钻杆耐磨敷焊材料及常用的敷焊工艺

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　　钻杆接头外表面的磨损机理以显微切削为主同时兼有腐蚀作用。对于这种磨损其基本对策是大幅度提高接头工作面的硬度。一般接头寿命约为管体寿命的几分之一，如果在接头外径部分敷焊耐磨带，可大幅度提高接头的耐磨性，延长使用寿命。为了提高接头的使用寿命，目前外表面喷涂或堆焊耐磨合金带的方法在国内外已被广泛采用。多年的实践表明，采用碳化钨耐磨带在裸眼中能较好地保护钻杆，但其与套管的摩擦力较大，无论对套管还是钻杆接头磨损都比较快，因此在国际钻井工程招标中和国内较深井都被禁止使用。
0 p# l  j- {9 L. e　　1钻杆耐磨敷焊材料
　　目前我国的钻杆耐磨敷焊材料主要以北京固本公司的KB100、KB150、KB300和KB350耐磨带焊丝以及PR系列的铁基、碳化钨基自熔性合金粉末为主。
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　　2钻杆耐磨带常用的敷焊工艺
　　常用的敷焊工艺有钻杆接头铠装焊、氧-炔焰堆焊、等离子堆焊、自动气体保护堆焊等。焊接设备一般选用自动或半自动气体保护焊机(如DP-500、NBC-500)。针对不同耐磨材料选择不同的敷焊工艺，要求耐磨带敷焊宽度30~50mm，高度2.5mm以上;耐磨带表面鱼鳞状花纹均匀、致密、平整、光滑;无过多残渣、飞溅，无咬边现象，边缘齐整;与基体熔合较好，无较大裂纹和针孔，无脱落、掉块。焊前的预热、焊后的回火保温在一定程度上影响着耐磨带的性能，多数钻杆耐磨敷焊材料存在碳冷裂、热微裂及铬冷裂现象。现场常用的钻杆耐磨敷焊工艺有:铠装焊、氧-炔焰堆焊、自动气体保护喷涂或堆焊。
　　2.1钻杆接头铠装焊
　　钻杆接头的铠装面通过电弧的短暂高温加热呈熔融状态，与加入的耐磨材料(一般采用铸造WC)融合在一起，冷却后形成约3~6mm的耐磨带。耐磨层略高出接头表面，硬度达HRC55以上，具有较高的耐磨性。
　　2.2氧-炔焰堆焊
　　将管装粒状WC焊条熔化后，在钻杆接头外表面堆焊成耐磨层。堆焊温度一般为1600~1700℃，WC不会发生组织转变仍保持其本身的高硬度和高耐磨性。在堆焊过程中，铸造WC并不熔化，而是借助焊条钢管与接头基体金属的熔化被粘在一起的，耐磨层有细小裂纹，会出现焊层掉块现象。
4 |0 l& [  T( f$ n2 }6 V, S9 D( `　　2.3自动气体保护喷涂或堆焊
　　自动气体保护喷涂或堆焊就是使用特殊结构的焊枪产生等离子弧、埋弧，在接头的表面融化堆上一层敷焊材料。这种方法熔深小、堆焊硬度合金稳定、组织均匀、无夹渣、不易产生裂纹和气孔。
　　目前鄂北工区多采用铁基粉类等离子喷涂堆焊耐磨带，敷焊时不预热，焊后采用铝-硅棉保温套保温10 min左右。如敷焊的FA -60铁基粉耐磨带有明显的裂纹、掉块、咬边现象，使用寿命不超过3000m。主要原因是耐磨材料偏软，较高碳含量致使涂层组织中弥散分布的碳化物、硼化物硬质相的过共晶莱氏体等碳冷裂，选择敷焊材料时没有针对长裸眼井身结构、地层的强研磨性的鄂北工区具体情况。
" s) v- k+ d. |" y8 U" ^, b6 B+ {　　采用碳化钨耐磨带在裸眼中能较好地保护钻杆，但其强硬的碳化钨与套管的较大摩擦力无论对套管还是钻杆接头磨损都比较快;北京固本KB100系列耐磨带敷焊材料摩擦系数小，耐磨性与碳化钨接近，可以在钻杆接头与套管间形成摩擦副以有效地解决保护钻杆接头和套管的问题。

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