一、什么是鉆桿耐磨帶？
為了保護(hù)鉆桿在鉆井過程中不至于過度磨損, 采用焊接方式將耐磨焊絲沿鉆桿接頭圓周方向焊接寬約30～50 mm、厚2～3 mm 的環(huán)形帶。此環(huán)形帶即稱之為鉆桿耐磨帶。從機(jī)理上講, 鉆桿接頭耐磨帶實(shí)質(zhì)上是一個(gè)隔離層。利用耐磨帶焊絲的耐磨性，通過這個(gè)隔離層, 使鉆桿接頭外壁和套管壁或井壁隔離，避免鉆桿接頭與套管壁或井壁直接接觸, 以保護(hù)鉆桿接頭和套管免遭強(qiáng)烈磨損。
一句話總結(jié)：把耐磨帶焊絲焊接在鉆桿接頭上，形成一圈一圈的環(huán)形帶就叫鉆桿耐磨帶。
二、如何正確選擇鉆桿耐磨帶？
耐磨帶的工況條件較為復(fù)雜, 性能要求苛刻。在鉆井特別是裸眼鉆井過程中，耐磨帶與巖石井壁會(huì)發(fā)生持續(xù)摩擦運(yùn)動(dòng), 耐磨帶必須經(jīng)受住巖石的長(zhǎng)時(shí)間磨損。用戶希望耐磨帶的硬度、耐磨性越高越好，這是用戶在選擇耐磨帶時(shí)最大最典型的誤區(qū)。
正確的思路是必須考慮鉆井過程中耐磨帶與套管的接觸摩擦和磨損。如果耐磨帶的硬度和耐磨性比套管高許多, 那么套管磨損程度將比耐磨帶大得多。在這種情況下, 耐磨帶的硬度、耐磨性越高, 套管磨損程度越嚴(yán)重。因此, 并不是說(shuō)耐磨帶的硬度和耐磨性越高越好, 而是應(yīng)當(dāng)綜合考慮, 使其具有良好的綜合抗磨性能。
所謂綜合抗磨性能, 是指在具有較高耐磨性前提條件下，同時(shí)具有適度的減磨性。最佳的耐磨性與減磨性之間存在一定的匹配關(guān)系, 這個(gè)匹配關(guān)系的量化確立, 是耐磨帶焊絲的核心技術(shù)所在。
一句話總結(jié)：選擇耐磨帶時(shí)不是硬度越高越好，越耐磨越好。正確的選擇是耐磨帶同時(shí)具有耐磨性和減磨性。
三、市場(chǎng)常見鉆桿耐磨帶焊絲對(duì)比
3.1 碳化物粉末
私人鉆井隊(duì)及小型單位采用用碳化鎢粉末耐磨帶。碳化鎢粉末的堆焊層組織中高硬度的碳化鎢顆粒對(duì)套管產(chǎn)生較大的磨損, 影響鉆井工程進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益。為此, 在國(guó)際鉆井工程招標(biāo)中或國(guó)內(nèi)較深井鉆井中, 碳化鎢粉末耐磨帶都被明令禁用。因價(jià)格低廉，目前國(guó)內(nèi)部分地區(qū)特別是私人鉆井隊(duì)仍使用碳化鎢粉末耐磨帶。
3.2 安科耐磨帶焊絲
20 世紀(jì)90 年代, 材料工程界提出一種平衡磨損思路, 它所堅(jiān)持的理念是: 盡量減小套管的被動(dòng)磨損, 同時(shí)允許鉆桿接頭適度磨損。在該理念指導(dǎo)下，美國(guó)ARNCO公司在2000年推出了安科100XT耐磨帶焊絲。
該耐磨帶焊絲采用Fe-Cr-Mn-Mo合金系, 焊前工件預(yù)熱溫度為66 ℃～316 ℃, 其耐磨帶堆層硬度大于HRC50。該產(chǎn)品具有下列特性：(1)耐磨帶上無(wú)
龜裂; (2)在鉆井過程中, 對(duì)套管的磨損降為最低; (3)提高鉆桿接頭壽命300%; (4)套管與鉆桿接頭同時(shí)得到保護(hù); (5)可用于新舊不同尺寸的鉆桿。
其后，美國(guó)ARNCO公司又推出了100XT的改進(jìn)型號(hào)150XT，及適用于裸眼鉆井的300XT型耐磨帶焊絲。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明, 在減小鉆桿磨損的前提下, 安科耐磨帶焊絲能有效降低套管的磨損。
3.3 北京固本耐磨帶焊絲
為了盡快擺脫“進(jìn)口焊絲價(jià)格昂貴, 國(guó)內(nèi)油田難以承受”的困難局面, 也為了提高中國(guó)鉆井公司在國(guó)際招標(biāo)中的競(jìng)爭(zhēng)力, 在有關(guān)部門的組織和領(lǐng)導(dǎo)下，國(guó)內(nèi)相繼開展高性能耐磨帶焊絲國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)工作, 并且取得了可喜的進(jìn)展。其中，北京固本科技有限公司研制的耐磨帶焊絲填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
北京固本耐磨帶焊絲系列產(chǎn)品包括D100、D150、D300共計(jì)3個(gè)型號(hào)，分別對(duì)應(yīng)安科100XT、150XT、300XT，是安科耐磨帶焊絲的國(guó)產(chǎn)替代品。固本耐磨帶焊絲在綜合分析安科產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，具有成本降低、工藝簡(jiǎn)便、性能相當(dāng)、外觀一樣的特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)多家鉆桿生產(chǎn)企業(yè)的使用表明，固本耐磨帶焊絲的性能與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，由北京固本牽頭研發(fā)的扶正器、減震器專用耐磨焊絲已進(jìn)入驗(yàn)收階段。
一句話總結(jié)：碳化鎢粉末耐磨帶已被淘汰，美國(guó)ARNCO公司的安科耐磨帶焊絲、北京固本科技有限公司的固本耐磨帶焊絲是市場(chǎng)最常見的耐磨帶焊絲產(chǎn)品。
四、鉆桿耐磨帶焊絲總結(jié)與展望
市場(chǎng)上可供選擇的耐磨帶材料并不多。碳化鎢粉末材料磨損套管的危害已經(jīng)引起多數(shù)用戶的關(guān)注, 廣大用戶迫切需要價(jià)格合理、性能優(yōu)良的新型耐磨帶焊絲。高性能耐磨帶焊絲與國(guó)際先進(jìn)水平的接軌, 為我國(guó)耐磨帶焊絲的研發(fā)指出了明確方向。
國(guó)產(chǎn)高性能耐磨帶焊絲的開發(fā)必須加快步伐, 以適應(yīng)鉆井技術(shù)及裝備高速發(fā)展需求。總體上看, 耐磨帶焊絲的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展, 是改善耐磨帶使用性能、提高鉆井效率和質(zhì)量的必要條件, 而降低耐磨帶焊絲成本、提供合理配套工藝則是充分條件。目前, 與世界上主要的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比, 我國(guó)的鉆桿耐磨帶技術(shù)以及在工藝配套等方面尚有一定差距, 在專用耐磨帶焊絲開發(fā)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定, 以及性能評(píng)價(jià)等方面尚需大量工作。期望在不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi), 能夠取得有價(jià)值的創(chuàng)新成果。
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