格後再進行下一步；
(4)、採用氬弧焊進行填充焊，採用φ2.4直徑的TG50焊絲，直流正接，電流為140A，電壓為17V，焊接速度為11cm/min；
(5)、採用氬弧焊進行蓋面焊，採用φ2.4直徑的TG50焊絲，直流正接，電流為160A，電壓為15V，焊接速度為9cm/min。
(6)、用頻率為2萬赫茲的滾珠超聲衝擊頭，電流為2A，速度為20m/h，將焊縫焊趾處的餘高、凹坑和咬邊衝擊成圓滑的幾何過渡。
(7)用同樣的工藝參數更換扁形衝擊頭衝擊焊縫區，將焊縫區和熱影響區的拉應力轉變為壓應力。
焊接完成後得到的原油加熱器的局部結構示意圖如圖5所示，其中9為盤管，10為錐管，11為集管；原油加熱器焊接結構示意圖如圖4所示，其中5為盤管，6為對接焊縫，7為錐管，8為角焊縫，所得到的原油加熱器中的錐管如圖3所示，其中3為錐管窄端，4為錐管寬端；現有技術中油井採用的常規無錐管加熱器的結構圖如圖1所示，其中1為盤管，2為集管，可以看出，現有技術中原油加熱器的盤管和集管直接連接，現有技術中油井採用的常規無錐管加熱器開裂失效如圖2所示。
將製得的原油加熱器在塔裡木油田低油氣比工況下使用，使用壽命達到3～4年，相比傳統方法製得的原油加熱器在同樣環境使用時間不超過兩年，壽命得到顯著延長，經濟效益可觀。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。