堡垒 ±！ 堑 查堑！塑 匣Ｅ 浅谈报废无磁钻铤的改进技术 ——无磁钻铤的敷焊修复 赵 晶 ，刘战锋 ，郑锡坤 （１西安石油大学机械工程学院 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５） （２山西北方风雷工业集团有限公司 山西 侯马 Ｏ４ ３ ０１ ３） 【摘要】钻井行业生产经营中，无磁钻铤发挥着重要的作用。但是，在无磁钻铤的实际应用中，人们发现其外径的 磨损量较为严重，且很快无磁钻铤便会报废。为提高无磁钻铤的应用价值，提高钻井行业的经济收益，技术人员通过实 际操作和参考技术资料等，对报废的无磁钻铤进行改进，将其运用在钻井行业，减少无磁钻铤的采购成本，并为无磁钻 铤技术的发辰提供新的方向。 【关键词】无磁钻铤；改进技术；敷焊修复 【文章墒号】１００９－５６２４（２０１８）０４－００３１一Ｏ２ １引言 腐蚀开裂等性能非常优异，达到石油钻井的工作需求。石 无磁钻铤在使用中损耗较为严重，技术人员为节省采 油钻井工作中，需要利用磁性测量仪器确定井眼的方向， 购成本、研发新技术以及改善无磁钻铤的浪费现象，通过 敷焊修复技术改进报废无磁钻铤，使其可以重新使用，投 入石油钻井的使用中。本文从石油钻井实际工作的角度出 发，对无磁钻铤进行简要介绍，而后分析无磁钻铤的敷焊 修复技术，最后分析修复报废无磁钻铤的实际意义，推动 敷焊修复技术的发展。 ２无磁钻铤简介 低碳高铬锰合金钢是制作无磁钻铤的原材料，需要经 过严格的化学配比，并利用精炼以及锻造等技术，使其具 而磁性测量仪器工作中需要感应大地磁场，故而，磁性测 量仪器需要在无磁环境下工作ｕ 。但是，钻井工作适应的 钻具绝大多数具有磁性，进而产生磁场，对磁性测量仪器 产生影响，影响井眼方向测量数据的准确性。无磁钻铤可 以在钻进工作中营造无磁环境，为磁性测量仪器提供工作 条件，保证感应大地磁场数据信息的准确性，且满足钻井 工作对钻铤的需求。 ３无磁钻铤的敷焊修复 ３．１无磁钻铤工作过程中的消耗 有强度较高的机械性能、低磁导率良好，且耐磨性以及耐 无磁钻铤是石油钻井行业生产经营的重要工具，但由 业间的碰撞检查报告，及时发现设计错误并反馈给设计方 进行修改直至完全解决设计问题，施工方获得掌握设计变 更主动权的机会。 ３．２．４施工协调管理 通过统一的流程框架、统一 的ＢＩＭ数据库系统、统一的共享信息平台，实现建设单位、 监理单位、设计单位、施工单位等多方共同参与、高效协同。 利用互联网，ＢＩＭ中心通过中心文件＋连接方式实现模型 协调工作，实现调用基础数据快又准。利用创建的ＢＩＭ模 型实现了对设计、施工及运维各阶段的辅助施工并协调管 理设计院、施工总承包和运营单位。 ３．２．５工程量获取 Ｒｅｖｉｔ中明细表可以直接导出项 目中的信息，这些信息是从项目中图元的属性中提取的， 用户可以根据自身的需求去选择，可以快速提取相关的模 型参数，实现工程量、材料表等统计功能。 ４应用效果 ４．１管理力度增强 ＢＩＭ技术的使用，将施工过程的管理模式由“被动管理” 转换为“主动管理”，将施工过程中可能出现的问题提前 解决，从而降低了施工问题出现的概率、有效提高了施工 现场管理活动效率。施工过程的可视化和关键工序的模拟， 可以协助工作人员更好地理解施工工艺、流程、协作方式、 安全隐患等，从而减少事故的发生、提高了管理效率。