石油钻具耐磨带敷焊技术
耐磨带焊接手册
北京佳倍德科技有限公司钻杆接头耐磨带焊接规范应用于佳倍德D100耐磨带产品2011年6月08日第一部分在新钻具和未曾敷焊的旧钻具上敷焊耐磨带 (3)1概述 (3)1.1范围 (3)1.2敷焊单位责任 (3)1.3钻具业主责任 (4)1.4翻新注意事项 (4)2背景介绍 (5)2.1耐磨带敷焊 (5)2.2佳倍德耐磨带 (5)3佳倍德耐磨带推荐敷焊类型 (5)3.1敷焊类型 (5)4敷焊工序规范（WPS） (9)4.1概述 (9)4.2焊面准备 (10)4.3敷焊参数 (10)4.4敷焊设备要求 (10)4.5敷焊工序评定（WPQ） (12)4.6敷焊参数设置 (14)4.7焊工表现评定（WPQ） (15)4.8续证资格 (16)4.9推荐的质检指南 (16)5耐磨带敷焊位置（建议） (17)5.1加重钻杆 (17)5.2钻铤 (18)6参考图片 (20)第二部分翻新工序 (21)7耐磨带翻新概览 (21)7.1概述 (21)7.2WPS，WPQ和PQR (21)7.3翻新设计 (21)7.4翻新警示 (21)7.5原有裂纹 (21)7.6历史记录 (22)7.7原有残留厚度 (22)7.8稀释效应 (22)7.9历史记录 (23)7.10敷焊参数和焊道外形 (23)8翻新步骤 (23)8.1概述 (23)8.2清洁残留耐磨带 (24)8.3对残留的耐磨带区域做检查 (24)8.4现有的耐磨带开裂现象 (24)8.5现有的耐磨带出现剥落现象 (25)8.6耐磨带上出现气孔 (25)8.7耐磨带上出现空隙 (26)8.8残留耐磨带厚度上限 (26)8.9翻新步骤/参考 (26)9翻新参考图片 (27)10佳倍德耐磨带焊丝用量估算表 (29)11温度转换图板 (30)13布氏—洛氏硬度换算表 (31)14工序质量记录（PQR） (32)第一部分在新钻具和未曾敷焊的旧钻具上敷焊耐磨带1概述1.1范围1.1.1本手册旨在向佳倍德耐磨带的敷焊单位和产品的终端用户提供技术参考。
堆焊耐磨焊条焊接方法与技巧
堆焊耐磨焊条焊接方法与技巧
堆焊耐磨焊条焊接的方法和技巧包括以下步骤：
1. 焊条的选用：选用D-65、D-667和506焊条，堆焊前，按焊条使用说明，将焊条烘干，放在保温箱中备用。
2. 预处理：对焊件进行预热，焊后缓冷。
3. 电源选择：选用功率为10千伏安以上的直流或20千伏安以上的交流电
焊机。
使用直流焊机要反接（焊条接正极）。
堆焊时，用交流焊机要求空载电压≥70V，电流应掌握在200A左右。
如空载电压低于70V时，要加大电流，以焊条和母材充分溶合为准。
4. 焊接次序及厚度：辊面预热后，先用506焊条堆焊1-3层，将辊找圆。
然后均匀地堆焊数层D-667，达到应有厚度。
D-667焊层堆焊完后，再堆
焊一层D-65，堆焊厚度为3-5mm；D-65焊层堆焊后，再用D-65堆焊一层凌形花纹。
5. 运条方法：根据实际情况选择蛇形运条法、月牙形运条法或8字形运条法。
6. 其他注意事项：对于砖机的螺旋绞刀这类工件，宜采用长弧焊法，使其有一个较薄、宽、平整的焊层表面。
对于在工作中同时承受冲击和磨粒磨损的零件，如破碎机的锤头、衬板、笼棒等，只能顺向焊接，不能横向焊接。
