[发明专利]一种钛合金钻杆接头耐磨带敷焊结构及方法

说明书

一种钛合金钻杆接头耐磨带敷焊结构及方法，敷焊结构包括覆盖设置在钛合金材质钻杆接头本体上的中间介质层，中间介质层经过高温熔融在钛合金材质钻杆接头本体的表面形成致密保护层，致密保护层上敷焊耐磨材料层，形成耐磨带。中间介质层的材料在高温下与钻杆接头的钛合金熔融形成致密保护层，致密保护层不仅与钛合金材质钻杆接头本体之间具有很强的结合力，同时能够与现有的钢质钻杆接头耐磨带材料有效熔合，耐磨材料层具有足够的硬度和厚度，具有优良的耐磨性能。本发明实现在钛合金钻杆接头表面增加耐磨材料层，避免了摩擦磨损而导致钛合金钻杆接头的磨损失效问题，提高了钛合金钻杆接头的使用寿命，从而提高钛合金钻杆的性价比。

技术领域

本发明属于钻杆领域，具体涉及一种钛合金钻杆接头耐磨带敷焊结构及方法。

背景技术

石油天然气勘探与开发中所使用的钛合金钻杆具有耐腐蚀、密度低、强度高、弹性好的特点，被应用于高酸性油气藏的开发，以及超深井、超短水平井的钻井作业。

同时，钛合金钻杆材料的氧化性强，耐磨性差，常规的钢制钻杆的耐磨带材料不能与钛合金材料进行直接的熔合，且钛合金是一种贵重金属，钛合金钻杆的材料成本约是钢钻杆的25倍，远高于钢钻杆。缺少耐磨带层的保护，钛合金钻杆接头在使用中将受到严重磨损，导致使用寿命短，使钛合金的应用成本进一步提高，严重制约钛合金钻杆的应用和推广。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中钛合金钻杆接头与耐磨带固定的问题，提供一种钛合金钻杆接头耐磨带敷焊结构及方法，使耐磨带层有效的固定在钻杆接头上，从而实现在钛合金钻杆接头表面增加一层耐磨材料层，避免钻杆接头磨损而导致的钛合金钻杆接头的磨损失效问题，提高钛合金钻杆接头的使用寿命，从而提高钛合金钻杆的性价比。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种钛合金钻杆接头耐磨带敷焊结构，包括覆盖设置在钛合金材质钻杆接头本体上的中间介质层，中间介质层经过高温熔融在钛合金材质钻杆接头本体的表面形成致密保护层，致密保护层上敷焊耐磨材料层，形成耐磨带。

作为本发明的一种优选方案，所述的中间介质层采用能够与钛合金材料进行互熔结合的镍基合金材料。

作为本发明的一种优选方案，所述的致密保护层由中间介质层在1650℃以上的温度下与钛合金材质钻杆接头本体互熔后形成。

作为本发明的一种优选方案，所述致密保护层与钛合金材质钻杆接头本体之间的结合强度大于300MPa。

作为本发明的一种优选方案，所述致密保护层的表面没有裂纹，致密保护层的厚度为1.0±0.2mm。

作为本发明的一种优选方案，所述的钛合金材质钻杆接头本体表面加工有用于覆盖设置中间介质层的环槽。

本发明同时提供一种钛合金钻杆接头耐磨带敷焊方法，包括以下步骤：

步骤一、将中间介质层覆盖设置在钛合金材质钻杆接头本体的表面；

步骤二、采用激光束，在1650℃以上将中间介质层在钛合金材质钻杆接头本体的表面熔融，冷却之后形成致密保护层；

步骤三、检测致密保护层的表面无裂纹，致密保护层与钛合金材质钻杆接头本体之间的结合强度大于300MPa；

步骤四、在致密保护层上敷焊耐磨材料层，形成耐磨带。