加重钻杆

加重钻杆作为过渡部件，连接在钻杆和钻铤之间，为改善刚性钻铤和柔性钻杆连接易发生的疲劳破坏，加重钻杆的两端接头和中间加厚部分常敷焊有耐磨带，以便提高其抗磨损能力。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加重钻杆耐磨带敷焊工艺。

1　焊接设备检验

1）检查设备电源是否稳定，电流应为200～320A，电压为24～34V，CO2纯度为100％，且气体流量表头指示正确。

2）检查焊枪头是否安装正确，角度和位置应准确，焊枪头应清洁干净。

3）检查送丝机构是否正常工作，焊丝馈送是否正常且张紧。

2　材料检验

1）观察钻杆接头表面，保证表面干净，清除各种杂质（如粉尘、污物、油脂、油漆和表面涂层等），清除螺纹处润滑剂及积存化合物。

2）确保工件在电焊机卡盘位置准确、找正，确保堆焊部位的同心度≤0.76mm。

3）用石棉布将钻杆接头两端堵死或者用胶布粘住护丝扣，阻止内部气体流动。

3耐磨带焊接材料

KB300耐磨带焊丝是北京固本科技有限技术公司的“第二代”产品，是一种包括镍、硼和铌的铁基合金，属于无铬金属材料，对环境污染小，可以在KB100和KB150旧耐磨带上直接加焊；洛氏硬度高达60以上，耐磨能力较强，可在极度研磨地质结构的裸眼地层中使用，同时可降低对套管的磨损，对套管内侧的径向磨损为最低。

4　敷焊耐磨带

1）按工艺参数进行预热，记录预热温度并确保在规定范围，内且预热应该是渗透预热，而不是表面预热。

2）按工艺参数调整焊机进行施焊，填写耐磨带施焊及外观检查记录，随时注意冷却水温，不得超过50℃。

3）控制堆焊耐磨带钻杆的冷却速率。为保证所要求的缓慢冷却速率，堆焊后的钻杆应立即用保温毯或者保温罐包裹，在静止空气中自然冷却。

4）修磨耐磨带的重叠区域、飞溅焊渣和焊瘤，使耐磨带表面平整。打磨工作应该在钻杆冷却到60℃以下时进行。

5　焊接工艺参数

北京固本kb300耐磨带焊丝直径1.6mm，焊接电流200~320A，焊接电压24~34V，保护气体为100%CO2，保护气体流量为14~16.5L/min，焊丝伸出长度20~28.6mm，焊嘴与中心距离12.7~38.1mm，枪摆幅度19~25.4mm。

6　焊后检验

1）外观检测。焊后耐磨带外观百分百目测，焊接区域不应存在焊渣、焊溅物、横越区高点或突起，若存在需打磨清除，否则视为不合格。

2）尺寸检验。最终耐磨带尺寸应符合图样尺寸公差要求。

3）北京固本kb300耐磨带敷焊会有裂纹出现，但裂纹并不影响其使用性能，耐磨带横向裂纹通常为38～75mm，若裂纹空间间隙＜38mm或裂纹宽度＞1．6mm，则此耐磨带不合格，有任何周向裂纹或剥离倾向裂纹都是不合格的。

4）无损探伤。对耐磨带两侧25mm范围内热影响区表面进行100％湿磁粉探伤，要求集体无裂纹，否则视为不合格。

5）耐磨带过多的空穴（砂眼或气孔）是不合格的，严重的咬边也是不合格的。

注：此加重钻杆耐磨带敷焊工艺由北京固本科技有限公司制定和发布，仅适用于北京固本耐磨带焊丝。使用其他耐磨带焊接材料时，文档内容仅供参考。

随着石油钻探开采的发展，各类加重钻杆在石油钻探开采中的需求越来越大，用户对产品使用性能的要求也越来越高。北京固本科技有限公司采取合理的焊接工艺方法，以实现低成本高效率且又能满足产品技术要求的耐磨带焊接。

1、焊接设备的选型

（1）根据加重钻杆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CO2气体保护焊焊机。

（2）焊机送丝机构运行要平稳，速度可调，压丝轮压紧度适中，可调，送丝速度为6~12min，可调。

（3）所用夹紧钻杆接头装置能够在焊枪下正、反旋转钻杆接头，转速可调。

（4）夹紧焊枪并带动焊枪摆动，摆频为30-90min-¹，可调，摆幅为15~40mm，可调。

（5）焊枪上、下、左、右均可大范围移动。

2、焊接材料的选用

在焊接材料的选用上，考虑既要避免焊缝中裂纹的产生，同时又要保证焊接接头的强度满足产品的性能要求。为此，选择了焊接质量稳定，且熔敷速度高，焊接效率明显的北京固本kb100耐磨带焊丝，直径为1.6mm。

北京固本kb100耐磨带焊丝是一种包含铬、锰和钼的铁基合金，可实现无缝焊接;洛氏硬度达50以上，可较好地保护钻杆接头；固有的低摩擦因数是KB100耐磨合金最显著的特性，在北京固本系列产品中其减摩性能最优，可有效降低钻井管柱与套管、隔水管、防喷器接触造成的磨损，延长相关设备的使用寿命。

3、焊前准备

（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。

（2）对于钻杆接头，使用角磨机上的砂轮或金属刷清除接头上的杂物。

（3）检查并确保CO2保护气体的纯度>99.8%，最低不应<99.5%。

4、预热

（1）预热温度为250~320℃。

（2）预热为渗透预热，非表面预热。

5、焊接工艺要求

（1）正式生产之前，在同样的直径、厚度和材料等级的工件上精细地调试设备，并记录各项工艺参数。将101mm长的焊缝分为4条环焊缝来焊接，将76mm长的焊缝分为3条环焊缝来焊接，均可得到每段长约25mm的焊缝，有利于后面的焊枪摆弧调整。

（2）焊接操作者应该调整设备，从而能够得到平整或微凸的焊带形状。

（3）在18°台肩上焊接耐磨带时，确保耐磨带连续紧贴接头台肩切出的沟槽边缘。焊带不应高于台肩临近处的表面，否则应用角磨机打磨至齐平。

6、焊接参数

焊接电流260~280A、电压24~26V，焊焊枪摆动速度70~90次·min-¹，焊枪摆动宽度24~25mm，伸出焊丝与钻杆中心的垂直方向角度17~19°，燃弧点与钻杆中心的水平距离25~35mm，焊丝干伸长20~25mm，CO2气体流量18~20L/min。

7、焊后保温

焊后保温是强制性要求，耐磨带焊接完成之后，应立即使用热绝缘好的石棉布保温缓慢冷却。包裹焊好的耐磨带接头必须在空气静止的环境下进行，禁止通风扇在接头逐渐冷却的过程中直接吹接头。

8、焊后清理

根据需要可以用砂轮机打磨耐磨带的重叠区域、飞溅的渣子和较小的焊瘤，使耐磨带表面平滑。但是，任何打磨工作都应该在钻杆接头冷却到70℃以下进行。

注：此耐磨带焊接工艺流程由北京固本科技有限公司制定和发布，仅适用于北京固本KB100/KB150/KB300/KB350型耐磨带焊丝。使用其他耐磨带焊接材料时，文档内容仅供参考。