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目前國內(nèi)煤層氣井的排采工藝以抽油機和螺桿泵為主，兩種工藝屬于有桿排采，滿足直井的生產(chǎn)需求。而對于大斜度的煤層氣井，有桿排采工藝存在不適應性：桿管偏磨嚴重導致抽油桿斷脫、油管漏失、卡泵等現(xiàn)象，造成作業(yè)次數(shù)多，檢泵周期短，增加材料費用的問題。煤層氣智能同心管無桿管式泵排采工藝屬于無桿排采，以高壓水作為排采動力，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以內(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,容易在焊接過程中產(chǎn)生熱裂紋和延遲裂紋。補焊后對焊縫金屬的表面硬度要求高,這些都給補焊工作帶來了相當大的難度。通過選用綜合性能良好的維修專用焊條,采取嚴格的工藝措施,我們將葉輪予以成功的修復。補焊常用的方法主要有焊條電弧焊、手工鎢極氬弧焊和風焊等,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、冷焊法進行補焊工作。其主要原因是焊條電弧焊操作靈活,無特殊要求,易于現(xiàn)場實施。同時焊條電弧焊在焊材的選擇上空間較大,可通過選擇性能較好的焊材以焊補質(zhì)量的可靠。
YST900開槽焊條是一種主要用于切割、開坡口和穿孔的焊條?？捎糜诙喾N金屬,具有強力吹刷能力,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,對鋼有較廣泛的適用性。由于YST103良好的力學性能和工藝性能,我們在本次補焊中將其作為根部和層間的補焊材料。
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施。熔敷金屬耐磨、防腐蝕、強度高,硬度試驗一般可達61～63HRC。由于修復的葉輪表面硬度要求較高,我們將YST663作為葉輪補焊外層的補焊焊料,以滿足葉輪表面硬度要求。
施焊過程是這樣的：
①開坡口,因為焊后不可能再進行機械加工,為焊后動平衡保持原狀，葉輪不產(chǎn)生變形,在開坡口前,先把兩塊碎塊按斷口組對點固在原位置,然后用YST900開坡口。開槽材料:YST900,直徑3.2mm，直流反接。開槽電流:250～350A。在使用YST900焊條進行坡口制備時,焊條與葉輪基體應在一很靠近的角度上，葉輪放置的位置應有利于熔化金屬的排出，并在行進方向推入母材表面,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，焊接設備:400型直流焊機，焊接電流:90～110A，焊接材料:YST103,直徑3.2mm,直流反接。
③使用YST663焊條對將臨近焊滿的焊道進行表面加硬處理。焊接設備: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,焊縫表面致密,無影響使用的缺陷。
焊接操作是這樣的:
①焊接順序，為了減少變形，兩側(cè)交替進行施焊。
②焊接規(guī)范，在焊補過程中,釆用小電流，小規(guī)范進行焊接。電流小，熔深淺，有害雜質(zhì)少進焊縫，能摜高焊縫質(zhì)量，減小變形，避免裂紋的產(chǎn)生。所以在補焊中要求短弧操作,不擺動,嚴格按照焊接順序進行焊接。
③層間溫度。在焊接過程中注意控制層間溫度不超過100℃,而且每次焊接長度不超過50mm。然后立即用手錘錘擊焊縫,使焊縫應力得以釋放。當焊縫溫度超過100℃時,應馬上停止焊接,待溫度降到100℃后再繼續(xù)進行焊接。
④焊接過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力,減小產(chǎn)生裂紋的可能性。焊接時要有耐心，操作要穩(wěn)，一定能焊好高鉻鑄鐵葉輪。