以上是堆焊耐磨焊条焊接的方法和技巧，仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。
钻杆接头耐磨带的使用性能及其堆焊材料
度磨 损 ， 用 堆焊 方 式 （ 其 他方 法 ） 耐 磨 材料 沿 采 或 将
钻 杆接 头 圆周方 向堆 焊 （ 或熔 敷） 宽约 ３ ～ ０ｍｍ、 ０ ５ 厚 ２ ３ｍ 的环形 带 。 － ｍ 此环 形带 即称之为 钻杆接 头耐磨
带 技术 问世 以来 ， 着 现场应 用 中 出现 问题 的逐 步 随
力 相 对增 大 ， 时 无 论 是 耐 磨 带 还 是套 管 内壁 ｆ 此 或 井壁）其磨损 现象 会加 剧 。 ） ， （ 摩擦 系数 的影 响 。 钻 ２ 在 井过 程 中 ， 是增 大 接头 与套 管 内壁 摩擦 系数 的因 凡 素 ， 润滑 剂 品种 或加 入 量不 合适 、 盘 转速增 大 ， 若 转 以及 温 度过 高 或 过低 时 ， 其磨 损 现 象 也会 加 剧 。３ ｆ１ 钻杆接头 耐磨带 与套管（ 或井 壁） 材料特 性 。 据摩擦 根 学 中的 “ 附膜 ” 论【， 于 钻杆 钢 与岩 石形 成 的 吸 理 ｌ对 】 摩 擦 副 ， 者 之 间很 难 形 成 吸 附膜 ， 擦 系数 主要 两 摩
取 决于摩 擦 副材 料 的表 面 特性 ， 而摩 擦 副其 表 面特
性是 稳定 的 ， 摩擦 系数受 载荷 的影 响较小 。 对于钻 杆 与套 管 钢形 成 的摩 擦副 ， 者之 间 比较 容易 形成 吸 两
附膜 ， 当施加 正压 力பைடு நூலகம்时 ， 随着 吸 附膜 逐渐 被破 坏 ， 摩
克 服 ， 型 耐磨 带 专 用 堆焊 材 料 不 断 被 推 出 ， 磨 新 耐 带 的材料 品 种 已经发 生 了质 的变 化 ， 耐磨 带 的使 用
带 。 机理上讲 ， 从 钻杆接 头耐磨 带 的作 用是利用 自身 及 其 耐 磨性 ， 钻 杆 外 壁 和套 管 内壁 隔 离 ， 钻 杆 将 使 不 与套 管壁 或井 壁直 接 接触 ， 以保 护 钻杆 接 头 和套 管 免遭 强烈 的磨损 。 然而 ， 际情况 并 不简单 ， 实 耐磨 带 的出现 ， 将钻 杆接 头与套管 内壁 的接触摩 擦 ， 换 转 为耐 磨带 与套 管 内壁 的接触 摩擦 。 它们 之 间的摩 擦 磨损 ， 不仅 取 决于 两个 接 触体 材料 的特性 及其 匹 配 关系 ， 同时还受 到钻井过 程中诸 多因素影响。 近年来 ， 在多 种可供 选 用 的套管 防磨技 术 之 中 ， 操作 方 便 和 效果最好 者首推 接头耐磨 带 。 研究表 明 ， 头耐磨带 接 性 能 （ 与 套管 材 料 的 匹配 性 能） 含 的优化 与改 善 ， 是 防止套管 强烈磨损 的关键技 术措施 。 事实上 ， 自耐磨
探讨油田水平井钻井技术与提高钻速对策
探讨油田水平井钻井技术与提高钻速对策[摘要]水平井是现代提高石油采收率的重要技术之一，不同区块的钻井施工，制约提高钻井速度的因素也不尽相同，为了提高钻井速度，我们对原因及对策做了综合分析。
[关键词]油田水平井钻速对策中图分类号：tm74.12 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）11-0029-01前言日趋激烈的市场竞争，使钻井行业面临着严峻的挑战与考验，必须紧紧依靠科技，提高钻井速度，降本增效，迎战市场。
