加重鉆桿

加重鉆桿作為過渡部件，連接在鉆桿和鉆鋌之間，為改善剛性鉆鋌和柔性鉆桿連接易發(fā)生的疲勞破壞，加重鉆桿的兩端接頭和中間加厚部分常敷焊有耐磨帶，以便提高其抗磨損能力。作為國(guó)產(chǎn)耐磨帶焊接材料的領(lǐng)軍單位，北京固本科技有限公司公開了該公司為客戶提供的加重鉆桿耐磨帶敷焊工藝。

1　焊接設(shè)備檢驗(yàn)

1）檢查設(shè)備電源是否穩(wěn)定，電流應(yīng)為200～320A，電壓為24～34V，CO2純度為100％，且氣體流量表頭指示正確。

2）檢查焊槍頭是否安裝正確，角度和位置應(yīng)準(zhǔn)確，焊槍頭應(yīng)清潔干凈。

3）檢查送絲機(jī)構(gòu)是否正常工作，焊絲饋送是否正常且張緊。

2　材料檢驗(yàn)

1）觀察鉆桿接頭表面，保證表面干凈，清除各種雜質(zhì)（如粉塵、污物、油脂、油漆和表面涂層等），清除螺紋處潤(rùn)滑劑及積存化合物。

2）確保工件在電焊機(jī)卡盤位置準(zhǔn)確、找正，確保堆焊部位的同心度≤0.76mm。

3）用石棉布將鉆桿接頭兩端堵死或者用膠布粘住護(hù)絲扣，阻止內(nèi)部氣體流動(dòng)。

3耐磨帶焊接材料

KB300耐磨帶焊絲是北京固本科技有限技術(shù)公司的“第二代”產(chǎn)品，是一種包括鎳、硼和鈮的鐵基合金，屬于無(wú)鉻金屬材料，對(duì)環(huán)境污染小，可以在KB100和KB150舊耐磨帶上直接加焊；洛氏硬度高達(dá)60以上，耐磨能力較強(qiáng)，可在極度研磨地質(zhì)結(jié)構(gòu)的裸眼地層中使用，同時(shí)可降低對(duì)套管的磨損，對(duì)套管內(nèi)側(cè)的徑向磨損為最低。

4　敷焊耐磨帶

1）按工藝參數(shù)進(jìn)行預(yù)熱，記錄預(yù)熱溫度并確保在規(guī)定范圍，內(nèi)且預(yù)熱應(yīng)該是滲透預(yù)熱，而不是表面預(yù)熱。

2）按工藝參數(shù)調(diào)整焊機(jī)進(jìn)行施焊，填寫耐磨帶施焊及外觀檢查記錄，隨時(shí)注意冷卻水溫，不得超過50℃。

3）控制堆焊耐磨帶鉆桿的冷卻速率。為保證所要求的緩慢冷卻速率，堆焊后的鉆桿應(yīng)立即用保溫毯或者保溫罐包裹，在靜止空氣中自然冷卻。

4）修磨耐磨帶的重疊區(qū)域、飛濺焊渣和焊瘤，使耐磨帶表面平整。打磨工作應(yīng)該在鉆桿冷卻到60℃以下時(shí)進(jìn)行。

5　焊接工藝參數(shù)

北京固本kb300耐磨帶焊絲直徑1.6mm，焊接電流200~320A，焊接電壓24~34V，保護(hù)氣體為100%CO2，保護(hù)氣體流量為14~16.5L/min，焊絲伸出長(zhǎng)度20~28.6mm，焊嘴與中心距離12.7~38.1mm，槍擺幅度19~25.4mm。

6　焊后檢驗(yàn)

1）外觀檢測(cè)。焊后耐磨帶外觀百分百目測(cè)，焊接區(qū)域不應(yīng)存在焊渣、焊濺物、橫越區(qū)高點(diǎn)或突起，若存在需打磨清除，否則視為不合格。

2）尺寸檢驗(yàn)。最終耐磨帶尺寸應(yīng)符合圖樣尺寸公差要求。

3）北京固本kb300耐磨帶敷焊會(huì)有裂紋出現(xiàn)，但裂紋并不影響其使用性能，耐磨帶橫向裂紋通常為38～75mm，若裂紋空間間隙＜38mm或裂紋寬度＞1．6mm，則此耐磨帶不合格，有任何周向裂紋或剝離傾向裂紋都是不合格的。

4）無(wú)損探傷。對(duì)耐磨帶兩側(cè)25mm范圍內(nèi)熱影響區(qū)表面進(jìn)行100％濕磁粉探傷，要求集體無(wú)裂紋，否則視為不合格。

5）耐磨帶過多的空穴（砂眼或氣孔）是不合格的，嚴(yán)重的咬邊也是不合格的。

注：此加重鉆桿耐磨帶敷焊工藝由北京固本科技有限公司制定和發(fā)布，僅適用于北京固本耐磨帶焊絲。使用其他耐磨帶焊接材料時(shí)，文檔內(nèi)容僅供參考。

