钻杆接头耐磨带以其一定的耐磨性和减磨性,保护钻杆接头和套管免遭强烈的磨损,在深井钻井、大位移井钻井和大斜度井钻井工程中获得了推广应用,而且接头耐磨带技术已经成为国际重大石油工程项目招标中,投标方中标的必备技术条件之一。从机理上讲,钻杆接头耐磨带的作用是利用自身及其耐磨性,将钻杆外壁和套管内壁隔离,使钻杆不与套管壁或井壁直接接触,以保护钻杆接头和套管免遭强烈的磨损。

1、石油钻杆接头耐磨带焊丝的发展
早期研制的耐磨接头被设在钻柱任意位置,主要用来减轻钻井过程中钻柱的扭矩。后来有人将耐磨带移至钻柱接头部位,减少了钻柱联接接头数量,提高了钻具的使用寿命,开创了耐磨带技术新时期。上世纪30年代,有人采用钨钴系列硬质合金耐磨带,如碳化钨等。碳化钨耐磨带在裸眼中能较好地保护钻杆,但堆层组织中高硬度的碳化钨颗粒对套管产生较大的磨损,影响钻井工程进度和经济效益。为此,在国际钻井工程招标中或国内较深井钻井中,碳化钨硬质合金接头耐磨带都被明令禁用。
2.耐磨带焊丝
2.1北京固本KB100耐磨带焊丝
北京固本提出一种所谓平衡磨损思路,它所坚持的理念是,尽量减小套管的被动磨损,同时允许钻杆接头适度磨损。在该理念指导下新开发了堆焊材料KB100耐磨带焊丝。该焊丝采用FeCrC合金系,是该公司第一代钻杆接头耐磨带专用药芯焊丝,其耐磨带堆层硬度大于HRC55,耐磨性较好,磨损率较小。现场应用表明,在减小钻杆磨损的前提下,能有效地降低套管的磨损。
2.2北京固本KB300药芯焊丝
随后,又推出了北京固本KB300耐磨带焊丝。该焊丝采用FeCrMnMo合金系,焊前工件预热温度为66~316℃,其耐磨带堆层硬度大于HRC60。该产品具有下列特性:
(1)耐磨带上无龟裂。
(2)在钻井过程中,对套管的磨损降为最低。
(3)在裸眼井中,其耐磨性与碳化钨合金相当。
(4)提高钻杆接头寿命300%。
(5)套管与钻杆接头同时得到保护。
(6)可在原先残存的碳化钨堆层上加焊KB300药芯焊丝
(7)可在钻杆原有的KB100带上重新补焊。
(8)可用于新旧不同尺寸的钻杆。
(9)适用于钻杆、加重钻杆、钻铤、扶正器、减震器,以及其他各种井下工具。
2.3其他
与载入国家标准或国外发达工业国标准的焊接材料不同,有关钻杆接头耐磨带专用焊接材料研制的报道相对较少,但据业内人士透露,国内石油及其相关行业仍有单位正在研究或计划研究生产耐磨带专用焊接材料,如已在业内使用的产品“北京固本KB100”耐磨带焊丝,以及华东、上海一带正在准备上马的一批产品。以上动向表明,钻杆接头高性能耐磨带堆焊材料这项先进技术,已经引起更多企业或业内人士的关注重视,必将推动耐磨带技术乃至钻井业的新发展。