不同区块的钻井施工，制约提高钻井速度的因素也不尽相同，必须综合考虑。
为了有效提高采收率，助推难采难动用储量升级，水平井技术已成为各类油气藏转换开发方式的有效手段。
如：大位移井钻井技术、分支井钻井技术、大位移水平井钻井技术等，逐步成为新老油田开发的重要技术手段。
为节约水平井成本，提高施工效率和经济效益，满足不同地区的施工现状，同时提高钻井速度。
水平井钻井技术应不断实现新的发展，为将来的油田开发提供条件。
1 水平井钻井技术应用在胜利油田，近年来水平井和定向井的数量每年总数已经远远超过了直井的数量。
这样不仅不会增加成本，相反会减少成本，因为水平井的产量要远远高于直井的产量，提高单井的产量也就意味着降低了单井的成本。
因此定向井和水平井在胜利油田的应用得到了很快的发展。
同时和其配套的钻井工艺也得到了提高，从开始的单一的随钻测量发展到现今的随钻地质导向仪器，为水平井的施工提供了有力的保障。
石油剩余资源和低渗、超薄、稠油和超稠油等特殊经济边际油藏开发的低本高效，是水平井技术发展的直接动力。
水平井技术已作为常规钻井技术应用于裂缝性碳酸盐岩、页岩、砂岩地层，有效开发枯竭油藏、致密气藏等所有类型的油藏。
水平井技术也出现了一些应用新趋势：水平井作为注入井，提高产量；分支水平井开采多个产层；开采老油田剩余油；多目标开发产层；开采气藏或疏松砂岩油藏；水平井资料用于油藏描述；薄层油藏、注水剖面修正、持续增产。
石油钻头钎焊工艺
综上所述，合理的加热方式是具有革命性意义的，可以带来焊接质量的大幅度提高。接头结构设计和钎料、钎剂的合理选择以及水冷、保护气体等辅助措施，均可改进现有技术的不足。
与激光焊接、真空扩散焊、真空钎焊等焊接方法比较，高频感应钎焊的最大优势在于其设备投资少、焊接工艺易于掌握，其缺点在于高频感应加热的温度难于控制。目前，高频感应钎焊PCD复合片的应用比较广泛，但其工艺还有待于进一步提高。
3 焊接接头结构的设计
金刚石圆锯片特殊的接头结构设计增强了锯片的使用性能，减少了掉头率，其结构见图1。英国De Beers公司推出镶有PCD的麻花钻新产品，其新颖的接头结构设计，减少了PCD材料的浪费，节约了开支，可以实现钻头几何参数的变化。
1 引言
聚晶金刚石复合片由PCD(PolyCrystalline Diamond)层和硬质合金基底组成。PCD层具有高硬度，硬质合金基底则具有良好的韧性，二者结合使PCD复合片在切削加工、木材加工和钻探等行业获得了广泛应用。PCD工具的制作方法有多种，大体依据加热方式、焊料的使用与否来划分。制作过程中，加热方式起着决定性的作用，焊料的选择对焊接质量会产生重大的影响，焊接接头的结构设计也是提高质量的重要手段。因此在PCD工具制造过程中，焊接成为其关键技术。
高频感应钎焊
高频感应加热技术是二十世纪初发展起来的一项加热技术。由于它具有加热速度快、材料内部发热和热效率高、加热均匀且有选择性、产品质量好、几乎无环境污染、易于实现生产自动化等一系列优点而得到迅速推广。目前，这种加热技术在机床制造、汽车、拖拉机制造、轴承制造、量具刃具制造及一般机械零件制造中都得到了广泛应用，并且其应用范围日益扩大，高频感应钎焊就是其中一个主要应用方向。