因 此，在桥梁施工管理过程中，Ｂ ＩＭ技术的使用为其提供了 很好的支持，施工管理流程和活动得到优化，施工管理和 安全水平得到提高。 ４．２基于ＢＩＭ的三维算量，提高算量效率，节约成本。 ４．３ ＢＩＭ技术中的碰撞检查功能能及时发现图纸错误， 三维模型交底更为直观、准确，返工现象减少、施工质量 提高，工期得以节省、成本得以降低。 【参考文献】 【１】 关于推进建筑信息模型应用的指导意见》［Ｒ】．２０１５．中华 人民共和国住房和城乡建设部． 【２】杨东旭．基于ＢＩＭ技术的施工可视化研究【Ｄ】．广州：华南 理工大学，２０１３． 【３】寿文池．ＢＩＭ环境下的工程项目管理协同机制的研究【Ｄ】．重 庆：重庆大学，２０１４． 【４】张建平，李丁．ＢＩＭ在工程施工中的应用ｆ Ｊ】．施工技术， ２Ｏ１２，４１（３７１）：１０－１７． 基金项目：重庆工程职业技术学院校级课题（项目编号： ＫＪＢ２１） ３１ 睡 ｊ 信． 录材料２ ０１ ８年４月第１ ９卷第４期 于其作业环境的特殊性，受到的损伤较大，消耗较快。 无磁钻铤在井眼环境中承受的力量较为复杂，正常的钻 井工作环境下，需要承受弯曲、预紧、内部压力、扭转 以及外部压力等，需要承受的动载荷或是静载荷较多： 同时，还需要承受地层介质以及钻井液的腐蚀。技术人 员通过观察回收处理的无磁钻铤发现，其公扣、母扣端 部存在严重的咬痕，且外径的磨损程度较为严重，修复 过程中通常将公扣和母扣对调使用，虽然满足钻井行业 无磁钻铤的使用标准，但这样严重影响无磁钻铤的使用 周期，既降低无磁钻铤的利用率，又影响石油钻井行业 程为自动化运行，只需要将工艺指令输入到设备中，便可 以实现起弧、焊层厚度、接口处搭接以及收弧等操作。焊 接无磁钻杆上的耐磨带时，使用送丝焊接的方式，具有送 丝功能的焊可以进行前后调节，且送丝焊接的方式电流 比较稳定，也便于焊接过程中调节电流；同时，耐磨带完 成焊接后，不能进行停弧操作，焊会自动发调节自己的 位置，进行下一次的耐磨带焊接，送丝焊接全部结束后， 钻杆耐磨带上的圆周借口需要保持平滑，不能存在接口凸 起或是未连接上的现象。报废无磁钻铤的敷焊修复工艺不 仅从技术层面提高精确度，并在修复工作层面减少工作量， 的经济发展。因此，需要在修复中不断探索新的技术， 延长无磁钻铤的使用周期，而敷焊修复技术满足对报废 无磁钻铤的修理需求。 ３．２无磁钻铤堆焊、喷焊的材料选择 为减少钻杆以及套管的磨损，可以在石油钻杆接头处 堆焊符合要求的金属材料。堆焊金属材料，在钻杆接头处 形成耐磨带，采用的主要工艺方法有药芯焊丝气保护电弧 形式的堆焊，以及粉末等离子弧喷焊。堆焊耐磨带的工艺 方法有着较好的发展前景，使用的材料一般需要具有高耐 磨性能、减磨性能以较高的抗裂性，经过长期的实验对比， 选择使用焊丝Ｎａｔｅ９０９Ｊ，其性能符合报废无磁钻铤修复的 需求，且能够经受堆焊工艺施工，堆焊的表面硬度能够达 到约卜Ⅱ３３００。因此，焊丝Ｎａｔｅ９０９Ｊ适合应用在报废无磁钻 铤的修复方面。 ３．３无磁钻铤敷焊中焊丝Ｎａｔｅ９０９Ｊ的应用 第一，将焊丝Ｎａｔｅ９０９Ｊ在普通钻杆接头处进行堆焊， 其耐磨带通常情况下，不会产生明显的冷热裂纹。