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)上是一個隔離層。利用耐磨帶焊絲的耐磨性，通過這個隔離層, 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發(fā)生持續(xù)摩擦運(yùn)動, 耐磨帶必須經(jīng)受住巖石的長時間磨損。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)：選擇耐磨帶時不是硬度越高越好，越耐磨越好。正確的選擇是耐磨帶同時具有耐磨性和減磨性。
三、市場常見鉆桿耐磨帶焊絲對比
3.1 碳化物粉末
私人鉆井隊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, 在國際鉆井工程招標(biāo)中或國內(nèi)較深井鉆井中, 碳化鎢粉末耐磨帶都被明令禁用。因價格低廉，目前國內(nèi)部分地區(qū)特別是私人鉆井隊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, 它所堅持的理念是: 盡量減小套管的被動磨損, 同時允許鉆桿接頭適度磨損。在該理念指導(dǎo)下，美國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
龜裂; (2)在鉆井過程中, 對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得到保護(hù); (5)可用于新舊不同尺寸的鉆桿。
其后，美國ARNCO公司又推出了100XT的改進(jìn)型號150XT，及適用于裸眼鉆井的300XT型耐磨帶焊絲?，F(xiàn)場應(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)口焊絲價格昂貴, 國內(nèi)油田難以承受”的困難局面, 也為了提高中國鉆井公司在國際招標(biāo)中的競爭力, 在有關(guān)部門的組織和領(lǐng)導(dǎo)下，國內(nèi)相繼開展高性能耐磨帶焊絲國產(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)了國內(nèi)空白，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
北京固本耐磨帶焊絲系列產(chǎn)品包括D100、D150、D300共計3個型號，分別對應(yīng)安科100XT、150XT、300XT，是安科耐磨帶焊絲的國產(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)合國內(nèi)市場需求，具有成本降低、工藝簡便、性能相當(dāng)、外觀一樣的特點(diǎn)。國內(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)入驗收階段。
一句話總結(jié)：碳化鎢粉末耐磨帶已被淘汰，美國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際先進(jìn)水平的接軌, 為我國耐磨帶焊絲的研發(fā)指出了明確方向。
國產(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)國家相比, 我國的鉆桿耐磨帶技術(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, 以及性能評價等方面尚需大量工作。期望在不太長的時間內(nèi), 能夠取得有價值的創(chuàng)新成果。
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