2 PCD的焊接方法
石油钻杆耐磨带焊接工艺流程及检验标准
石油钻杆耐磨带焊接工艺流程及检验标准耐磨带焊接过程直接影响耐磨带最终成品的外观和质量，并进一步影响石油钻杆的使用风险和寿命。
研究表明，常见的耐磨带焊接缺陷例如耐磨带表面裂纹、飞溅、气孔等均与是否制定和采用了正确的焊接工艺和焊接标准有高度关联。
作为国产耐磨带焊接材料的领军单位，北京固本科技有限公司公开了该公司为客户提供的耐磨带焊接工艺流程及标准规范。
一、焊接设备的选型焊接设备是整个耐磨带焊接的关键所在，一般来说，焊接设备由3大部分组成，分别是：焊机、钻杆旋转装置、焊枪控制装置。
其中，焊机的选择需要注意以下两个事项。
（1）根据钻具耐磨带和堆焊的特殊性，在设备选择上选用电压为22V~28V、电流为240A~320A的自动气体保护直流焊机。
（2）选用速度可调、送丝结构平稳的焊机，压丝轮紧度可调，要适中。
送丝速度应在6~12m/min范围内。
钻杆旋转装置需要注意以下事项：在夹紧钻具接头装置选择上，选用转速可调，能在焊枪下面正、反旋转钻具接头的装置。
焊枪控制装置需要注意。
（1）夹紧焊枪并可以带动焊枪自由摆动，摆动幅度为15~40mm。
（2）焊枪在上、下、左、右范围内均可大幅度移动。
二、耐磨带焊丝的选型不同型号的耐磨带焊丝具有不同的合金成分，焊接后的表面硬度、焊缝裂纹也有所差异。
根据钻杆的应用场合和设计要求，可自行选择合适的耐磨带焊丝型号。
所有耐磨带焊丝应遵循和符合以下要求：（1）直径为1.2或1.6mm，直径误差不得超过3%；（2）焊丝使用SPCC钢带轧制工艺制成，表面应光滑平整，没有毛刺；（3）焊缝表面没有裂纹。
某些型号耐磨带焊丝允许焊缝表面裂纹存在，但裂纹不得渗透到钻杆基体；（4）随焊丝产品附带材质保证书，无磁型耐磨带焊丝附带磁导率检查报告。
三、焊前准备严格地进行焊前准备工作，可以更好地确保耐磨带焊接工作正常进行，获得最佳的焊接效果。
具体地，焊前准备工作分为下列3点：（1）检查钻杆接头表面，保证表面干净，没有任何杂质，如飞尘、污物、油脂和油漆等。
钻杆耐磨带焊缝凹槽缺陷的改进方法
周完成信号 ， 向Ｐ Ｃ发送 ， Ｌ 并 Ｌ Ｐ Ｃ接到
１ ）后 ，根据编码开关有效位对应的输入 ０
同的 工艺 调定 不 同的延 迟时 间 ，这 样才
能满 足 实 际需 要 。
管体在一定宽度 内快速往复运动 ，当管体 完成 ３ ０ ６ 度旋转 后焊 机产生一个管体旋转
一
二 、 改 造 方 案
改造 工作主要 有两个 内容 ，ＰＬＣ的
端 口 （ ． ９ ．３ ．５ 的编码状态 ， ０ ０ 、１ １ 、１ １ ） 在 Ｐ 程 序中插入相应的延时程序段 。 ＬＣ 根据
一
Ｄ Ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ － ９ ２ ２ １ ． １ ０ ６ Ｏ ： ０ ３ ６ ／ ． ｓ ． ０ １ ８ ７ ．０ ０ ２ ．６ ｓ
钻杆耐磨带焊 缝 凹槽缺 陷的改进方法
王云梁 冯启杰 １西安 石 油 大 学机 械 工 程 学 院； ． 西 北 方 风 雷 工 业 集 团 公 司 ． ２山
进行修 改， 通过这些措 施对该型耐磨带焊
