如何選擇鉆桿耐磨帶產(chǎn)品？耐磨帶產(chǎn)品選用要點

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　　耐磨帶焊絲，作為石油鉆具行業(yè)最有價值的材料之一，一直在隨著時間的發(fā)展而進(jìn)步。在最早期，耐磨帶焊絲的技術(shù)方案，主要是在較軟的碳鋼基體上包含碳化鎢耐磨顆粒。這種碳化鎢耐磨帶焊絲當(dāng)時廣泛地應(yīng)用于鉆桿接頭，因為當(dāng)時的鉆井工作很多是淺井、直井而且沒有套管保護(hù)。隨著深井、斜井和套管保護(hù)越來越多，碳化鎢耐磨帶焊絲逐漸被淘汰，這是因為碳化鎢耐磨帶會很快磨穿套管。
　　隨后，基于碳化鉻的耐磨帶材料取代了碳化鎢，成為耐磨帶合金的普遍技術(shù)方案。這些產(chǎn)品包括含鉻的鐵基噴焊粉末，以及碳化鉻耐磨帶焊絲。這些耐磨帶材料堆焊后，表面會有明顯的裂紋。多起鉆井事故表明，這些裂紋可能導(dǎo)致耐磨帶合金材料脫落和掉塊，發(fā)生事故。此外，在碳化鉻耐磨帶上進(jìn)行復(fù)焊也是非常困難的工作，復(fù)焊后容易產(chǎn)生氣孔和脫落現(xiàn)象。為了保證良好的復(fù)焊效果，碳化鉻耐磨帶復(fù)焊時最好將舊的殘留耐磨帶完全去除，這極大地增加了施工單位的成本。為了節(jié)省成本，不完整地進(jìn)行去除工作，又為以后的脫落和掉塊埋下了隱患。從2016年開始，碳化鉻耐磨帶材料逐漸被無裂紋的耐磨帶合金材料所取代，比如北京固本科技有限公司的KB150/350型耐磨帶焊絲。通過控制碳化物的類型和數(shù)量，新一代的無裂紋耐磨帶焊絲提供優(yōu)秀的耐磨性能，同時對套管非常友好。
　　極具磨損性的地質(zhì)條件，硫化氫的腐蝕，斜井，水平導(dǎo)向井等越來越復(fù)雜的因素，都對鉆桿耐磨帶材料的選擇提出了更多的挑戰(zhàn)和要求。除了必須對套管友好(也就是耐磨帶不能對套管造成太強(qiáng)的磨損)，同時必須考慮到鉆桿的工作要求：比如鉆井速度，井深，斜井甚至水平鉆井。所以，在耐磨帶材料選擇時，我們必須考慮以下3個關(guān)鍵因素：
　　1. 耐磨帶合金的選擇;
　　2. 堆焊工藝指南或手冊;
　　3. 新技術(shù)、新工藝;
　　一、耐磨帶合金的選擇
　　市場上的耐磨帶產(chǎn)品主要有噴焊鐵基粉末、等離子噴焊鎳基粉末、耐磨帶焊絲，品牌和價位也各自不同。在剛開始選擇耐磨帶合金和產(chǎn)品時，除了既要保證產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計上的要求，還同時需要盡可能地降低采購成本，以及后期復(fù)焊的綜合成本。耐磨帶的選型和采購工作，對于沒有經(jīng)驗或者沒有及時跟蹤市場動態(tài)的用戶來說，顯得非常困難。
　　但是，秉持以下原則進(jìn)行耐磨帶的選擇，將使工作變得容易：
　　*選擇無裂紋的耐磨帶合金及產(chǎn)品;
　　*生產(chǎn)廠商提供了產(chǎn)品的堆焊流程、工藝、檢驗等工作的詳細(xì)說明。這些說明應(yīng)該是專業(yè)的，清晰的，保持更新的。確保廠商提供的文檔，覆蓋了耐磨帶堆焊和復(fù)焊的各個環(huán)節(jié)細(xì)節(jié)，其中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)最好經(jīng)過廠商實測或者由第三方檢測得出;
　　*耐磨帶合金和產(chǎn)品的復(fù)焊兼容性有非常明確的說明;
　　無裂紋是耐磨帶合金和產(chǎn)品選擇最為重要的一個因素。在過去，由于合金設(shè)計的原因，很多耐磨帶產(chǎn)品堆焊后會出現(xiàn)裂紋。即使只是微小的裂紋，長期的觀察表明，這些裂紋是耐磨帶失效的深層原因，同時也是耐磨帶復(fù)焊失敗的主要原因。堆焊裂紋的產(chǎn)生，可能來自于合金設(shè)計，也可能來自于不當(dāng)?shù)睾附庸に嚭筒僮鳌：附舆^程中裂紋的產(chǎn)生，同時還容易引發(fā)焊接氣孔、飛濺、影響焊縫的最終成型等。雖然很多市場上的產(chǎn)品宣稱自己無裂紋，但前提是在高標(biāo)準(zhǔn)的焊接工藝保障之下，這類產(chǎn)品在客戶現(xiàn)場特別是鉆井生產(chǎn)現(xiàn)場焊接環(huán)境中，仍然會出現(xiàn)裂紋。同時，應(yīng)當(dāng)注意耐磨帶產(chǎn)品是僅對新鉆桿首次堆焊保證無裂紋，還是多次復(fù)焊仍然保證無裂紋。根根據(jù)我們的經(jīng)驗，美國安科150XT/350XT和北京固本KB150/350型耐磨帶焊絲，在無裂紋方面擁有出色的表現(xiàn)。
