[發(fā)明專利]一種套管友好型耐磨帶堆焊藥芯焊絲

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910082044.2
• 申請日: 2009-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN101524789A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙學(xué)彬;孫哲峰;張發(fā)云;周鑫;蔣璟彥;王建英;劉景輝;宋長東
• 申請（專利權(quán)）人: 北京佳倍德工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B23K35/00
• 分類號(hào): B23K35/00;B23K35/30;B23K35/16;B23K35/40
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 沈 波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料加工工程中的焊接領(lǐng)域，具體涉及一種適用于堆焊鉆桿接頭部位的耐磨帶及石油與天然氣勘探、鉆采相關(guān)設(shè)備耐磨層的藥芯焊絲。

背景技術(shù)

隨著深井、超深井、大斜度井、定向井、大位移井、水平井在鉆井中所占的比例越來越大，鉆桿與套管的磨損問題越來越突出。鉆桿接頭耐磨帶有著優(yōu)于接頭本身的耐磨性能，同時(shí)能夠降低對套管的磨損。因此耐磨帶技術(shù)在鉆井中得到了越來越多的應(yīng)用，并且成為國際重大石油堪采項(xiàng)目招標(biāo)時(shí)，要求投標(biāo)方中標(biāo)必備的技術(shù)條件之一。直觀來看，耐磨帶的作用是利用自身直徑大于鉆桿接頭的“凸出”位置，代替鉆桿接頭承受沙粒的磨粒磨損，以及與套管間的粘著磨損等。同時(shí)，由于耐磨帶硬度和組織對套管的“友好型”，使得套管承受了更小的磨損。

目前很多耐磨帶材料都以碳化物等各種硬質(zhì)組織作為耐磨架構(gòu)保護(hù)鉆桿，但是實(shí)際應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)室分析發(fā)現(xiàn)，碳化物的尺寸和分布會(huì)因鉆桿承受的巨大扭矩對套管產(chǎn)生截然不同的磨損。粗大的碳化物和不均勻的分布會(huì)對套管產(chǎn)生“攻擊性”磨損，且耐磨帶本身在扭矩和壓力下容易發(fā)生條塊狀剝落，不但會(huì)失去對鉆桿的保護(hù)、加劇套管的磨損，而其剝落的焊縫條塊有可能會(huì)損壞其它鉆采設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，而提供一種套管友好型耐磨帶堆焊藥芯焊絲，避免在耐磨帶組織中產(chǎn)生粗大的硬質(zhì)析出相，以基體和細(xì)小的組織起到耐磨作用。

本發(fā)明所提供的套管友好型耐磨帶堆焊藥芯焊絲，采用鋼帶包裹占藥芯焊絲總重量22～37％的藥芯粉末；所述的藥芯粉末包括以下質(zhì)量百分比含量的物質(zhì)：高碳鉻鐵：10～30％、硼鐵：8～17％、鉬鐵：0.5～4％、鎳粉：5～10％、低碳硅鐵：1～3％、中碳錳鐵：2～8％，余量為電解鐵粉。

其中，各組分的作用如下：

高碳鉻鐵：向耐磨帶焊縫過渡合金元素。

硼鐵：向耐磨帶焊縫過度合金元素，提高熔敷金屬淬透性。

鉬鐵：向耐磨帶焊縫過渡合金元素，提高硬度與高溫強(qiáng)度。

鎳粉：增強(qiáng)耐磨帶基體韌性與強(qiáng)度。

低碳硅鐵：脫氧，增強(qiáng)熔敷金屬流動(dòng)性。

中碳錳鐵：調(diào)整耐磨帶硬度，與硅聯(lián)合脫氧。

本發(fā)明套管友好型耐磨帶堆焊藥芯焊絲采用現(xiàn)有技術(shù)制得，具體包括以下步驟(如圖1所示)：

1)將軋鋼帶成U形槽，再向U形槽中加入占藥芯焊絲總重22～37％的藥芯粉末；

2)將U形槽合口，將藥芯包裹其中，通過拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達(dá)到1.6mm，得到套管友好型耐磨帶堆焊藥芯焊絲。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1)本發(fā)明藥芯焊絲提高了耐磨帶的使用安全性。

2)采用本發(fā)明藥芯焊絲堆焊的耐磨帶硬度高于同類進(jìn)口產(chǎn)品，增加了對鉆桿接頭的保護(hù)。

3)采用本發(fā)明藥芯焊絲堆焊的耐磨帶組織細(xì)密，無粗大硬質(zhì)相，降低了對套管的磨損。

4)采用本發(fā)明藥芯焊絲堆焊的耐磨帶可有效地降低鉆桿所受扭矩，成倍提高鉆桿壽命。

5)施焊工藝性能良好，發(fā)塵量少，無大顆粒飛濺。

附圖說明

圖1、本發(fā)明套管友好型耐磨帶堆焊藥芯焊絲的成形工藝示意圖。

圖2、本發(fā)明套管友好型耐磨帶堆焊藥芯焊絲堆焊焊縫形貌圖。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

下述實(shí)施例中采用被動(dòng)拉拔式藥芯焊絲機(jī)制備套管友好型耐磨帶堆焊藥芯焊絲。

實(shí)施例1

1)將10×0.3(寬度為10mm，厚度為0.3mm)的H08A冷軋鋼帶軋成U形；

2)取高碳鉻鐵粉末1千克、硼鐵0.8千克、鉬鐵0.05千克、鎳粉0.5千克、低碳硅鐵0.1千克、中碳錳鐵0.2千克、電解鐵粉7.35千克，分別過60目篩后，于混粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘，得到藥芯粉末；

3)將藥芯粉末加入U(xiǎn)形的H08A冷軋鋼帶槽中，填充率為37wt％，將U形槽合口，使藥粉包裹其中，而后分別通過直徑為：3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.4mm、2.2mm、2.0mm、1.8mm、1.6mm的拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達(dá)到1.6mm，得到套管友好型耐磨帶堆焊藥芯焊絲。

實(shí)施例2

1)將10×0.3(寬度為10mm，厚度為0.3mm)的H08A冷軋鋼帶軋成U形；