System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺制造技术_技高网
当前位置: 首页 > 专利查询>常州大学专利>正文

一种提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺制造技术

技术编号:41071748 阅读:7 留言:0更新日期:2024-04-24 11:28
本发明专利技术公开了一种提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性能的熔覆工艺,突破传统,采用火焰类热喷涂技术,提出“喷涂‑重熔‑喷涂”的循环式生产工艺,使喷涂材料实现涂层和刀翼冠部主切削段之间的有机扩散,有效地增强了涂层和钻头体之间的结合强度,提高了刀翼的抗冲蚀性能,大大延长了钢体PDC钻头的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢体pdc钻头强化,具体涉及到一种提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性能的熔覆工艺。


技术介绍

1、在石油钻井中,胎体pdc钻头因良好的耐冲蚀性使其使用广泛,随着钻井工艺的发展以及钻井工况的日益复杂,钢体pdc钻头在长时间作业或复杂工况下(复合磨损,泥浆冲蚀等交替作用),刀翼会发生冲蚀和包泥现象,尤其是刀翼冠部的主切削段容易被冲蚀,冲蚀部位所受的冲击力较大,而该处防护能力相对不足,大大限制了钢体pdc钻头的使用。

2、目前钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性能的提高主要依靠表面处理技术,如喷涂、镀层等,但是这些方法存在着耐用性差、成本高等问题,因此亟需一种高效提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性能的方法。


技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题,提出了本专利技术。

3、因此,本专利技术的目的是,克服现有技术中的不足,提供一种提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺。

4、为解决上述技术问题,本专利技术提供了如下技术方案:包括,

5、屏蔽钢体pdc钻头的非喷涂区域;

6、对钻头的喷涂区域依次进行表面粗化处理,净化处理和工件预热处理;

7、预热处理后进行涂层施工,包括依次喷涂粘结底层和工作层;

8、喷涂后对钻头进行保温缓冷处理,根据式(1)确定保温时间;

9、

10、式(1)中,t为刀翼温度,℃;h为刀翼厚度,mm,t为保温时间,h;

11、保温结束后对钻头进行半精磨,即得到具有高抗冲蚀性的钢体pdc钻头。

12、作为本专利技术所述提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺的一种优选方案,其中:所述非喷涂区域为刀翼冠部非切削段,所述喷涂区域为刀翼冠部切削段。

13、作为本专利技术所述提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺的一种优选方案,其中:所述表面粗化处理,包括,以粒度为0.5~1.25mm石英砂为喷砂介质,对钻头刀翼进行喷砂处理,其中,喷砂压力为0.1~1.0mpa,喷砂后表面粗糙度为8~10μmra。

14、作为本专利技术所述提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺的一种优选方案,其中:所述工件预热处理为将钻头置于中频炉中预热,其中,预热的功率为60~100kw,频率为800~1200hz。

15、作为本专利技术所述提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺的一种优选方案,其中:所述工件预热的温度为400~600℃,升温速率为3~5℃/min,时间为1~2h。

16、作为本专利技术所述提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺的一种优选方案,其中:所述粘结底层的喷涂材料为mo粉。

17、作为本专利技术所述提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺的一种优选方案,其中:所述工作层的喷涂材料为mo与wc的复合粉末,其中,wc的含量为50~70%,杂质含量<0.3%,余量为mo粉。

18、作为本专利技术所述提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺的一种优选方案,其中:所述粘结底层以及所述工作层的厚度为0.10~0.18mm。

19、作为本专利技术所述提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺的一种优选方案,其中:所述涂层施工为采用氧乙炔火焰喷涂工艺,其中,氧气表压力为3~4mpa,乙炔表压力为0.1~0.15mpa。

20、作为本专利技术所述提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺的一种优选方案,其中:所述氧乙炔火焰喷涂工艺,其中,喷涂时调整焰至微碳化焰,垂直于工件表面喷涂,焰芯端面至工作表面的喷涂距离为150~200mm,喷涂炬的移动面速度为15~25cm/s。

21、本专利技术有益效果:

22、本专利技术突破传统,采用火焰类热喷涂熔覆技术,提出“喷涂-重熔-喷涂”的循环式生产工艺,使喷涂材料实现涂层和刀翼冠部主切削段之间的有机扩散,有效地增强了涂层和钻头体之间的结合强度,大幅提高了刀翼的抗冲蚀性。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:包括,

2.如权利要求1所述的提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述非喷涂区域为刀翼冠部非切削段,所述喷涂区域为刀翼冠部切削段。

3.如权利要求1所述的提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述表面粗化处理,包括,以粒度为0.5~1.25mm石英砂为喷砂介质,对钻头刀翼进行喷砂处理,其中,喷砂压力为0.1~1.0Mpa,喷砂后表面粗糙度为8~10μmRa。

4.如权利要求1所述的提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述工件预热处理为将钻头置于中频炉中预热,其中,预热的功率为60~100kw,频率为800~1200Hz。

5.如权利要求4所述的提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述工件预热的温度为500~700℃,升温速率为3~5℃/min,时间为1~2h。

6.如权利要求1所述的提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述粘结底层的喷涂材料为Mo粉。

7.如权利要求1所述的提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述工作层的喷涂材料为Mo与WC的复合粉末,其中,WC的含量为50~70%,杂质含量<0.3%,余量为Mo粉。

8.如权利要求1或6或7任一所述的提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述粘结底层以及所述工作层的厚度为0.10~0.18mm。

9.如权利要求1所述的提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述涂层施工为采用氧乙炔火焰喷涂工艺,其中,氧气表压力为3~4MPa,乙炔表压力为0.1~0.15MPa。

10.如权利要求9所述的提高钢体PDC钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述氧乙炔火焰喷涂工艺,其中,喷涂时调整焰至微碳化焰,垂直于工件表面喷涂,焰芯端面至工作表面的喷涂距离为150~200mm,喷涂炬的移动面速度为15~25cm/s。

...

【技术特征摘要】

1.一种提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:包括,

2.如权利要求1所述的提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述非喷涂区域为刀翼冠部非切削段,所述喷涂区域为刀翼冠部切削段。

3.如权利要求1所述的提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述表面粗化处理,包括,以粒度为0.5~1.25mm石英砂为喷砂介质,对钻头刀翼进行喷砂处理,其中,喷砂压力为0.1~1.0mpa,喷砂后表面粗糙度为8~10μmra。

4.如权利要求1所述的提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述工件预热处理为将钻头置于中频炉中预热,其中,预热的功率为60~100kw,频率为800~1200hz。

5.如权利要求4所述的提高钢体pdc钻头刀翼抗冲蚀性的熔覆工艺,其特征在于:所述工件预热的温度为500~700℃,升温速率为3~5℃/min,时间为1~2h。

6.如权利要求1所述的提高钢体p...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓嵩康雨诚王江帅
申请(专利权)人:常州大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1