淺談報廢無磁鉆鋌的改進技術
——無磁鉆鋌的敷焊修復

衛博 張軍 胡開拓（川慶鉆探工程有限公司大慶鉆井總公司，陜西 西安 710000）

淺談報廢無磁鉆鋌的改進技術
——無磁鉆鋌的敷焊修復

衛博 張軍 胡開拓（川慶鉆探工程有限公司大慶鉆井總公司，陜西 西安 710000）

無磁鉆鋌的特殊性在石油鉆井行業中發揮著至關重要的作用，但在使用過程中，根據中華人民共和國石油天然氣行業標準SY/T 5956-2004《鉆具報廢技術條件》，發現無磁鉆鋌由于鉆柱受力、人員操作等綜合原因，對其外徑磨損量損耗較快而造成無磁鉆鋌達到報廢標準。為提高無磁鉆鋌的使用率，我們對比查資料并再現場進行復驗，進行技術改進，使其更充分地適用于鉆井行業，這樣既大大地節約了采購成本，又為鉆井作業提供了新的鉆井技術思路。

無磁鉆鋌；技術；成本

1 無磁鉆鋌噴焊、堆焊選材

1.1 無磁鉆鋌的消耗

無磁鉆鋌在井眼中受力復雜，在正常的鉆井過程中要承受預緊、拉壓、扭轉、彎曲、內外壓力等多種靜載荷或動載荷，此外，還要受到鉆井液和地層介質的腐蝕作用。隴東服務部在回收修理過程中經常發現會無磁鉆鋌公母扣端的咬痕及外徑磨損現象嚴重，經過公母扣掉頭修扣后，在規定標準里來再次利用，而這樣大大縮短了無磁鉆鋌使用壽命。

1.2 無磁鉆鋌噴焊、堆焊選材

在石油鉆桿接頭上堆焊金屬耐磨帶，是減少鉆桿、套管磨損的有效措施之一。堆焊金屬耐磨帶常用的工藝方法有粉末等離子弧噴焊和藥芯焊絲氣保護電弧堆焊。從堆焊材料和堆焊工藝方面闡述了石油鉆桿接頭堆焊金屬耐磨帶生產的現狀和發展，并針對新型金屬耐磨帶材料存在的問題，現選擇一種高抗裂性和高耐磨減磨性兼備的石油鉆桿耐磨帶藥芯焊絲——耐磨減摩型鉆桿耐磨帶焊絲Nate909J，該焊絲堆焊工藝性優良，表面堆焊硬度HB300左右。適用于無磁鉆鋌材料表面堆焊處理。

1.3 焊絲Nate909J實際中的應用

1.3.1 普通鉆桿接頭堆焊Nate909J耐磨帶后一般不會產生明顯可見的冷熱裂紋。但如果兩道相鄰耐磨帶重疊過多或每道耐磨帶接口處搭接過多，可能會造成個別冷裂紋。通過調整相鄰耐磨帶重疊及接口處搭接程度，即可消除此類裂紋。Nate909J鉆桿耐磨帶焊絲明顯具有更高的抗裂性，更為重要的是：Nate909J焊絲堆焊噴焊耐磨帶無冷熱裂紋的結果是在焊前無預熱、焊后無緩冷的工藝條件下獲得的，因此大大簡化了生產工藝，提高了勞動生產率，節約了生產成本。

1.3.2 采用純氬氣保護，堆焊Nate909J耐磨帶時幾乎無飛濺，且耐磨帶平整美觀。則使用Nate909J焊絲噴焊無磁加重鉆桿耐磨帶后無需手工打磨修整。

1.3.3 Nate909J鉆桿耐磨帶焊絲在無磁鉆鋌上堆焊后，可機加工提高表面精度，對外徑磨損造成的報廢無磁鉆鋌再利用，同時也可制作成無磁柔性短節和無磁加重鉆桿。

2 設備改造

為滿足鉆桿耐磨帶等離子堆焊和CO2氣體絲焊的工藝要求，由原來的等離子噴焊機更換為DP-500PCZ粉絲兩用固定式鉆桿耐磨帶焊接設備。

使用DP-500B耐磨帶噴焊設備，操作自動化，只需輸入相應指令，就可實現起弧、收弧、焊層厚度、焊縫搭接等參數的自動完成。使用焊絲進行送絲焊接無磁鉆桿耐磨帶時送絲焊槍能前后調整，送絲焊焊接電流調節方便、穩定；每一道耐磨帶焊接完成時能不停弧焊槍自動移位進行第二道耐磨帶焊接工作，送絲焊焊接結束后，鉆桿耐磨帶圓周接口要平滑，沒有未接上現象或接口凸起現象。這樣既在技術方面提高了精確率，又在生產上降低勞動強度，提高了勞動生產率。

3 技術改進延長無磁鉆鋌的使用壽命

為延長無磁鉆鋌的使用壽命，組織相關人員進行討論，確定主要改進方向，制定以下改進措施：

（1）調整技術參數給無磁鉆鋌距母扣端面60cm處噴焊兩條寬4cm的耐磨帶，這樣可以有效的減少其外徑磨損；

（2）挑選完好但只是外徑達到報廢標準154mm的無磁鉆鋌，對其進行敷焊外徑在175mm左右、長度500mm，再進行對其敷焊外徑的車修使外徑達到165-168mm之間，經探傷檢驗合格后正常使用；

（3）對停用的無磁鉆鋌通過探傷、測量等技術手段，挑選長度在8.5米以上的完好無磁鉆鋌，將其兩端各自進行堆焊成外徑在172mm-175mm之間、長度650mm,再進行加工制作成無磁加重鉆桿，延長停用無磁鉆鋌的使用壽命，節約采購資金；

（4）挑選長度在3米以上的完好無磁鉆鋌，將其進行堆焊成外徑在172mm-175mm之間、長度650mm，再加工制作成3米左右的無磁柔性短節，延長停用無磁鉆鋌的使用壽命。

4 改進后的成品無磁鉆具在現場的應用

無磁加重鉆桿和無磁柔性短節在水平井中的推廣使用，得到了井隊的一致好評，為井隊在鉆井中的提速起到了關鍵性的作用，優化了鉆井一趟鉆或兩趟鉆的快鉆模式。

4.1 延長無磁鉆鋌使用壽命

選取耐磨減摩型鉆桿耐磨帶焊絲Nate909J在無磁鉆鋌上焊耐磨帶且不影響無磁鉆鋌材質，通過對無磁鉆鋌加焊耐磨帶延長了其使用壽命32%。

4.2 無磁加重鉆桿的推廣使用

在隴東片區的井隊使用無磁加重鉆桿共36支，從使用的情況統計，水平井施工中，在使用了無磁加重鉆桿代替無磁鉆鋌鉆具結構后，大大減少了在鉆井作業中的托壓問題，同時提高了鉆井時效，為鉆井隊縮短鉆井周期平均1.18天，近三年累計節約成本達946.6萬元，已經形成鉆井隊在水平井使用中成熟的一套工藝技術。

4.3 無磁柔性短節的推廣使用

根據區塊施工的特點，利用無磁柔性短節代替了短鉆鋌的鉆具結構，降低了原來在起鉆作業時的遇阻倒劃眼現象，減少了井下復雜情況的發生，同時也提高了電測一次成功率，為員工在鉆井作業中降低了起下鉆的勞動強度。

[1]一種新型石油鉆具耐磨帶的實用性研究[J].杜平,向東,魏剛,龔志軍.石油礦場機械.2015(03).