[实用新型]耐磨耐蚀可修复钻井用稳定器及其制造设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油或地质钻井的设备，特别涉及一种耐磨耐蚀可修复钻井用稳定器及其制造设备。

背景技术

钻具稳定器是钻井过程中的常规钻井工具。当前广泛使用的一种钻具稳定器，是通过在工作面上采用镶嵌硬质合金块的方式来提高耐磨性能，对钻柱起扶正作用的稳定器。这种稳定器在现场使用时，硬质合金柱（块）脱落现象严重。这种现象不仅造成稳定器寿命缩短，增加了起下钻等无效钻井时间，另外，脱落的硬质合金柱（块）掉入井内后，增大钻头磨损速度，降低钻头寿命与钻井速度，最终导致钻井成本增加。由于硬质合金柱（块）与本体材料在硬度差别显著，且合金柱（块）在工作表面上的覆盖面积只占约40%，不能覆盖整个工作表面，软质本体材料磨损后，合金柱（块）逐渐悬伸出工作外表面，在钻柱旋转过程中，容易导致硬质合金柱（块）的脱落、折断，特别是在硫化氢与二氧化碳腐蚀环境中，本体更容易出现磨损，造成合金柱（块）脱落失效。同时进入合金柱（块）空隙中的高压泥浆液、岩屑等会从内部使合金柱（块）的过盈配合失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述常规稳定器性能不足的问题，提出一种具有优良耐磨耐蚀性能、先进实用的钻井用稳定器，其工作外表面通过送粉式激光熔覆或等离子转移弧堆焊工艺制备有耐磨耐蚀涂层，能够延长稳定器使用寿命，并使其在磨损后还可以经修复重新使用，有效降低稳定器的综合使用成本。本实用新型还提供了形成该涂层的制造设备。

为了达到上述目的，本实用新型的一个技术方案是提供一种耐磨耐蚀可修复钻井用稳定器，所述稳定器的工作面上形成有耐磨耐蚀涂层；所述耐磨耐蚀涂层是一种等离子转移弧堆焊层或一种激光熔覆层。

优选地，所述耐磨耐蚀涂层的制备材料为镍基或钴基碳化钨合金粉。

优选地，所述耐磨耐蚀涂层所覆盖的工作面，包括所述稳定器与井壁接触的棱带、螺旋带表面。

优选地，所述耐磨耐蚀涂层厚度为0.5-6mm。

优选地，所述稳定器本体的材料为合金钢或不锈钢。

优选地，所述稳定器是本体为4145H钢材质，所述耐磨耐蚀涂层的制备材料为镍基碳化钨合金粉或镍基碳化钨合金粉的螺旋稳定器；

或者，所述稳定器是本体为奥氏体无磁不锈钢材质，所述耐磨耐蚀涂层的制备材料为镍基碳化钨合金粉的螺旋稳定器；

或者，所述稳定器是本体为40CrMnMo钢材质，所述耐磨耐蚀涂层的制备材料为钴基碳化钨合金粉的螺旋稳定器。

本实用新型的另一个技术方案是提供一种耐磨耐蚀可修复钻井用稳定器的制造设备，其包含：

喷砂装置，对稳定器的工作面进行喷砂处理；

送粉器，向喷砂后的工作面吹送镍基或钴基碳化钨合金粉；

等离子转移弧焊机或激光加工机，形成使工作面及镍基或钴基碳化钨合金粉能够一起熔化、混合并扩散的热源；

磨削或打磨装置，对离开热源后冷却凝固在工作面上的耐磨耐蚀涂层进行磨削或打磨。

优选地，所述送粉器的送粉率30g/min，所述等离子转移弧焊机的焊接电流130A，焊接电压30V，线速度25mm/mm，摆宽76mm；

或者，所述送粉器的送粉率20g/min，所述等离子转移弧焊机的焊接电流110A，焊接电压35V，线速度20mm/mm，摆宽79mm；

或者，所述送粉器的送粉率42g/min，焊接电流135A，焊接电压40V线速度26mm/mm，摆宽90mm。

或者，所述送粉器的送粉率22g/min，所述激光加工机的激光功率3KW，光斑直径5mm，搭接率20%。

与现有技术相比，本实用新型所述耐磨耐蚀可修复钻井用稳定器及其制造设备，其优点在于：

本实用新型的制造设备基于表面技术形成耐磨耐蚀涂层，不但能够大幅度地提高工件表面的使用性能，还可以对失效工件进行修复，降低稳定器的综合使用成本。等离子转移弧堆焊与激光熔敷是两种常用的涂层制备手段，它们的显著优点是其对本体的热影响小，稀释率低，使得工件在制备过程中变形小，工艺可控性强，可从事如弧面等精巧的焊接作业，同时它们加工能量密度大，加热集中，熔透能力强，可以高速制备涂层，生产率高。而且获得涂层的组织致密，微观缺陷少，涂层与本体为冶金结合，强度高。涂层原料多为镍基碳化钨合金粉，其中碳化钨为硬质相，起耐磨作用，镍合金为粘结相，起粘结碳化钨的作用。涂层具有耐高温、抗热裂、耐冲击、耐磨损、耐腐蚀等优异性能。

附图说明

图1为本实用新型的稳定器结构示意图，其工作外表面具有耐磨耐蚀涂层。