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目前國(guó)內(nèi)煤層氣井的排采工藝以抽油機(jī)和螺桿泵為主，兩種工藝屬于有桿排采，滿(mǎn)足直井的生產(chǎn)需求。而對(duì)于大斜度的煤層氣井，有桿排采工藝存在不適應(yīng)性：桿管偏磨嚴(yán)重導(dǎo)致抽油桿斷脫、油管漏失、卡泵等現(xiàn)象，造成作業(yè)次數(shù)多，檢泵周期短，增加材料費(fèi)用的問(wèn)題。煤層氣智能同心管無(wú)桿管式泵排采工藝屬于無(wú)桿排采，以高壓水作為排采動(dòng)力，可有效地解決有桿舉升方式存在的偏磨弊端，自清洗功能解決煤灰對(duì)生產(chǎn)管柱的影響。采取智能排采技術(shù)，該工藝可用于井斜84°，排量40m3以?xún)?nèi)單井，為煤層氣大斜度定向井的連續(xù)排采提供了新的排采方式。
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由于拆卸時(shí)泥漿泵葉輪被摔斷為大、小兩部分,泥漿泵主要用于高磨粒磨損的工作環(huán)境,葉輪材質(zhì)為高鉻鑄鐵,硬度58～62HRC、含碳量3.5%以上，而且鉻、鉬、錳等合金元素含量高達(dá)40%以上,其組織為馬氏體和碳化物,塑性較低,焊接性能極差,容易在焊接過(guò)程中產(chǎn)生熱裂紋和延遲裂紋。補(bǔ)焊后對(duì)焊縫金屬的表面硬度要求高,這些都給補(bǔ)焊工作帶來(lái)了相當(dāng)大的難度。通過(guò)選用綜合性能良好的維修專(zhuān)用焊條,采取嚴(yán)格的工藝措施,我們將葉輪予以成功的修復(fù)。補(bǔ)焊常用的方法主要有焊條電弧焊、手工鎢極氬弧焊和風(fēng)焊等,常用的工藝主要有冷焊法、熱焊法、半熱焊法等。我們決定選用焊條電弧焊、冷焊法進(jìn)行補(bǔ)焊工作。其主要原因是焊條電弧焊操作靈活,無(wú)特殊要求,易于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。同時(shí)焊條電弧焊在焊材的選擇上空間較大,可通過(guò)選擇性能較好的焊材以焊補(bǔ)質(zhì)量的可靠。
YST900開(kāi)槽焊條是一種主要用于切割、開(kāi)坡口和穿孔的焊條?？捎糜诙喾N金屬,具有強(qiáng)力吹刷能力,能切割出光滑而均勻的表面。我們將YST900作為制備坡口的材料。
YST103焊條焊芯為鉻鎳合金,是一種高效率、高強(qiáng)度焊條,交直流兩用,具有良好的焊接工藝性能,電弧穩(wěn)定、焊接流暢、焊縫均勻美觀、能自動(dòng)脫渣。焊縫金屬具有良好的塑性、韌性和抗裂性能。焊條可焊接不同的鋼種,如高碳鋼、工具鋼、結(jié)構(gòu)用高碳鋼、彈簧鋼、奧氏體高錳鋼等,對(duì)鋼有較廣泛的適用性。由于YST103良好的力學(xué)性能和工藝性能,我們?cè)诒敬窝a(bǔ)焊中將其作為根部和層間的補(bǔ)焊材料。
YsT663耐磨堆焊焊條是一種金紅石藥皮耐磨焊條,160%的熔敷效率。主要用于焊接承受介質(zhì)沖擊和壓力并存的礦石磨損設(shè)施。熔敷金屬耐磨、防腐蝕、強(qiáng)度高,硬度試驗(yàn)一般可達(dá)61～63HRC。由于修復(fù)的葉輪表面硬度要求較高,我們將YST663作為葉輪補(bǔ)焊外層的補(bǔ)焊焊料,以滿(mǎn)足葉輪表面硬度要求。
施焊過(guò)程是這樣的：
①開(kāi)坡口,因?yàn)楹负蟛豢赡茉龠M(jìn)行機(jī)械加工,為焊后動(dòng)平衡保持原狀，葉輪不產(chǎn)生變形,在開(kāi)坡口前,先把兩塊碎塊按斷口組對(duì)點(diǎn)固在原位置,然后用YST900開(kāi)坡口。開(kāi)槽材料:YST900,直徑3.2mm，直流反接。開(kāi)槽電流:250～350A。在使用YST900焊條進(jìn)行坡口制備時(shí),焊條與葉輪基體應(yīng)在一很靠近的角度上，葉輪放置的位置應(yīng)有利于熔化金屬的排出，并在行進(jìn)方向推入母材表面,焊條與母材夾角注意保持在15°～20°。經(jīng)加工后的坡口形式如圖。
②使用YST103焊條焊接，焊接設(shè)備:400型直流焊機(jī)，焊接電流:90～110A，焊接材料:YST103,直徑3.2mm,直流反接。
③使用YST663焊條對(duì)將臨近焊滿(mǎn)的焊道進(jìn)行表面加硬處理。焊接設(shè)備:同上，焊接電流:90～110A，
焊接材料:YST663,直徑3.2mm,直流反接，為使用壽命不低于母材,補(bǔ)焊兩層。
④焊接結(jié)束后,用石棉被包裹,自然冷卻到室溫。焊接結(jié)束后經(jīng)表面著色檢測(cè),焊縫表面致密,無(wú)影響使用的缺陷。
焊接操作是這樣的:
①焊接順序，為了減少變形，兩側(cè)交替進(jìn)行施焊。
②焊接規(guī)范，在焊補(bǔ)過(guò)程中,釆用小電流，小規(guī)范進(jìn)行焊接。電流小，熔深淺，有害雜質(zhì)少進(jìn)焊縫，能摜高焊縫質(zhì)量，減小變形，避免裂紋的產(chǎn)生。所以在補(bǔ)焊中要求短弧操作,不擺動(dòng),嚴(yán)格按照焊接順序進(jìn)行焊接。
③層間溫度。在焊接過(guò)程中注意控制層間溫度不超過(guò)100℃,而且每次焊接長(zhǎng)度不超過(guò)50mm。然后立即用手錘錘擊焊縫,使焊縫應(yīng)力得以釋放。當(dāng)焊縫溫度超過(guò)100℃時(shí),應(yīng)馬上停止焊接,待溫度降到100℃后再繼續(xù)進(jìn)行焊接。
④焊接過(guò)程中采用分段分層斷續(xù)分散焊接法。此法可以有效地減少焊縫應(yīng)力,減小產(chǎn)生裂紋的可能性。焊接時(shí)要有耐心，操作要穩(wěn)，一定能焊好高鉻鑄鐵葉輪。