钻铤窄间隙焊接技术在石油钻井中的应用

"钻铤窄间隙焊接技术 (2010年)" 本文主要探讨了钻铤的焊接修复技术，特别是采用脉冲熔化极氩弧焊的窄间隙焊接方法。在深入分析钻铤的焊接特性后，研究者选择了这种焊接方式来应对4145H钢材制成的钻铤在石油和地质勘探中的磨损问题。钻铤在井下作业时受到复杂力学作用，如拉（压）力、弯曲、扭转和冲击振动，导致螺纹连接处可能损坏，需要修复。 1. 钻铤的焊接特性分析 钻铤材质4145H钢具有较高的碳当量，焊接过程中容易产生硬化和脆化的高碳马氏体。由于其直径小、壁厚大，且经过使用后的腐蚀和软化，焊接后不易进行全面热处理，这给焊接修复带来了挑战。 2. 焊接方法选择 鉴于钻铤的焊接特性，研究者选择了脉冲熔化极氩弧焊的窄间隙焊接技术。这种方法可以减少热输入，减小热影响区，从而降低脆化风险。氩气保护可以防止氧化和污染，提高焊接质量。 3. 焊接设备及工艺 文章介绍了钻铤窄间隙焊机的性能特点，该焊机能够精确控制焊接参数，确保焊接过程的稳定性。同时，制定了一套详细的焊接工艺，包括预处理、焊接过程和后处理，以规范操作技术。 4. 焊接效果 经过检测，焊接接头的抗拉强度达到820MPa，屈服强度为630MPa，满足使用要求。热影响区、熔合线和焊缝的冲击吸收功分别平均为72J、31J和80J，最低冲击吸收功为22J，表明焊接接头具有良好的机械性能。 5. 应用实例 采用窄间隙焊接技术修复的200根钻铤已在胜利油田的100多口油井中广泛应用，没有出现焊接质量问题，验证了这种方法的可靠性和经济效益。 6. 结论 钻铤的窄间隙焊接技术成功解决了4145H钢钻铤的修复难题，降低了钻具的采购成本，提升了钻井生产的经济效率。这项技术对于类似材料和结构的钻具修复具有重要的参考价值。 关键词: 钻铤; 窄间隙焊接; 焊机; 焊接工艺; 胜利油田 这篇论文详细介绍了钻铤的焊接修复技术，尤其是窄间隙焊接技术在解决钻铤焊接问题上的应用，为类似工况下的焊接作业提供了理论依据和实践经验。