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摘要：

在采油機械設備的制造和維修生產中焊接技術已得到廣泛應用，但是隨著鉆井越來越深，地下石油礦藏巖層日趨復雜的情況下，傳統的金屬設備焊接技術已經跟不上發展需要，如何加以改進石油鉆采機械設備的焊接技術，適應工程需要，是機械制造和維修行業面臨的新課題。本文就目前石油鉆采機械制造和維修的焊接技術存在的不足和改進措施以及發展趨勢進行探討和研究。

關鍵詞：

石油工程建設；焊接技術；鉆采機械；策略分析

1概述

石油鉆采機械設備大都是金屬材料制造，在安裝、生產、維修過程中不同的設備部件都需要焊接，由于焊接結構的多樣化需求，各種焊接技術條件也千差萬別，所以，不同的設備以及同一設備不同的結構部位，焊接技術都有不同的規格和質量要求。鉆采機械包括粗細鉆桿、工作臺架、抽泵、鉆頭和抽油桿等，在焊接過程中，方法技術因對象的要求而形形色色，面對未來石油鉆探工程對設備性能要求的取向，焊接技術要不斷改進，以適應工程施工的需要。

2不同機械設備焊接技術的現狀及改進措施

（1）鉆頭焊接技術的現狀和改進措施。鉆頭是石油鉆采機械的主要設備之一，用于破巖掘進，打井找油；目前，比較常用的鉆頭有兩類，一個是聚晶金剛石復合片鉆頭，又稱PDC鉆頭；另一個是牙輪鉆頭。PDC鉆頭主要采用擴散焊接技術、堆焊接技術或者電弧焊接技術、激光焊接技術把人造金剛石切削件與鉆頭基體焊接在一起，據國外的研究成果表明，真空條件下利用擴散焊接技術將PDC鉆頭與基體焊接，會大幅度增加剪切強度，這是傳統焊接工藝，手工操作難以完成的作業；因此，引進自動焊接技術用于鉆采機械的PDC鉆頭焊接勢在必行。牙輪鉆頭主要是采用堆焊技術把硬質合金齒鑲在牙輪上，叫做鑲齒牙輪鉆頭；或者把鋼齒焊接在牙輪上，叫做銑齒牙輪鉆頭；兩種鉆頭根據牙輪的多少，可分為單牙輪鉆頭、雙牙輪鉆頭、三牙輪鉆頭、多牙輪鉆頭等；傳統的手工堆焊工藝焊接的鉆頭鉆巖強度和耐磨性能難以到達鉆井需要。目前在堆焊時，使用鈷基焊條能夠提高鉆頭的磨損性能和強度，有效解決了傳統焊接工藝的缺陷和不足。

（2）鉆桿焊接技術的現狀和改進措施。鉆桿是石油鉆采機械設備中數量較多的設備，其接頭與管體的焊接，過去一直沿用手工電弧焊技術或者閃光焊技術。隨著鉆探的油井越來越深和地下巖層的逐漸復雜，傳統的閃光、電弧焊接技術已經不適應工程發展需要，在這種情況下，國內有關焊接科研部門，參考國外先進的焊接技術，經過多年的摸索和技術攻關，成功研制出摩擦焊機，使摩擦焊接技術得已廣泛應用，解決了手工電弧焊、閃光焊困擾鉆桿焊接的困擾問題。摩擦焊接技術也有不盡人意的地方，如焊接錯位多，存在飛邊等不良現象，近幾年，通過技術攻關，鉆桿制造中，廣泛應用TLP焊接技術，克服了摩擦焊的錯位、飛邊缺陷，性能良好，與母材料幾乎相同，耐磨耐用。

（3）泵體焊接技術的現狀和改進措施。在石油鉆采機械設備中，有兩大泵體，一個是地面輸油泵，另一個是油井抽油泵；而抽油泵又有井口和井下兩種抽油泵。輸油泵的功能就是傳輸抽油泵從井下抽取的水、氣、油等流體物質；泵體的焊接技術主要分兩個階段，即制造時的焊接和制造完成后針對存在缺陷的補焊。傳統手工焊接工藝焊接的泵體，隨著傳輸流體的壓力不斷增大，常常造成崩裂和斷裂，增加了維修頻率，一定程度影響了生產效率的提高。在近幾年的探索中，有經驗的焊工和技術人員結合實際生產需要，針對泵體部件應用中的抗腐蝕和耐摩擦的實際需求，著重研究泵體重點部位的焊縫處理技術，一些焊接新工藝新技術應運而生。比如，創新應用真空擴散焊新技術，焊接加長抽油泵泵筒的質量效果非常好；泵體葉輪周圍的部件磨損較多，受腐蝕性強，技術人員改進了焊接工藝，注重泵體表面運用鎢、鈷類的硬質合金的堆焊，增強了泵體的耐磨性能。再如，在修補崩裂過程中，采用二氧化碳氣體保護焊效果很好。

3結語

隨著全球經濟一體化發展，我國石油企業的勘探、采油機械設備不斷更新換代，鉆頭、鉆桿和泵體的品種越來越多，制造機械設備的金屬材料由原來的鋼鐵逐漸演變為多品種的合金，在實際生產過程中，機械設備耐高壓、高溫和腐蝕的要求越來越強，因此，各種機械設備的焊接技術也要與時俱進。不斷推陳出新，推廣和應用新技術，逐步淘汰落后的手工焊接工藝，引進自動化、數據化的高新焊接技術設備，切實彌補手工焊接技術的各種缺陷。在鉆采工程實踐中，有針對性的對焊接技術進行檢驗，逐步克服缺點，發揮優勢，不斷開拓創新，研制出適用于各種合金焊接的新技術新工藝，使機械設備部件的焊縫具有高韌性、高強度和耐腐蝕等優勢點，有效延長機械設備的使用壽命，杜絕機械設備工作時的安全隱患，為順利生產打下優良的基礎，減少維修環節，大大提高工作效率。

作者：王東東 單位：中石油第二建設公司

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