　　二、堆焊工藝指南或手冊
　　一份完整、清晰、保持更新的耐磨帶堆焊指導(dǎo)指南或手冊，對于最終獲得高質(zhì)量的耐磨帶有著關(guān)鍵性的作用。指南或手冊應(yīng)該包括新桿首次堆焊和后續(xù)復(fù)焊的各個環(huán)節(jié)。在復(fù)焊時，不可避免地會遇到更多技術(shù)性的挑戰(zhàn)和問題，指南或手冊應(yīng)該明確指出這些挑戰(zhàn)或問題產(chǎn)生于哪一方。此外，指南或手冊應(yīng)該明確建議不合格的耐磨帶標(biāo)準(zhǔn)，以便檢驗方及最終用戶方作為檢驗依據(jù)。
　　以北京固本的中文版耐磨帶堆焊手冊為例，除了上述常規(guī)工藝外，還覆蓋了以下工況：
　　*極度磨損工況下的復(fù)焊操作指南
　　*在殘留碳化鎢耐磨帶鉆桿上的復(fù)焊操作指南
　　*使用北京固本KB100/150/350型耐磨帶焊絲，焊接兩層耐磨帶操作指南
　　*富硫化氫工況下的復(fù)焊操作指南
　　*無保護(hù)氣體(不加氣)的堆焊操作指南
　　*無磁鉆具的堆焊操作指南
　　通常，新鉆桿在出廠時已經(jīng)堆焊了耐磨帶。但是，此時耐磨帶的選用，一般很少關(guān)注后續(xù)的復(fù)焊操作。事實上，第一次堆焊的耐磨帶合金和產(chǎn)品，將影響后續(xù)的復(fù)焊操作，以及復(fù)焊耐磨帶合金和產(chǎn)品的選用。
　　三、新技術(shù)、新工藝
　　新技術(shù)、新工藝指的是耐磨帶產(chǎn)品的廠商，通過自身的研發(fā)能力，對于石油鉆探行業(yè)需求的及時響應(yīng)，以及對應(yīng)的技術(shù)、工藝、產(chǎn)品。耐磨帶產(chǎn)品廠商除了不斷追求更好的焊接外觀、更強(qiáng)的耐磨性能、更穩(wěn)定的產(chǎn)品品質(zhì)外，在一些新興需求面前，廠商們也在不斷努力。目前，值得關(guān)注的新技術(shù)、新工藝有以下幾種。
　　*無磁耐磨帶
　　在無磁鉆具上，常見的做法是堆焊不銹鋼合金材料。雖然堆焊不銹鋼合金材料，能提供保護(hù)性能，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到最終用戶的預(yù)期。因為具有實力的耐磨帶產(chǎn)品廠商都在研發(fā)或已經(jīng)推出了無磁耐磨帶合金和產(chǎn)品，通常，這類產(chǎn)品能提供不銹鋼合金材料4-5倍的耐磨效果。
　　*無須預(yù)熱的堆焊工藝
　　通常，耐磨帶的焊接需要對鉆桿接頭進(jìn)行預(yù)熱。針對一些不具備或者不考慮預(yù)熱工藝的用戶需求，耐磨帶廠商通過產(chǎn)品合金設(shè)計調(diào)整，可以實現(xiàn)不預(yù)熱直接堆焊，并且耐磨帶的硬度仍保持在設(shè)計區(qū)間，且完全沒有裂紋。
　　*無須保護(hù)氣體的堆焊工藝
　　在一些海外現(xiàn)場復(fù)焊客戶的需求反饋下，北京固本率先在市場上完成了無須保護(hù)氣體的堆焊工藝研究。經(jīng)測試和實踐表明，在完全不需要任何保護(hù)氣體的情況下堆焊北京固本耐磨帶焊絲產(chǎn)品，產(chǎn)品硬度達(dá)到要求，且沒有裂紋。這一工藝的實現(xiàn)，解決了中東、非洲等地區(qū)現(xiàn)場堆焊的特殊需求。
　　*低溫焊接工藝
　　隨著鉆桿的管內(nèi)涂層工藝逐漸得到國內(nèi)鉆桿生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注，隨之而來的問題是復(fù)焊時，由于焊接溫度過高，導(dǎo)致鉆桿內(nèi)壁涂層失效。北京固本進(jìn)行的專項工藝研究，通過合金調(diào)整和工藝設(shè)計，確保堆焊過程中鉆桿的受熱溫度控制在特定范圍內(nèi)，耐磨帶的復(fù)焊工作不會影響內(nèi)涂層的性能。
　　四、結(jié)語
　　耐磨帶產(chǎn)品的選擇并不是簡單地根據(jù)產(chǎn)品硬度來決定，需要考慮產(chǎn)品的合金設(shè)計、廠商堆焊工藝手冊的完整性、用戶自身的堆焊工況及最終用戶的使用工況。通常來說，歷史悠久的知名品牌，更加能夠提供優(yōu)秀的產(chǎn)品和良好的服務(wù)。選用國產(chǎn)品牌，比進(jìn)口產(chǎn)品具有更好的性價比。綜合各種因素，我們推薦以下品牌和型號的耐磨帶產(chǎn)品：
　　*美國安科，150XT/350XT
　　*北京固本，KB150/KB350