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摘要：
在采油机械设备的制造和维修生产中焊接技术已得到广泛应用，但是随着钻井越来越深，地下石油矿藏岩层日趋复杂的情况下，传统的金属设备焊接技术已经跟不上发展需要，如何加以改进石油钻采机械设备的焊接技术，适应工程需要，是机械制造和维修行业面临的新课题。本文就目前石油钻采机械制造和维修的焊接技术存在的不足和改进措施以及发展趋势进行探讨和研究。
关键词：
石油工程建设；焊接技术；钻采机械；策略分析
1概述
石油钻采机械设备大都是金属材料制造，在安装、生产、维修过程中不同的设备部件都需要焊接，由于焊接结构的多样化需求，各种焊接技术条件也千差万别，所以，不同的设备以及同一设备不同的结构部位，焊接技术都有不同的规格和质量要求。钻采机械包括粗细钻杆、工作台架、抽泵、钻头和抽油杆等，在焊接过程中，方法技术因对象的要求而形形色色，面对未来石油钻探工程对设备性能要求的取向，焊接技术要不断改进，以适应工程施工的需要。
2不同机械设备焊接技术的现状及改进措施
（1）钻头焊接技术的现状和改进措施。钻头是石油钻采机械的主要设备之一，用于破岩掘进，打井找油；目前，比较常用的钻头有两类，一个是聚晶金刚石复合片钻头，又称PDC钻头；另一个是牙轮钻头。PDC钻头主要采用扩散焊接技术、堆焊接技术或者电弧焊接技术、激光焊接技术把人造金刚石切削件与钻头基体焊接在一起，据国外的研究成果表明，真空条件下利用扩散焊接技术将PDC钻头与基体焊接，会大幅度增加剪切强度，这是传统焊接工艺，手工操作难以完成的作业；因此，引进自动焊接技术用于钻采机械的PDC钻头焊接势在必行。牙轮钻头主要是采用堆焊技术把硬质合金齿镶在牙轮上，叫做镶齿牙轮钻头；或者把钢齿焊接在牙轮上，叫做铣齿牙轮钻头；两种钻头根据牙轮的多少，可分为单牙轮钻头、双牙轮钻头、三牙轮钻头、多牙轮钻头等；传统的手工堆焊工艺焊接的钻头钻岩强度和耐磨性能难以到达钻井需要。目前在堆焊时，使用钴基焊条能够提高钻头的磨损性能和强度，有效解决了传统焊接工艺的缺陷和不足。
（2）钻杆焊接技术的现状和改进措施。钻杆是石油钻采机械设备中数量较多的设备，其接头与管体的焊接，过去一直沿用手工电弧焊技术或者闪光焊技术。随着钻探的油井越来越深和地下岩层的逐渐复杂，传统的闪光、电弧焊接技术已经不适应工程发展需要，在这种情况下，国内有关焊接科研部门，参考国外先进的焊接技术，经过多年的摸索和技术攻关，成功研制出摩擦焊机，使摩擦焊接技术得已广泛应用，解决了手工电弧焊、闪光焊困扰钻杆焊接的困扰问题。摩擦焊接技术也有不尽人意的地方，如焊接错位多，存在飞边等不良现象，近几年，通过技术攻关，钻杆制造中，广泛应用TLP焊接技术，克服了摩擦焊的错位、飞边缺陷，性能良好，与母材料几乎相同，耐磨耐用。
（3）泵体焊接技术的现状和改进措施。在石油钻采机械设备中，有两大泵体，一个是地面输油泵，另一个是油井抽油泵；而抽油泵又有井口和井下两种抽油泵。输油泵的功能就是传输抽油泵从井下抽取的水、气、油等流体物质；泵体的焊接技术主要分两个阶段，即制造时的焊接和制造完成后针对存在缺陷的补焊。传统手工焊接工艺焊接的泵体，随着传输流体的压力不断增大，常常造成崩裂和断裂，增加了维修频率，一定程度影响了生产效率的提高。在近几年的探索中，有经验的焊工和技术人员结合实际生产需要，针对泵体部件应用中的抗腐蚀和耐摩擦的实际需求，着重研究泵体重点部位的焊缝处理技术，一些焊接新工艺新技术应运而生。比如，创新应用真空扩散焊新技术，焊接加长抽油泵泵筒的质量效果非常好；泵体叶轮周围的部件磨损较多，受腐蚀性强，技术人员改进了焊接工艺，注重泵体表面运用钨、钴类的硬质合金的堆焊，增强了泵体的耐磨性能。再如，在修补崩裂过程中，采用二氧化碳气体保护焊效果很好。
3结语
随着全球经济一体化发展，我国石油企业的勘探、采油机械设备不断更新换代，钻头、钻杆和泵体的品种越来越多，制造机械设备的金属材料由原来的钢铁逐渐演变为多品种的合金，在实际生产过程中，机械设备耐高压、高温和腐蚀的要求越来越强，因此，各种机械设备的焊接技术也要与时俱进。不断推陈出新，推广和应用新技术，逐步淘汰落后的手工焊接工艺，引进自动化、数据化的高新焊接技术设备，切实弥补手工焊接技术的各种缺陷。在钻采工程实践中，有针对性的对焊接技术进行检验，逐步克服缺点，发挥优势，不断开拓创新，研制出适用于各种合金焊接的新技术新工艺，使机械设备部件的焊缝具有高韧性、高强度和耐腐蚀等优势点，有效延长机械设备的使用寿命，杜绝机械设备工作时的安全隐患，为顺利生产打下优良的基础，减少维修环节，大大提高工作效率。
作者：王东东 单位：中石油第二建设公司
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