[發明專利]石油開采用鉆具的堆焊工藝

無效

• 申請號: 201010240497.6
• 申請日: 2010-07-29
• 公開（公告）號: CN102343471A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 曹育紅;高智海;梁龍昌;胡舟;王建剛
• 申請（專利權）人: 上海圖博可特石油管道涂層有限公司;上海博騰焊接材料有限公司
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/16;B23K9/235
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

技術領域

本發明涉及一種管材的表面處理工藝，尤其涉及一種石油開采用鉆具的堆焊工藝。

背景技術

隨著石油鉆探事業的高速發展，石油開采用鉆具用得越來越多，在鉆井鉆探中鉆具的損傷也日趨嚴重?，F有技術采用等離子噴涂焊以及二氧化碳保護硬面敷焊技術在鉆具的易損表面形成一層耐磨帶，應對在鉆井和鉆探過程中保護鉆桿的受損面，起到了一定的積極作用。但作為焊接敷焊的焊縫對鉆桿的保護要求越來越高，使用單位對鉆具的使用壽命要求也愈來愈高?，F有技術已經滿足不了需要。

發明內容

本發明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種石油開采用鉆具的堆焊工藝。

為了達到上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種石油開采用鉆具的堆焊工藝，包括以下步驟：

(1)對鉆具的堆焊區域表面進行清潔處理，去除表面的銹斑、油污；

(2)將鉆具的堆焊區域送入中頻加熱爐加溫至200～250℃；

(3)對加溫合格后的鉆具的堆焊區域表面再次進行清潔；

(4)由自動控制二氧化碳焊機采用碳鋼焊絲對鉆具的堆焊區域進行電焊，電焊的同時由噴粉機構向電焊位置噴入預熱到200℃的純鎢粉進行敷焊，最終在鉆具的堆焊區域焊敷形成一層含有碳化鎢的增厚耐磨帶。

所述的焊接電壓為20～35V，電流為300A。

所述的自動控制二氧化碳焊機采用賓采爾的401直柄水冷焊槍，所述的碳鋼焊絲使用ER55或ER55B2型碳鋼焊絲，規格為φ1.6mm。

所述的純鎢粉的粒度為40～80目，噴入量控制在每平方厘米堆焊區域10～30克。

所述的自動控制二氧化碳焊機采用程控技術控制焊接速度，焊槍的擺動幅度和擺幅速度同步控制。

所述的鉆具的堆焊區域包括鉆具的母端和公端、加重鉆具的母端、公端和中間加厚段。

采用本發明的石油開采用鉆具的堆焊工藝，具有以下的優點和特點：

1、可保證所堆焊的焊層能精確地控制寬度、厚度、焊層的表面裂紋以及焊層的表面的平整度。

2、有效地增加了焊縫的成型及焊絲和母材的融深度，因而有益地保證了焊層在鉆井過程中的使用壽命。

3、提高了焊層的硬度，從而提高了鉆具的耐磨性和鉆具對套管的減摩性，提升鉆具使用壽命達二倍以上。

具體實施方式

本發明石油開采用鉆具的堆焊工藝是，首先對鉆具的堆焊區域(包括鉆具的母端和公端、加重鉆具的母端、公端和中間加厚段)表面進行清潔處理，去除表面的銹斑、油污；然后將清潔過的鉆具的堆焊區域送入中頻加熱爐加溫至200～250℃；然后對加溫合格后的鉆具的堆焊區域表面再次進行清潔；即可將鉆具推入自動焊機內，由自動控制二氧化碳焊機(該自動控制二氧化碳焊機采用賓采爾的401直柄水冷焊槍)采用碳鋼焊絲對鉆具的堆焊區域進行電焊，電焊的同時由噴粉機構向電焊位置噴入預熱到200℃的純鎢粉進行敷焊，最終在鉆具的堆焊區域焊敷形成一層含有碳化鎢的增厚耐磨帶。焊接電壓為20～35V，電流為300A。碳鋼焊絲使用ER55或ER55B2型碳鋼焊絲，規格為φ1.6mm。純鎢粉的粒度為40～80目，噴入量控制在每平方厘米堆焊區域10～30克。為保證送粉的有效，操作人員必須隨時注意觀察熔池的變化，以控制熔池的顏色為綠紅色為最佳，焊絲流動為半蠕動狀態。要是達不到焊縫平面的要求可調整抖動頻率和送絲速度。另外亦可加強送絲速度的調整來達到焊敷最好最優的焊縫。

本發明的堆焊工藝為二氧化碳保護焊和碳化鎢噴焊合并同步焊接。在焊接過程中有著完全獨立的凈化密封房和排氣窗，焊機卡盤與鉆具之間有連接裝置，以及自動控制柜和頂升機架和加熱系統為一體的焊接設備。

本發明對于石油開采所用的鉆具，無論哪種規格包括鉆鋌都可以給予焊敷。給予鉆具表層焊敷的焊縫能保證平整光滑、結構實密、焊縫融深度達1.5mm以上，保證了鉆具自身的使用壽命。由于在用ER55或ER55B2型焊絲電焊的同時加入了純鎢粉同步進行敷焊，在焊層中生成了高耐磨的碳化鎢，從而提高了焊縫的耐磨性。也保證了鉆具套管的內壁減少了它的磨損。同時也延長了套管的使用期限。