Восстановительная наплавка замков бурильных труб

Restoration welding on tool joints of drill pipes

V.Glazov, D. Rabotinskiy, A. D’yakov, «Engineer & technological service» SPF CSC

Авторы описывают экономически выгодный и технологически эффективный способ широкослойной наплавки замков бурильных труб.

The authors depict economically profitable and technologically efficient method of multi-electrode welding on during big repair of drill pipes.

Высокая стоимость бурильных труб самого распространенного сортамента диаметром 102 – 122 мм определяет актуальность поиска и внедрения новых технологий их капитального ремонта. Как правило, наиболее интенсивному износу подвергаются замковые части бурильной трубы – ниппель и муфта. Критичным фактором износа является уменьшение диаметра замка на 10 – 12% от номинала. Расчеты показывают, что для восстановления геометрии на указанные поверхности необходимо наплавить от 7 до 10 кг металла.

Одним из важнейших условий при организации ремонтного производства буровых труб является производительность основного технологического процесса. Трудоемкость наплавки не должна превышать 40 – 45 минут на оба конца трубы.

Ранее установлено, что при наплавке больших масс металла на трубы по площадям, равновеликим площадям поверхности изделия, неприемлемы стандартные сварочные приемы. Технологии наплавки по спирали, отдельными валиками, наплавка по образующей цилиндра концентрированными источниками энергии приводят к перегреву трубчатой детали. Наплавка узкими валиками, в т. ч. наплавка в защитных газах, трудоемка и экономически неэффективна. Использование проволок диаметром 3 – 4 мм только ухудшает ситуацию. Концентрированный ввод тепла в сварочную ванну при перечисленных приемах наплавки трубчатых тел вращения на площадь свыше 500 см2 не обеспечивает технического и экономического эффекта.

Предложен технологический прием многоэлектродной наплавки, при котором концентрированный источник тепла превращен в распределенный, быстродвижущийся. Электропитание всех электродов осуществляется от одного источника тока. Единый потенциал создает условия для автоматического перехода дугового разряда с одной проволоки на другую. При этом скорость плавления электрода в связи с увеличением плотности тока во время периода горения дуги многократно возрастает. Каждая из электродных проволок формирует собственную ванну жидкого металла на относительно «холодном» участке трубы. Наплавляемый валик длиной, равной амплитуде колебаний, ориентирован не поперек, а вдоль образующей тела вращения. В этих условиях от соотношения геометрических размеров продольной и поперечной осей эллипса ванны зависит гравитационная составляющая жидких металла и шлака. Регулировками скоростей вращения и продольного перемещения устанавливают режим, при котором электродный жидкий металл формирует единый валик шириной, равной суммарной амплитуде перемещения всех электродов, участвующих в процессе. Оптимизация указанных факторов позволяет увеличить коэффициент наплавки, снизить проплавляющую способность электрической дуги и величину удельной погонной энергии на единицу длины наплавляемого валика.
Рис. Наплавка муфты замка бурильной трубы
В результате исследований установлено, что восстановление трубчатых тел вращения с площадью поверхности более 500 см2 необходимо выполнять наплавкой одновременно двумя, тремя или четырьмя электродами при непрерывном ведении процесса. При этом условии наплавку ниппеля выполняют двумя валиками шириной по 120 мм каждый на площади 1200 мм2, в два слоя, а наплавку муфты замка на площади 1600 см2 – на тех же режимах, но тремя валиками. Ширина каждого валика 110 – 115 мм. Замеры температуры и металлографические исследования показали, что первоначальная твердость резьбы (22 – 27 HRC) не снижается и находится на уровне основных параметров для труб категории «Д».

Технология восстановления замковых частей бурильных труб и оборудование для ее реализации защищены несколькими патентами РФ. Автоматизированные комплексы наплавки замков бурильных труб АКНЗБТ2-1200 с 2006 г. эксплуатируются в ОАО «Татнефть». Трудоемкость наплавочного процесса находится на уровне 40 – 45 мин. на оба конца трубы, себестоимость не превышает 10,0 тыс. рублей. Восстановленные трубы прошли испытания на буровых скважинах в ОАО «Бурнефть», в ОАО «Сургутнефтегаз» и ряде других компаний.

ЗАО НПФ «Инженерный и технологический сервис» готово поставлять комплектное оборудование для восстановительной наплавки бурильных труб.

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Глазов В.В.

    к.т.н., главный инженер проекта

    ЗАО НПФ «Инженерный и технологический сервис»

    Работинский Д.Н.

    технический директор

    ЗАО НПФ «Инженерный и технологический сервис»

    Дьяков А.Н.

    заведующий отделом

    ООО «НПО Электрик-сварочное оборудование»

    Просмотров статьи: 3922

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru