浅谈报废无磁钻铤的改进技术——无磁钻铤的敷焊修复

卫博 张军 胡开拓（川庆钻探工程有限公司大庆钻井总公司，陕西 西安 710000）

浅谈报废无磁钻铤的改进技术
——无磁钻铤的敷焊修复

卫博 张军 胡开拓（川庆钻探工程有限公司大庆钻井总公司，陕西 西安 710000）

无磁钻铤的特殊性在石油钻井行业中发挥着至关重要的作用，但在使用过程中，根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5956-2004《钻具报废技术条件》，发现无磁钻铤由于钻柱受力、人员操作等综合原因，对其外径磨损量损耗较快而造成无磁钻铤达到报废标准。为提高无磁钻铤的使用率，我们对比查资料并再现场进行复验，进行技术改进，使其更充分地适用于钻井行业，这样既大大地节约了采购成本，又为钻井作业提供了新的钻井技术思路。

无磁钻铤；技术；成本

1 无磁钻铤喷焊、堆焊选材

1.1 无磁钻铤的消耗

无磁钻铤在井眼中受力复杂，在正常的钻井过程中要承受预紧、拉压、扭转、弯曲、内外压力等多种静载荷或动载荷，此外，还要受到钻井液和地层介质的腐蚀作用。陇东服务部在回收修理过程中经常发现会无磁钻铤公母扣端的咬痕及外径磨损现象严重，经过公母扣掉头修扣后，在规定标准里来再次利用，而这样大大缩短了无磁钻铤使用寿命。

1.2 无磁钻铤喷焊、堆焊选材

在石油钻杆接头上堆焊金属耐磨带，是减少钻杆、套管磨损的有效措施之一。堆焊金属耐磨带常用的工艺方法有粉末等离子弧喷焊和药芯焊丝气保护电弧堆焊。从堆焊材料和堆焊工艺方面阐述了石油钻杆接头堆焊金属耐磨带生产的现状和发展，并针对新型金属耐磨带材料存在的问题，现选择一种高抗裂性和高耐磨减磨性兼备的石油钻杆耐磨带药芯焊丝——耐磨减摩型钻杆耐磨带焊丝Nate909J，该焊丝堆焊工艺性优良，表面堆焊硬度HB300左右。适用于无磁钻铤材料表面堆焊处理。

1.3 焊丝Nate909J实际中的应用

1.3.1 普通钻杆接头堆焊Nate909J耐磨带后一般不会产生明显可见的冷热裂纹。但如果两道相邻耐磨带重叠过多或每道耐磨带接口处搭接过多，可能会造成个别冷裂纹。通过调整相邻耐磨带重叠及接口处搭接程度，即可消除此类裂纹。Nate909J钻杆耐磨带焊丝明显具有更高的抗裂性，更为重要的是：Nate909J焊丝堆焊喷焊耐磨带无冷热裂纹的结果是在焊前无预热、焊后无缓冷的工艺条件下获得的，因此大大简化了生产工艺，提高了劳动生产率，节约了生产成本。

1.3.2 采用纯氩气保护，堆焊Nate909J耐磨带时几乎无飞溅，且耐磨带平整美观。则使用Nate909J焊丝喷焊无磁加重钻杆耐磨带后无需手工打磨修整。

1.3.3 Nate909J钻杆耐磨带焊丝在无磁钻铤上堆焊后，可机加工提高表面精度，对外径磨损造成的报废无磁钻铤再利用，同时也可制作成无磁柔性短节和无磁加重钻杆。

2 设备改造

为满足钻杆耐磨带等离子堆焊和CO2气体丝焊的工艺要求，由原来的等离子喷焊机更换为DP-500PCZ粉丝两用固定式钻杆耐磨带焊接设备。

使用DP-500B耐磨带喷焊设备，操作自动化，只需输入相应指令，就可实现起弧、收弧、焊层厚度、焊缝搭接等参数的自动完成。使用焊丝进行送丝焊接无磁钻杆耐磨带时送丝焊枪能前后调整，送丝焊焊接电流调节方便、稳定；每一道耐磨带焊接完成时能不停弧焊枪自动移位进行第二道耐磨带焊接工作，送丝焊焊接结束后，钻杆耐磨带圆周接口要平滑，没有未接上现象或接口凸起现象。这样既在技术方面提高了精确率，又在生产上降低劳动强度，提高了劳动生产率。

3 技术改进延长无磁钻铤的使用寿命

为延长无磁钻铤的使用寿命，组织相关人员进行讨论，确定主要改进方向，制定以下改进措施：

（1）调整技术参数给无磁钻铤距母扣端面60cm处喷焊两条宽4cm的耐磨带，这样可以有效的减少其外径磨损；

（2）挑选完好但只是外径达到报废标准154mm的无磁钻铤，对其进行敷焊外径在175mm左右、长度500mm，再进行对其敷焊外径的车修使外径达到165-168mm之间，经探伤检验合格后正常使用；

（3）对停用的无磁钻鋌通过探伤、测量等技术手段，挑选长度在8.5米以上的完好无磁钻铤，将其两端各自进行堆焊成外径在172mm-175mm之间、长度650mm,再进行加工制作成无磁加重钻杆，延长停用无磁钻铤的使用寿命，节约采购资金；

（4）挑选长度在3米以上的完好无磁钻铤，将其进行堆焊成外径在172mm-175mm之间、长度650mm，再加工制作成3米左右的无磁柔性短节，延长停用无磁钻铤的使用寿命。

4 改进后的成品无磁钻具在现场的应用

无磁加重钻杆和无磁柔性短节在水平井中的推广使用，得到了井队的一致好评，为井队在钻井中的提速起到了关键性的作用，优化了钻井一趟钻或两趟钻的快钻模式。

4.1 延长无磁钻铤使用寿命

选取耐磨减摩型钻杆耐磨带焊丝Nate909J在无磁钻铤上焊耐磨带且不影响无磁钻铤材质，通过对无磁钻鋌加焊耐磨带延长了其使用寿命32%。

4.2 无磁加重钻杆的推广使用

在陇东片区的井队使用无磁加重钻杆共36支，从使用的情况统计，水平井施工中，在使用了无磁加重钻杆代替无磁钻铤钻具结构后，大大减少了在钻井作业中的托压问题，同时提高了钻井时效，为钻井队缩短钻井周期平均1.18天，近三年累计节约成本达946.6万元，已经形成钻井队在水平井使用中成熟的一套工艺技术。

4.3 无磁柔性短节的推广使用

根据区块施工的特点，利用无磁柔性短节代替了短钻铤的钻具结构，降低了原来在起钻作业时的遇阻倒划眼现象，减少了井下复杂情况的发生，同时也提高了电测一次成功率，为员工在钻井作业中降低了起下钻的劳动强度。

[1]一种新型石油钻具耐磨带的实用性研究[J].杜平,向东,魏刚,龚志军.石油矿场机械.2015(03).