[发明专利]一种石油开采设备压裂用零部件的生产工艺

说明书

本发明公开了一种石油开采设备压裂用零部件的生产工艺，解决了石油开采设备压裂用零部件的现有制造方法不能兼顾其性能和成品率的技术问题。本发明包括炼制、锻造、锻造后热处理、机加工和锻件表面溅射等工艺步骤，炼制步骤采用了特殊成分配比，锻造过程中采用了两次变向镦拔和三个阶段的锻压，保证在锻压制造过程中锻件不会产生裂纹。本发明能够提高内表面硬度，同时保持强度韧性，使其既抗冲刷、抗磨蚀，在交变负载的作用下又不易产生裂纹现象，而且通过锻件表面溅射，提高了整体强度性能、延长了使用寿命、降低了生产成本、减少了处理中的安全隐患、工艺简单、实用性强。

技术领域

本发明涉及压裂锻件生产的技术领域，特别是指一种石油开采设备压裂用零部件的生产工艺。

背景技术

在石油领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。压裂是人为地使地层产生裂缝，改善油在地下的流动环境，使油井产量增加，对改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况可起到重要的作用。压裂施工需要使用压裂车对石油油井进行压裂，陶粒砂、压裂液等介质通过通过压力端产生高压使底层瞬间开裂，同时介质渗入裂缝中是使原油溢出，液力端总成的构成部件是压裂车上重要易损件，是石油油井维护和提高油产量的重要设备。但是现有的液力端总成的构成部件耐腐蚀性低，应力较为集中，耐腐蚀性金属层在交变应力作用下很难实现协调变形。

为解决上述问题，授权公告日为20160420、授权公告号为CN105506497A的发明专利公开了一种阀箱用不锈钢合金及制造方法，该方法为选取原料为脱磷铁水57~62重量份、铁合金28~32重量份、不锈钢废钢6～15重量份，采用电弧炉冶炼加炉外真空精炼的方法完成钢锭的初始冶炼，模铸成型后，制备成自耗电极，随后进行电渣重熔处理。将得到的电渣钢锭在650~700℃进行退火，随后去除钢锭坯料头部及尾部废料，并粗加工钢锭外表面，使任何表面均无氧化皮残留；然后钢锭进行加热，进行锻造，总锻造比大于等于8，并将毛坯进行锻后热处理；最后将锻件进行固溶处理，水冷至120℃以下，在580~640℃进行时效处理。该发明得到的合金在压裂工况下虽然具备较好的腐蚀疲劳强度极限，但是热加工性能不稳定，加工时容易产生裂纹，成品率低，即产品的性能与成品率不能兼顾。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种石油开采设备压裂用零部件的生产工艺，解决了石油开采设备压裂用零部件的现有制造方法不能兼顾其性能和成品率的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种石油开采设备压裂用零部件的生产工艺，包括以下步骤：

（1）炼制：将质量百分比为Cu：1％～6％、Mg：2％～8％、Sn：0.5％～5％、Zr：0.1％～0.5％、Re：0.05％～10％、Ni：0.01％～0.5％、Si：0.1％～0.5％、Zn：0.2％～0.6％、SiC颗粒：5％～15％、稀土：0.05％～0.2％、TiB：3％～8％、Al ₂ O ₃ 1％～5％、余量为Fe的原料进行混合、炼制；

（2）锻造：原料经电弧炉初炼并进行预处理脱硫后采用转炉工艺脱磷技术吹炼扒渣，LF钢包精炼炉深脱硫后利用RH炉真空循环脱气，圆坯连铸形成连铸坯，增强产品强度；采用优质电渣锭作为原料，锻造采用8000吨水油压机进行三相锻造，保证了锻坯成分均匀、组织均匀致密；

（3）锻造后热处理：通过多次正火、油淬、高温回火，保证了应力充分释放和组织均匀；

（4）机加工：包括粗加工和精加工，所述粗加工为粗铣无孔面，然后进行超声波探伤，所述探伤判定参考为在任何孔壁表面及其以下25mm内，不允许有任何缺陷显示；所述精加工对各孔相交部位相贯线及柱塞孔部位精细加工及打磨光滑，减少应力集中；