[发明专利]一种旋塞阀阀芯以及旋塞阀的修复方法

说明书

本发明公开了一种旋塞阀阀芯以及旋塞阀的修复方法，属于钻井用旋塞阀修复技术领域。本发明的一种旋塞阀阀芯的修复方法，对待修复阀芯进行修复，包括以下步骤：去除待修复阀芯的原耐磨层，露出阀芯本体；在阀芯本体表面喷焊底层，采用激光喷焊镍基合金粉末；在底层表面喷焊面层，采用超音速喷焊碳化钨合金粉末，以形成阀芯的新耐磨层。采用本发明的旋塞阀阀芯的修复方法，实现对旋塞阀阀芯的修复；采用本发明的旋塞阀的修复方法，通过对阀芯的修复以及密封瓦的修复/更换，实现对旋塞阀的修复。

技术领域

本发明涉及一种旋塞阀阀芯以及旋塞阀的修复方法，属于钻井用旋塞阀修复技术领域。

背景技术

压裂用高压由壬旋塞阀内部核心密封部件为阀芯1、密封瓦2及密封圈3。如图1和图2所示，阀芯1与密封瓦2之间采用硬密封结构，密封瓦2与旋塞阀阀体（未图示）之间采用橡胶密封圈3密封。

在页岩气开发过程中需要采用高压加砂压裂工艺，在高压夹砂压裂液通过旋塞阀的过程中会将高硬度砂粒挤入阀芯与密封瓦配合面之间、并高速冲刷阀芯和密封瓦的密封面（阀芯与密封瓦的配合面）。造成当前国内外旋塞阀在高压加砂压裂后关闭一次或几次后，出现阀芯耐磨层脱落或阀芯及密封瓦密封面被拉伤现象，即阀芯与密封瓦被磨损，导致旋塞阀密封失效。

经过工程现场使用表明，目前国内外旋塞阀阀芯、密封瓦最多只能使用一口井。使用后只能通过更换新阀芯、新密封瓦的方式来修复旋塞阀。当前对于被磨损失效的阀芯、密封瓦尚无修复方法。在页岩气开采过程中每井次约需30多只旋塞阀，每年需要更换大量的阀芯、密封瓦，极大的提高了工程企业的生产成本、并造成严重的资源浪费。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种旋塞阀阀芯以及旋塞阀的修复方法；采用本发明的旋塞阀阀芯的修复方法，实现对旋塞阀阀芯的修复；采用本发明的旋塞阀的修复方法，通过对阀芯的修复以及密封瓦的修复/更换，实现对旋塞阀的修复。

本发明采用的技术方案如下：

一种旋塞阀阀芯的修复方法，对待修复阀芯进行修复，包括以下步骤：

步骤1、去除待修复阀芯的原耐磨层，露出阀芯本体；

步骤2、在阀芯本体表面喷焊底层，采用激光喷焊镍基合金粉末；

步骤3、在底层表面喷焊面层，采用超音速喷焊碳化钨合金粉末，以形成阀芯的新耐磨层。

采用本发明的旋塞阀阀芯的修复方法时，能够实现对旋塞阀阀芯的修复；简而言之，去除原耐磨层后，使阀芯本体表面首先过渡喷焊镍基合金，然后再喷焊碳化钨，形成新耐磨层。如果不采用步骤2，而是直接在阀芯本体表面喷焊碳化钨合金，比如阀芯为高强度的合金钢，其与碳化钨的硬度相差较大（碳化钨的硬度相对更大），碳化钨直接与阀芯本体的结合不够牢固，在高压加砂压裂工艺过程中，容易出现耐磨层脱落的现象。经测试，国内外制造厂家，对于阀芯的制造，通常对阀芯本体表面采用直接喷焊钨钢粉的方法来形成耐磨层，以提高阀芯的耐磨能力，其表面硬度为HRC58-60；而密封瓦通常采取整体淬火的工艺，其表面硬度为HRC50-53；采用本发明的旋塞阀阀芯的修复方法后，阀芯的表面（新耐磨层）的硬度可达HRC70。修复后的阀芯与待修复阀芯同材质的新阀芯相比，修复后的阀芯能够媲美甚至超越新阀芯的使用效果、使用时间；并且，修复后的阀芯，在承受高压夹砂压裂液冲刷后、开关阀门过程中新耐磨层不脱落，有效的提高了旋塞阀阀芯的使用寿命；本发明对磨损后的待修复阀芯进行修复再利用，能够节约资源，有效的降低了工程企业的生产成本。

进一步的，底层和面层的总厚度为0.2mm-0.25mm。

进一步的，底层的厚度≤0.1mm。

进一步的，步骤1后还包括以下步骤：对阀芯本体表面进行喷砂处理。经过喷砂处理的阀芯本体表面变得粗糙，形成“麻点”状的表面，能够增强镍基合金在阀芯本体表面的附着力，使得修复后的阀芯更加耐用。