机进 行 了改造 ， 好 地 解 决 了凹槽 缺 陷问 很
题 。
耐 磨 带 ；ＰＣ改 造 ；钻杆 Ｌ
ＡＲＣ ８ Ｐ耐磨带焊机 是从美 国 ＡＲＣ
公司进 １的敷焊石油钻具产品耐磨带 专用 ： ３
设备 ， 该设备主要用于加重钻杆 和钻 杆以 及其 它井 下工具 表面耐磨 带的 自动敷焊 ， 耐磨带的作用是增加钻杆耐磨强度和提升 使用 寿命 。该 型耐磨 带焊 机 的 自动化程 度较高 ， 采用 Ｐ Ｃ控制技术 ， ＯＭＲＯＮ Ｌ 以 公司 Ｃ Ｍ１ Ｐ 系列 Ｐ Ｃ作为核心控制单元 ， Ｌ 因此可知该型焊机采用 了比较常 见的Ｐ ＬＣ 产品组成控制系统 ， 这为我们的改造 工作 提供 了有利的基础。该型焊机在石油 钻具 生产领域 应用的较 多 ， 希望 本文能给遇 到
黑龙江钻杆摩擦焊的原理
黑龙江钻杆摩擦焊的原理
黑龙江钻杆摩擦焊是一种利用钻杆在高速旋转和摩擦过程中产生的热量，将工件连接在一起的焊接方法。
其原理如下：
1. 钻杆旋转：将待焊接的工件夹持在工装中，钻杆通过电机高速旋转。
2. 压力施加：在钻杆旋转的同时，施加一定的压力将待焊接的工件紧密接触。
3. 摩擦加热：由于钻杆的旋转产生了摩擦力，工件表面将产生摩擦热，将接触面加热到一定温度。
4. 材料软化：由于摩擦加热，接触面的材料开始软化，形成一个熔化区域。
5. 结合连接：当材料软化后，施加的压力将工件牢固地连接在一起，形成焊接接头。
6. 冷却固化：经过一段时间冷却，焊接接头中的材料再次固化，形成坚固的连接。
通过上述原理，黑龙江钻杆摩擦焊可以实现高效、快速、不需要额外填料的焊接
过程，特别适合用于焊接管道、钢板等材料的连接。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
石油钻具耐磨带敷焊技术
（北京固本科技有限公司）
随着石油勘探开发的不断深人，越来越多的新工艺、新技术应用到生产实践中，很多特殊工艺并对钻具接头的耐磨性提出了更高要求，其中地层研磨性、敷焊工艺技术和耐磨材料的选择、钻具在井下的工况等是影响钻具耐磨带失效的主要原因，因此为了适应不同井型及特殊工艺井的钻井需求，必须使用高性能的钻具耐磨带焊丝。
1、钻具耐磨带焊丝的特征
（1）耐磨带表面无裂痕。
（2）在施工过程中，钻具对套管的磨损相对较低。
（3）在没有技术套管钻井工况下，钻杆耐磨带焊丝的耐磨性与碳化钨相对。
（4）与正常耐磨带相比，在同样工况下能够提高300%钻具使用寿命。
（5）在钻井生产应用中，能够同时保护套管和钻杆接头。
（6）实现废物利用，可在原碳化钨堆层上继续加焊。
2、钻具焊接工艺
对于常用钻具耐磨焊丝和堆焊设备，都有特殊的技术要求和参数设置，在实际堆焊施工中可以根据不同的堆焊厚度进行调整。
2.1、焊接设备
（1）根据钻具耐磨带和堆焊的特殊性，在设备选择上选用电压
为22V-28V、电流为240A-320A的自动气体保护直流焊机。
（2）在夹紧钻具接头装置选择上，选用转速可调，能在焊枪下面正、反旋转钻具接头的装置。
（3）夹紧焊枪并可以带动焊枪自由摆动，摆动幅度为15-40mm。
（4）焊枪在上、下、左、右范围内均可大幅度移动。
（5）选用速度可调、送丝结构平稳的焊机，压丝轮紧度可调，要适中。
送丝速度要在6-12m/min范围内。
2.2、敷焊工艺技术
