Исследование закономерностей формирования сварных соединений бурильных труб с целью повышения их надежности

Объектом исследования является сварное соединение тела бурильной трубы с замковой частью и методы послесварочной термической обработки, повышающие эксплуатационную надежность конструкции.Цель работы: повышение надежности сварных элементов бурильных труб за счет оптимизации технологических параметров сварки и последующей термической обработки, обеспечивающих свойства сварного шва не менее высокопрочного материала тела трубы.Задачи исследования:- исследование особенностей протекания структурных и термодеформационных процессов в сварных соединениях в процессе ротационной сварки трением, выполненных из среднелегированных сталей при различных параметрах сварки;- выявление «опасных» зон в зоне образования сварного соединения в условиях статического и циклического нагружения, установление механизма их разрушения в исходном состоянии и после реализации различных видов послесварочной термической обработки; - оценка склонности к хрупкому разрушению в различных участках зоны термомеханического влияния сварных соединений с определением крити-ческих температура хрупкости;- выработка критериев по повышению надежности сварных элементов, включающих рекомендации по технологическим параметрам сварки и после-дующей технологии термической обработки сварного шва.Актуальность выбранной темы продиктована необходимостью повышения прочности бурильных труб с приварными замками, используемых в качестве инструмента при бурении скважин. Особенно актуальна проблематика данного исследования для бурильных труб, применяемых в геологоразведочной отрасли, требования к надежности которых возрастают в связи с ужесточением условий бурения за счет освоения новых месторождений, характеризующихся большей глубиной залегания пород.В ходе выполнения НИР использовалось материальная база ОАО «Завод бурового оборудования» (машина для сварки трением «Tompson-60», испытательный стенд для испытаний на циклическую долговечность БП-106 конструкции СКБ «Геотехника») и современное исследовательское оборудование Оренбургского государственного университета. Были применены апробированные методики структурных исследований, механические испытания проведены в соответствии с требованиями ГОСТ1497-84, ГОСТ 9454-78 . Результаты исследования по проекту позволили выработать научно-технические решения по повышению надежности зоны сварного шва бурильных труб в зависимости от режимов сварки и вида послесварочной термической обработки. Базой внедрения разработанных решений явилось предприятие ОАО «Завод бурового оборудования» (г. Оренбург) – крупнейший производитель и поставщик геологоразведочного оборудования в ведущие горнодобывающие компании-гиганты, такие как «АЛРОСА» (Россия, Якутия), «Волковгеология» (Казахстан), НГМК (Узбекистан), а также «Росгеология» (Россия), Восточная буровая компания (Россия) и другие, являющихся конечными потребителями данной продукции.