[发明专利]一种三棱钻杆平口焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿坑道中硬岩层和煤岩的深孔探水、瓦斯抽采钻孔施工技术领域，具体涉及一种三棱钻杆平口焊接方法。

背景技术

我国是能源大国，煤炭资源的产量和储量都居于世界前列。煤炭作为工业动力燃料，常用于发电、交通运输、冶金等方面；同时，它还是非常重要的民用生活燃料；另外，煤炭也是重要的化工原料，通过焦化、蒸馏等处理后，可以得到很多重要的化工原料及其衍生物，比如煤气、煤焦油、氮肥、农药、塑料、合成纤维等上百种产品，有些煤层含有镓、锗、铀等稀有或放射性元素，可供综合利用。可见合理地开发利用煤炭资源是十分重要的。

然而，我国的煤矿开采是一个传统工业，科技的含量比较低。煤矿开采的技术和方法对于煤矿生产设备能力的发挥、生产成本和经济效益都有非常重要的作用，好的开采技术可以大大节省人力、劳力和财力，让利润成倍增长，有事半功倍的作用。三棱钻杆在松软突出煤层中应用广泛，但在使用过程中发现公母接头同轴度超差，钻杆在连接处弯曲，导致钻杆与导向套铜套摩擦且在薄弱处易发生断裂；对企业生产、运行成本和经济效益造成了严重影响。

我公司通过对三棱瓦斯排放及超前探水高效钻杆进行材料、结构以及工艺的改进与创新，极大地提高了钻杆的耐磨性和综合机械性能，不仅能有效避免重大出水淹井隐患问题及薄弱处发生断裂问题，而且能加快矿井建设的速度，具有明显的技术经济和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种有效减少了径向跳动，保证了同轴度的三棱钻杆平口焊接方法。

本发明的目的是这样实现的：一种三棱钻杆平口焊接方法，所述的焊接方法包括如下步骤：

步骤一：焊接前处理：去除焊件表面的氧化皮、铁锈、油污杂质、水分等；

步骤二：主体整形：对焊件各部分进行整形待用；

步骤三：焊前预热：对焊件进行焊接前的预热，各焊件同时进行预热，并对温度进行监控；

步骤四：摩擦焊接：摩擦焊接参数为：一级摩擦压力2-3MPa，一级摩擦时间5s；二级摩擦压力4.5-5.5MPa，二级位移5mm；顶锻压力10 MPa，顶锻保压时问9s；

步骤五：焊缝热处理：采用淬火加高温回火的处理工艺，得到回火索氏体；

步骤六：焊后检测：焊接后对三棱钻杆焊口进行超声检测。

所述的步骤四中摩擦焊接参数为：一级摩擦压力2.5MPa。

所述的步骤四中摩擦焊接参数为：二级摩擦压力5MPa。

本发明的有益效果是：本发明通过利用对钻杆杆体与接头的摩擦焊工艺改进技术，即在钻杆生产过程中，采取先摩擦焊焊接，而后再进行加工的方法，有效减少了径向跳动，保证了同轴度，焊接材料中的Mo在摩擦时可以形成减摩化合物，使温度不易提高，所以采用低摩擦压力长摩擦时间的工艺完成焊接；摩擦焊要综合考虑材料端面面积、摩擦时间、一二级顶锻压力、顶锻位移和速度这几个参数的关系，摩擦焊接参数为：一级摩擦压力2.5MPa，一级摩擦时间5s；二级摩擦压力5 MPa，二级位移5mm；顶锻压力10 MPa，顶锻保压时问9s；

焊缝的热处理对焊接质量的影响也很大。采用淬火加高温回火的处理工艺，得到回火索氏体。消除了焊缝处的焊接应力集中，并达到了较高的机械强度和良好的韧性，回火处理后要注意保温；

本发明可广泛应用于煤矿坑道中硬岩层和煤岩的深孔探水、瓦斯抽采钻孔施工，为高突矿井的坑道深孔钻探和瓦斯抽放等安全治理工作提供了高效的钻探工具，也可应用于公路、铁路等基础建设工程的地面钻探施工作业。具有重量轻、进尺快、连接方便等优点。本方法能有效解决螺旋钻杆钻井时因煤层、沙土上返过程在钻杆接头处的淤积而造成接头磨损的问题以及薄弱处发生断裂的问题，也能有效解决钻杆探水过程中水过大时的回水现象，本发明通过摩擦焊接，保证了三棱钻杆的同心度和直线度，去除了手工电焊必须在焊缝中所填充的焊材，并且消除了焊缝处容易存在的气孔的现象，提高了三棱钻杆的强度，并使生产效率提升了15倍，节约了生产成本，减少了工人的劳动强度，而且消除了手工电焊带来的环境污染和对操作工人健康的伤害。

具体实施例

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种三棱钻杆平口焊接方法，所述的焊接方法包括如下步骤：

步骤一：焊接前处理：去除焊件表面的氧化皮、铁锈、油污杂质、水分等；

步骤二：主体整形：对焊件各部分进行整形待用；