一、石油筛缝管的激光切割原理

      石油筛缝管是在石油套管或油管上用多种方式切割出多条一定规格的纵向或螺旋直排、交错式缝隙，采用特殊超薄切割片或者光束切割后而成，其缝宽为0.2-0.5mm。缝截面为矩形、梯形(梯形角度为3°-8°)和特形（圆孔）等多种形态，缝隙的布置可根据用户要求进行加工。割缝筛管安装于油井、水井或地热井等无缝或焊接钢制井管最下端，用以将所开采的液体与地层中的砂石分离的一种特殊管型。由于地层的基本结构特点和接触的砂石粒度各不相同，开采液体粘稠度也存在差异，因而所需筛管的孔缝规格及形状也各有不同。开采石油时使用割缝管，可以滤掉大量砂尘，降低油管维修率。

大族激光悬臂（B系列）激光切割机对石油筛缝管的切割

      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。

二、激光切割石油筛缝管的主要技术参数

管材类别：石油套管、油管；

管长（单根）：≤12m；

管材外径：50～210mm（长度≤12m）；

壁厚：≤10mm；

缝宽：（0.10～4）mm ±0.03mm；

缝数：任意；

布缝类型：平行、交错、螺旋；

轴表缝距：任意。

三、石油筛缝管切管流程

3.1、选管：选出尺寸合适，外表无缺陷的原材料管。

3.2、车螺纹：在车丝机上加工螺纹，按螺纹标准检验。

3.3、配螺母：两端装螺母。

3.4、表面处理，除油漆或铁锈：清除表面的锈蚀、油漆，以便激光加工。

3.5、切割：根据切割技术要求激光切割出满足要求的缝，主要是宽度和长度。按图纸要求加工割缝，按图纸要求，采用塞尺进行检测缝宽。

3.6、除渣。除去内外表面的熔渣。

3.7、油漆喷码：按要求进行工件上喷码。

3.8、检测：检测包含缝宽、火柴头、爆孔等

3.9、包装：包装成三角形。

3.10、出货。

石油筛缝管局部1

四、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API Spec 5CT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。

五、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。

      5.1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。

      5.2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。

      5.3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。

      5.4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。

      激光切割管可能出现的质量缺陷还有很多，如分度不均、锯齿形及锥形缝等，每类缺陷产生的原因也不相同。减少加工缺陷，提高筛管加工质量，需要做好以下几个方面的工作：选用高质量的套管，尽量减少套管的弯曲变形；加工前应对套管内外表面进行必要的预处理；制定严格的激光加工工艺规程；不断摸索，针对不同规格的筛管优化加工工艺参数；选用合理的加工工序，如先进行一段距离的轴向切割，再进行周向切割，这样可以减少套管的热变形，提高加工质量，定期对设备进行检验校核，如分度机构、支撑机构的磨损会造成切割精度的降低。