提高B型吊钳等配件的使用寿命

根据调查过程中钻井工人们的反映，我们又着重抓了钻杆打捞公锥、射孔器、吊钳牙板及轴销等产品和配件的使用寿命。

钻杆打捞公锥是钻井过程中处理钻杆断裂事故的主要工具。几年来，国产公锥不断从热处理工艺上进行了改革，质量有所提高，但仍远远满足不了油田的需求。据调查，原20CrMo钢渗碳公锥一般只能下井打捞一次，有的公锥甚至连一次打捞也不能完成。由于公锥寿命低，造扣能力差，使井下事故不能及时排除，甚至使事故更加恶化。各油田都普遍使用高强度钻杆，因此对公锥的质量要求更高。提高公锥的造扣能力和使用寿命，对于石油工业的发展有着重要意义。

1968年以来，我们在武汉材料保护研究所、西安交通大学等单位协助下，多次深入油田进行了反复调查和实地观察，并对失效公锥进行了解剖分析。透过现象看本质，基本上搞清了公锥的失效类型及现象、过程和规律。并据此变革了公锥用钢和表面化学热处理工艺，从而大幅度提高了造扣能力和使用寿命。这种公锥打捞普通钻杆时，可以稳定使用3～5次，即比旧公锥延长寿命4～5倍。而在打捞高强度钻杆时，可稳定使用1～2次。2015年8月在兰州召开的一机部、石油化工部石油钻采机械易损件技术攻关经验交流座谈会上，已将此项列为全面推广项目。

射孔枪用于油田钻成后的射孔作业，是一种承受炸药爆炸大能量瞬时冲击载荷的工具，类似于枪炮。过去按苏联工艺规范，采用高级炮筒钢，经淬火、中温回火，寿命仅为几炮至十几炮。后采用电渣重熔钢，平均寿命也只有14～15炮。我们通过试验，选择20SiMn2MoVA钢经淬火、低温回火制造射孔枪。这样的材料和热处理工艺能获得高强度大韧性等优良的综合力学性能，较好地适应了射孔枪的使用条件，有效地克服了早期开裂和孔径扩张现象，将使用寿命提高到每件28炮以上。射孔枪寿命提高一倍，一支顶两支用，等于此项产品产量翻了一番，成本对折下降，原材料节省一半，并且还为提高射孔效率创造了条件。此外，由于材料成本降低，每生产1000只射孔枪可节约15万元。这种射孔枪从1970年起正式投产，现已稳定生产六年多。除供国内各油田使用外，还多次支援阿尔巴尼亚等国家。(www.xing528.com)

牙板是吊钳不可缺少的组成部分，也是石油矿场机械较易损坏的零件之一。据调查，国产B型吊钳的平均使用寿命约半年左右，而牙板寿命只有吊钳寿命的1/10。每生产一副吊钳，至少需要另附80块牙板作为备件。国产吊钳牙板过去系采用20CrMo钢，经渗碳淬火处理。通过试验，我们选择轴承钢GCr15为吊钳牙板材料，以正火和球化退火为预先热处理，并在淬火后经230～260℃回火，硬度控制在56HRC～59HRC，其抗弯强度比渗碳的20CrMo钢提高60%以上，1973年试制的两把D-Q型吊钳即采用一批GCr15牙板，经在下辽河油田初步使用，使用寿命比20CrMo钢牙板提高两倍以上，已正式投产。

吊钳的各种轴销，直径Φ45mm，美国采用4340（40CrNiMo）钢调质，在使用过程中易产生变形。1973年，我们将轴销材料改为低碳合金结构钢，经淬火、低温回火处理。由于强度提高，在严重过载的情况下，也未发现变形，延长了使用寿命。