在敷焊过程中需要有一定的敷焊参数，其中焊机电流要在300A-350A范围内、焊机摆动频率在40-50min，焊机送丝速度在6-8m/min，敷焊速度保持在120-135mm/min，若按照以上参数进行施工，那么敷焊过程中可以达到以下技术效果。
（1）耐磨带尺寸能够达到标准要求，其高度在2.5mm，宽度在25-30mm之间。
（2）焊机操作过程送丝平稳、稳定。
（3）耐磨带表面形成的鱼鳞状花纹比如平整光滑，均匀细密。
（4）耐磨带表面无飞溅、残留，边缘平整。
（5）耐磨带与钻具本体融合好，无针孔和裂纹。
3、等离子喷焊工艺技术
电控操纵柜是等离子喷焊工艺不可缺少的机械设备，它主要有计数器控制原件、气路原件、参数调节原件和可编程PLC控制原件组成。
通过送粉器给送粉通道一定的压力，保证通道畅通，使合金粉末顺利的被送到喷焊熔池内。
离子气通过气管线进人喷枪，在间隙中电离产生火花。
程控系统的核心部件是可编程控制器单元，为控制系统提供本系统手动和自动的程检和控制程序。
耐磨带接口控制可通过转弧电流衰减旋纽和调节计数器数值进行操作，要求耐磨带堆焊接口既不能存在间隙，也不要重焊太多。
通过调整转弧衰减电流，使原有计数器数值调到比1435大515的范围内，就可以得到光滑而平整的接口。
耐磨带厚度主要是通过调节转动电压和送粉电压来控制的。
减小刮板式送粉器电机的电枢电压减小送粉量，耐磨带厚度减小，反之厚度增大。
卡盘转速与转动电压成正比，转动电压越高，卡盘转速越快，随之耐磨带的厚度越小，反之厚度越大。
对于127mm钻杆，转动电压调为15V，送粉电压调为20V，可将耐磨带厚度控制在2~3mm。
目前国内各大油田应用的是一种国产合金焊丝，它是一种新型的耐磨带材料，比合金粉硬度高、耐磨性好。
这种材料敷焊的钻杆接头耐磨带优点是摩擦系数非常小，可在钻具接头与套管之间形成相对摩擦，因此可以有效地保护套管和钻具钻杆接头，而且能够降低钻井过程中的摩阻扭矩。
它价格相对低廉，焊接工艺简单，只要在传统焊机的基础上进行改造即可进行生产焊时无需预热，具有重复可焊性。
在裸眼钻井环境下，更有效地保护钻杆接头，减小磨损。
4、新型北京固本耐磨带材料
北京固本科技有限公司推出新型耐磨带材料KB100，KB100耐磨
带焊丝是一种铁基药芯焊丝，其技术特点在于特殊合金成分的加入，使得耐磨带焊丝的凝固性能和熔池效果得到良好控制，最终产生高硬度且无裂痕的美观外表。
55以上的洛氏硬度，确保了钻杆接头和套管之间的理想摩擦和均衡保护。
金相结构上的独特设计，在提供保护钻杆接头的能力，同时也使得整个钻杆和套管、海洋钻进隔水器和防喷器之间的摩擦阻力，有效延长钻具和所有相关设备的工作寿命。
针对二氧化碳和氩气等焊接设备保护气体采购价格昂贵的地区，如中东和非洲等地，北京固本同时提供无需保护气体的钻杆耐磨带焊丝。
5、结论
（1）等离子弧喷焊具有弧柱稳定，热量集中，热能利用效率高等特点，而且能够能控制热量过渡，冲淡率低，接近单丝自动焊，熔敷率高。
（2）国产合金焊丝与合金粉相比具有硬度高，耐磨性好，能够在钻杆接头与套管间形成摩擦副，有效地保护套管和钻具钻杆接头，而且能够降低钻井过程中的摩阻扭矩。
（3）北京固本KB100耐磨带焊丝具有性能优越，野外适应性强，不仅可以在保护钻杆接头，而且可以保护石油套管不被磨损。