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KB100耐磨带焊丝适用性评定
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标题: KB100耐磨带焊丝适用性评定

为了评价北京固本KB100耐磨带焊丝替代Fe-50铁基焊粉作为钻杆耐磨带的适用性和经济性,采用直径1.6mm的KB100耐磨带焊丝,对50根NKK127mm(5英寸)GIO5钻杆进行耐磨带敷焊。耐磨带外观质量均符合SY5290-91标准要求,耐磨带位置距内螺纹接头密封台肩面15mm,耐磨带平均宽度32mm,平均高度2.1mm。对其中的20根钻杆打上钢印标记,逐根记录耐磨带各尺寸参数,包括耐磨带宽度和高度。

1.新型KB100耐磨带焊丝对钻杆接头的保护

为便于对比说明北京固本KB100耐磨带焊丝和等离子喷焊材料Fe-50合金粉末的磨损情况,2000年8月将敷焊这两种耐磨带材料的钻杆提供给钻井一公司45133队使用。两种各20根钻杆分别做出标记并记录耐磨带尺寸数据,都作为底部钻具组合的一部分同时使用,以便更好观察两种耐磨带的磨损情况。

我们于2000年9月5日和10月25日对钻杆耐磨带使用情况进行了实地检查,钻杆在钻进过程中无异常情况,钻杆耐磨带外观质量良好,无脱落、掉块。在钻井进尺2l00m时,KB100耐磨带焊丝由原始耐磨带平均厚度2.1mm变为剩余平均厚度1.97mm,磨损率为6.2%,而Fe-50合金粉末耐磨带由原始平均厚度2.0mm变为剩余平均厚度1.84mm,磨损率为8%。在钻井进尺4290m时,KB100耐磨带焊丝由原始厚度2.1mm变为1.73mm,磨损率为17.6%;而Fe-50合金粉末的耐磨带由原始厚度2.0mm变为剩余厚度1.58mm,磨损率为21%。由此可见,在同等钻井条件下,KB100耐磨带材料磨损率低于Fe-50合金粉末磨损率。对上海宝钢产共计400根钻杆进行了KB100焊丝做耐磨带焊接,供钻井二公司4530队使用。在焊接过程中使用相同的焊接参数,全部钻杆耐磨带的宽度和厚度相差不大(原始平均厚度2.2mm)。每口井使用完后,随机抽样40根检测耐磨带的磨损情况见表1。

表1 4530队使用KB100耐磨带钻杆情况

图1所示为北京固本KB100耐磨带钻杆的钻井进尺与磨损率的关系曲线。从曲线上可以看出在钻完第一口并时磨损率比平均值高,这是因为耐磨带表面粗糙凸起在第一口井时全部磨光,随后耐磨带参磨面积增加且光滑,磨损率下降。

图1 KB100磨损率与进尺的关系曲线

2.北京固本KB100耐磨带焊丝对套管的保护

室内台架试验表明,KB100耐磨带焊丝性能与国外进口材料相当,对套管的磨损远小于其它耐磨材料,它与套管的作用相当于轴承面作用于套管内壁,摩擦阻力、扭矩大大减小,从而减轻了套管磨损,使套管得到有效保护。这对于水平井和大斜度并尤为重要。

为验证使用接头敷焊KB100耐磨带焊丝的钻杆对套管的保护作用,在云10井和文古2井使用碳化钨耐磨带钻杆和KB100耐磨带钻杆,使用前者,在钻井过程中从钻井液出口捞出大量铁屑,且逐日增加(3d分别为150g,270g,750g),最多1天捞出1kg。使用后者,在钻井过程中铁屑较少(3d分别为150g,85g,65g)。在可比的情况下,碳化钨耐磨带钻杆钻柱的摩扭为2.9kN·m;而使用件100耐磨带钻杆钻柱的摩扭仅为1.6~1.9kN·m。

3.北京固本KB100耐磨带焊丝重复可焊性

北京固本KB100耐磨带焊丝的重复可焊性对应用该产品的经济性起着关键作用。为验证KB100材料的重复可焊性,我们从4530队钻完4口井后的钻杆中挑出10根耐磨带磨损严重的钻杆,在原耐磨带上重新敷焊新的耐磨带(宽度不变),再送回4530队在文13-342井中再次使用,使用后检查,敷焊层未出现掉块和剥落现象,磨损均匀,说明KB100耐磨带焊丝具有重复可焊性。

室内台架试验和现场使用结果表明,用新型耐磨带材料KB100代替铁基焊粉具有以下优点:

(1)北京固本KB100耐磨带焊丝比铁基焊粉耐磨带的摩擦系数小,故能更好地保护接头,延长维修周期;

(2)在保护钻杆接头的同时还能有效地保护套管,减少套管磨损,从而节省大量资金。


2018-06-21 15:13:23 坚持
 
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