隨著石油鉆探開采的發(fā)展，各類加重鉆桿在石油鉆探開采中的需求越來越大，用戶對(duì)產(chǎn)品使用性能的要求也越來越高。北京固本科技有限公司采取合理的焊接工藝方法，以實(shí)現(xiàn)低成本高效率且又能滿足產(chǎn)品技術(shù)要求的耐磨帶焊接。

1、焊接設(shè)備的選型

（1）根據(jù)加重鉆桿耐磨帶和堆焊的特殊性，在設(shè)備選擇上選用電壓為22V~28V、電流為240A~320A的CO2氣體保護(hù)焊焊機(jī)。

（2）焊機(jī)送絲機(jī)構(gòu)運(yùn)行要平穩(wěn)，速度可調(diào)，壓絲輪壓緊度適中，可調(diào)，送絲速度為6~12min，可調(diào)。

（3）所用夾緊鉆桿接頭裝置能夠在焊槍下正、反旋轉(zhuǎn)鉆桿接頭，轉(zhuǎn)速可調(diào)。

（4）夾緊焊槍并帶動(dòng)焊槍擺動(dòng)，擺頻為30-90min-1，可調(diào)，擺幅為15~40mm，可調(diào)。

（5）焊槍上、下、左、右均可大范圍移動(dòng)。

2、焊接材料的選用

在焊接材料的選用上，考慮既要避免焊縫中裂紋的產(chǎn)生，同時(shí)又要保證焊接接頭的強(qiáng)度滿足產(chǎn)品的性能要求。為此，選擇了焊接質(zhì)量穩(wěn)定，且熔敷速度高，焊接效率明顯的北京固本kb100耐磨帶焊絲，直徑為1.6mm。

北京固本kb100耐磨帶焊絲是一種包含鉻、錳和鉬的鐵基合金，可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫焊接;洛氏硬度達(dá)50以上，可較好地保護(hù)鉆桿接頭；固有的低摩擦因數(shù)是KB100耐磨合金最顯著的特性，在北京固本系列產(chǎn)品中其減摩性能最優(yōu)，可有效降低鉆井管柱與套管、隔水管、防噴器接觸造成的磨損，延長(zhǎng)相關(guān)設(shè)備的使用壽命。

3、焊前準(zhǔn)備

（1）檢查鉆桿接頭表面，保證表面干凈，沒有任何雜質(zhì)，如飛塵、污物、油脂和油漆等。

（2）對(duì)于鉆桿接頭，使用角磨機(jī)上的砂輪或金屬刷清除接頭上的雜物。

（3）檢查并確保CO2保護(hù)氣體的純度>99.8%，最低不應(yīng)<99.5%。

4、預(yù)熱

（1）預(yù)熱溫度為250~320℃。

（2）預(yù)熱為滲透預(yù)熱，非表面預(yù)熱。

5、焊接工藝要求

（1）正式生產(chǎn)之前，在同樣的直徑、厚度和材料等級(jí)的工件上精細(xì)地調(diào)試設(shè)備，并記錄各項(xiàng)工藝參數(shù)。將101mm長(zhǎng)的焊縫分為4條環(huán)焊縫來焊接，將76mm長(zhǎng)的焊縫分為3條環(huán)焊縫來焊接，均可得到每段長(zhǎng)約25mm的焊縫，有利于后面的焊槍擺弧調(diào)整。

（2）焊接操作者應(yīng)該調(diào)整設(shè)備，從而能夠得到平整或微凸的焊帶形狀。

（3）在18°臺(tái)肩上焊接耐磨帶時(shí)，確保耐磨帶連續(xù)緊貼接頭臺(tái)肩切出的溝槽邊緣。焊帶不應(yīng)高于臺(tái)肩臨近處的表面，否則應(yīng)用角磨機(jī)打磨至齊平。

6、焊接參數(shù)

焊接電流260~280A、電壓24~26V，焊焊槍擺動(dòng)速度70~90次·min-1，焊槍擺動(dòng)寬度24~25mm，伸出焊絲與鉆桿中心的垂直方向角度17~19°，燃弧點(diǎn)與鉆桿中心的水平距離25~35mm，焊絲干伸長(zhǎng)20~25mm，CO2氣體流量18~20L/min。

7、焊后保溫

焊后保溫是強(qiáng)制性要求，耐磨帶焊接完成之后，應(yīng)立即使用熱絕緣好的石棉布保溫緩慢冷卻。包裹焊好的耐磨帶接頭必須在空氣靜止的環(huán)境下進(jìn)行，禁止通風(fēng)扇在接頭逐漸冷卻的過程中直接吹接頭。

8、焊后清理

根據(jù)需要可以用砂輪機(jī)打磨耐磨帶的重疊區(qū)域、飛濺的渣子和較小的焊瘤，使耐磨帶表面平滑。但是，任何打磨工作都應(yīng)該在鉆桿接頭冷卻到70℃以下進(jìn)行。

注：此耐磨帶焊接工藝流程由北京固本科技有限公司制定和發(fā)布，僅適用于北京固本KB100/KB150/KB300/KB350型耐磨帶焊絲。使用其他耐磨帶焊接材料時(shí)，文檔內(nèi)容僅供參考。