但是， 若是相邻的耐磨带重叠部分过多，或是耐磨带的接口出现 过多的搭接，则可能会出现比较明显的冷裂纹。消除此裂 纹的直接方式为重新调整相邻耐磨带的重叠部分，或是重 新处理接口的搭接。使用焊丝Ｎａｔ ｅ９０９Ｊ堆焊钻杆的耐磨 带，其抗裂性能更加优异，与之相比更重要的是：焊丝 Ｎａｔｅ９０９Ｊ堆焊或是喷焊出的耐磨带，不会产生冷热裂纹， 并且这是在堆焊前没有进行预热处理、堆焊后也没有进行 缓冷情况下得出的结果，极大的简化报废无磁钻铤敷焊修 复过程，减少工艺，提高修复的效率，并减少修复的成本， 有利于石油钻井行业的发展。 第二，堆焊中使用Ｎａｔ ｅ９０９Ｊ焊丝，并使用纯氩气进 行保护，堆焊过程中几乎不见任何飞溅现象，且耐磨带的 外观上平整、美观 。因此，使用焊丝Ｎａｔ ｅ９０９Ｊ堆焊的 方式修复报废无磁钻铤后，不需要在进行手工打磨，减少 工艺环节。 第三，钻杆耐磨带焊丝Ｎａｔｅ９０９Ｊ，在无磁钻铤上进行 堆焊后，能够提高加工后的表面精度，可以使外径受到磨 损的报废无磁钻铤再次使用；同时，也可以将其加工成无 磁加重钻杆以及无磁柔性短节。 ３．４无磁钻铤敷焊设备改造 为满足报废无磁钻铤的敷焊修复技术希求，更换原有 的等离子喷焊机，选择粉丝两用且固定的设备实施钻杆耐 磨带焊接。常用的喷焊设备为ＤＰ一５００Ｂ，其操作简单，全 ３２ 提升修复效率。 ４利用敷焊修复报废无磁钻铤的实际意义 利用敷焊修复报废无磁钻铤后，增加水平油井中无 磁柔性短节以及无磁加重钻杆的使用，并在实际作业中 得到工作人员的认可好评。具体可以从可以提高无磁钻 铤的使用周期、增加石油钻井行业对无磁加重钻杆的使 用、使用无磁柔性短节替代原本的短钻铤三个方面进行 分析。 首先，可以提高无磁钻铤的使用周期。在报废的无 磁钻铤上使用焊丝Ｎａｔ ｅ９０９Ｊ，不仅可以成功焊接耐磨 带，且不会对无磁钻铤的材质产生影响，通过这种敷焊 修复方式，无磁钻铤的使用周期通常可以延长百分之 三十二。 其次，可以利用敷焊修复技术将无磁钻铤加工为无磁 加重钻杆，增加石油钻井行业对无磁加重钻杆的使用。从 水平油井的使用情况进行分析，使用无磁加重钻杆替代原 本的无磁钻铤之后，减少钻井作业中出现的托压问题；同 时，提高钻井作业的时效性，有效将钻井周期缩短，且缩 短的周期达到一天以上，有效的减少石油钻井行业的成本 投入，进而增加其经济效益，促进石油钻井行业的健康发 展。 最后，根据各油田的实际施工特点，使用无磁柔性短 节替代原本的短钻铤，有效减少起钻作业中出现的倒划眼， 且减少井下施工作业过程中出现的复杂情况：同时，通过 使用无磁柔性短节增加电测一次的成功几率，减少工作人 员在井下作业的施工强度，有利于保证工作人员的生命安 全。 ５结语 石油钻井行业的发展需要无磁钻铤作为生产的技术支 持，而无磁钻铤的外径在使用过程中消耗较快，很快便会 导致无磁钻铤的性能无法满足工作需求，若是不能修复报 废的无磁钻铤，则会造成严重的浪费，从经济、环保等角 度考虑，应积极利用敷焊修复技术改进无磁钻铤，使其重 新回到石油钻井工作中。 【参考文献】 ［１］卫博，张军，胡开拓．浅谈报废无磁钻铤的改进技术一一无 磁钻铤的敷焊修复［Ｊ］．化工管理，２Ｏ１７，（２３）：１８３． ［２］赵兵．６英寸小井眼水平井无磁钻铤的改进［Ｊ］．中国石油和 化工标准与质量，２０１ ３，３４（０１）：１４９—１５０．
