北京固本KB100耐磨带焊丝对比合金粉末的优点

为了评价北京固本KB100耐磨带焊丝替代Fe-50铁基焊粉作为钻杆耐磨带的适用性和经济性，采用直径1.6mm的KB100耐磨带焊丝，对50根NKK127mm(5英寸)GIO5钻杆进行耐磨带敷焊。耐磨带外观质量均符合SY5290-91标准要求，耐磨带位置距内螺纹接头密封台肩面15mm，耐磨带平均宽度32mm，平均高度2.1mm。对其中的20根钻杆打上钢印标记，逐根记录耐磨带各尺寸参数，包括耐磨带宽度和高度。

1.新型KB100耐磨带焊丝对钻杆接头的保护

为便于对比说明北京固本KB100耐磨带焊丝和等离子喷焊材料Fe-50合金粉末的磨损情况，2000年8月将敷焊这两种耐磨带材料的钻杆提供给钻井一公司45133队使用。两种各20根钻杆分别做出标记并记录耐磨带尺寸数据，都作为底部钻具组合的一部分同时使用，以便更好观察两种耐磨带的磨损情况。

我们于2000年9月5日和10月25日对钻杆耐磨带使用情况进行了实地检查，钻杆在钻进过程中无异常情况，钻杆耐磨带外观质量良好，无脱落、掉块。在钻井进尺2l00m时，KB100耐磨带焊丝由原始耐磨带平均厚度2.1mm变为剩余平均厚度1.97mm，磨损率为6.2%，而Fe-50合金粉末耐磨带由原始平均厚度2.0mm变为剩余平均厚度1.84mm，磨损率为8%。在钻井进尺4290m时，KB100耐磨带焊丝由原始厚度2.1mm变为1.73mm，磨损率为17.6%;而Fe-50合金粉末的耐磨带由原始厚度2.0mm变为剩余厚度1.58mm，磨损率为21%。由此可见，在同等钻井条件下，KB100耐磨带材料磨损率低于Fe-50合金粉末磨损率。对上海宝钢产共计400根钻杆进行了KB100焊丝做耐磨带焊接，供钻井二公司4530队使用。在焊接过程中使用相同的焊接参数，全部钻杆耐磨带的宽度和厚度相差不大(原始平均厚度2.2mm)。每口井使用完后，随机抽样40根检测耐磨带的磨损情况见表1。

表1 4530队使用KB100耐磨带钻杆情况

图1所示为北京固本KB100耐磨带钻杆的钻井进尺与磨损率的关系曲线。从曲线上可以看出在钻完第一口并时磨损率比平均值高，这是因为耐磨带表面粗糙凸起在第一口井时全部磨光，随后耐磨带参磨面积增加且光滑，磨损率下降。

图1 KB100磨损率与进尺的关系曲线

2.北京固本KB100耐磨带焊丝对套管的保护

室内台架试验表明，KB100耐磨带焊丝性能与国外进口材料相当，对套管的磨损远小于其它耐磨材料，它与套管的作用相当于轴承面作用于套管内壁，摩擦阻力、扭矩大大减小，从而减轻了套管磨损，使套管得到有效保护。这对于水平井和大斜度并尤为重要。

为验证使用接头敷焊KB100耐磨带焊丝的钻杆对套管的保护作用，在云10井和文古2井使用碳化钨耐磨带钻杆和KB100耐磨带钻杆，使用前者，在钻井过程中从钻井液出口捞出大量铁屑，且逐日增加(3d分别为150g，270g，750g)，最多1天捞出1kg。使用后者，在钻井过程中铁屑较少(3d分别为150g，85g，65g)。在可比的情况下，碳化钨耐磨带钻杆钻柱的摩扭为2.9kN·m;而使用件100耐磨带钻杆钻柱的摩扭仅为1.6~1.9kN·m。

3.北京固本KB100耐磨带焊丝重复可焊性

北京固本KB100耐磨带焊丝的重复可焊性对应用该产品的经济性起着关键作用。为验证KB100材料的重复可焊性，我们从4530队钻完4口井后的钻杆中挑出10根耐磨带磨损严重的钻杆，在原耐磨带上重新敷焊新的耐磨带(宽度不变)，再送回4530队在文13-342井中再次使用，使用后检查，敷焊层未出现掉块和剥落现象，磨损均匀，说明KB100耐磨带焊丝具有重复可焊性。

室内台架试验和现场使用结果表明，用新型耐磨带材料KB100代替铁基焊粉具有以下优点:

(1)北京固本KB100耐磨带焊丝比铁基焊粉耐磨带的摩擦系数小，故能更好地保护接头，延长维修周期;

(2)在保护钻杆接头的同时还能有效地保护套管，减少套管磨损，从而节省大量资金。