無磁鉆鋌內(nèi)外壁及兩端接頭內(nèi)外螺紋表面強化工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無磁鉆鋌內(nèi)外壁及兩端接頭內(nèi)外螺紋強化工藝，該工藝采用臥姿的無磁鉆鋌作定軸旋轉(zhuǎn)，噴丸機的噴頭分別對著無磁鉆鋌內(nèi)外壁起始端噴丸，噴頭往另一端軸向移動。接著將噴丸機的噴頭分別對著兩端接頭內(nèi)外螺紋起始端噴丸，噴頭往另一端軸向移動。本發(fā)明針對無磁材質(zhì)的特性，選用ZIRPRO陶瓷材質(zhì)的超細(xì)丸，噴丸采用壓縮空氣驅(qū)動。工件經(jīng)密集且高速的丸撞擊下冷作硬化效應(yīng)十分明顯，在不改變工件無磁特性的基礎(chǔ)上，所形成的表面致密金屬層除硬度顯著提高外，抗腐能力也隨之提升，用于鉆井時減少發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的機率，同時也增加耐磨性能，有利于提高無磁鉆鋌使用壽命。
【專利說明】無磁鉆鋌內(nèi)外壁及兩端接頭內(nèi)外螺紋表面強化工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種對金屬管件表面強化處理的工藝方法，具體地講，本發(fā)明涉及一 種作長徑比大于100的細(xì)長金屬管表面強化處理的工藝方法，特別是對無磁鉆鋌內(nèi)外壁及 兩端接頭內(nèi)外螺紋表面強化工藝，該工藝方法屬于金屬表面處理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 無磁鉆鋌是一種石油鉆具，用于鉆井時它上聯(lián)鉆桿，下聯(lián)鉆頭。目前條件下，低碳 高鉻錳合金鋼是制造無磁鉆鋌的最好材料。此類奧氏體材質(zhì)因具有良好的低磁導(dǎo)率，可免 受磁場干擾，為井下測量提供一個不受磁場干擾的測量環(huán)境，有利于精確取得垂直、水平信 息及井底其它信息。但是，現(xiàn)有的奧氏體材料用于制作無磁鉆鋌也存在不足，例如硬度不高 造成耐磨性能差，以及抗硫腐蝕不強等缺陷。由于無磁鉆鋌實際使用時位于井底，一方面?zhèn)?遞扭矩，另一方面又承受拉應(yīng)力，在如此復(fù)雜工況條件下，易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂。若在高含 硫地質(zhì)中鉆井，無磁鉆鋌還可能發(fā)生穿晶應(yīng)力腐蝕開裂。超范圍的腐蝕開裂必然引起發(fā)鉆 鋌斷裂事故，造成重大財產(chǎn)損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明主要針對現(xiàn)有技術(shù)的無磁鉆鋌不耐磨和易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的問題，提出 一種在不改變材質(zhì)前提下的無磁鉆鋌內(nèi)外壁及兩端接頭內(nèi)外螺紋表面強化工藝，該工藝方 法安排合理，實施簡便，增效明顯，大大提高無磁鉆鋌使用壽命。
[0004] 本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。
[0005] 無磁鉆鋌內(nèi)外壁及兩端接頭內(nèi)外螺紋強化工藝，其改進之處在于它包括以下工藝 步驟： (1) 臥姿的無磁鉆鋌作定軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度為5. 0?10r/s ; (2) 噴丸機的噴頭分別對著無磁鉆鋌內(nèi)外壁起始端噴丸，噴頭以0. 2?1. 5m/min速度 往無磁鉆鋌另一端軸向移動； (3) 噴丸機的噴頭分別對著兩端接頭內(nèi)外螺紋起始端噴丸，噴頭以0. 1?0. 5m/min速 度往無磁鉆鋌另一端軸向移動。
[0006] 作為進一步改進方案，用于噴丸的丸材質(zhì)為ZIRPR0陶瓷，用于無磁鉆鋌內(nèi)外壁強 化的丸顆粒度為40?80號，用于無磁鉆鋌兩端接頭內(nèi)外螺紋強化的丸顆粒度為20?40 號。
[0007] 作為進一步改進方案，所述丸用壓力為0· 1?0· 5MPa的壓縮空氣驅(qū)動。
[0008] 作為進一步改進方案，所述丸的流量為0. 1?1. Okg/min。
[0009] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果： 1、 工藝步驟簡單，易實施； 2、 陶瓷材質(zhì)的丸為非金屬丸，噴丸時不改變無磁鉆鋌原有的無磁性能，故使用安全，質(zhì) 量可靠； 3、噴丸屬于表面冷加工技術(shù)范籌，金屬表面在密集且高速的丸撞擊下，冷作硬化效應(yīng) 十分明顯，所形成的表面致密金屬層具有很高抗腐能力和硬度，由此減小鉆井過程中發(fā)生 應(yīng)力腐蝕開裂的機率，同時也增加耐磨性能，有利于提高使用壽命。

【具體實施方式】
[0010] 本發(fā)明是一種無磁鉆鋌內(nèi)外壁及兩端接頭內(nèi)外螺紋強化工藝，為了更清楚地表達(dá) 工藝步驟和實施本發(fā)明取得的效果，下面通過實施例進一步說明。
[0011] 用于石油鉆井的無磁鉆鋌常規(guī)口徑在79. 4mm?241. 3mm之間，長度10m左右。此 種超長管道適合在臥姿狀態(tài)下完成表面強化處理，作業(yè)時無磁鉆鋌采用定軸旋轉(zhuǎn)方式，旋 轉(zhuǎn)速度在5. 0?10r/s之間選取。實施內(nèi)外壁噴丸作業(yè)的順序本發(fā)明原則上不分先后，本 實施例先作內(nèi)孔壁噴丸強化，后作外壁噴丸強化。在確定工藝路線之后就應(yīng)選擇丸的類型 和規(guī)格，以及驅(qū)動丸流動的壓縮空氣壓力和調(diào)節(jié)丸流量。為了確保無磁鉆鋌的無磁性能不 受影響，本實施例選用ZIRPR0陶瓷材質(zhì)的丸，所用的丸顆粒度細(xì)小，用于無磁鉆鋌內(nèi)外壁 噴丸強化的丸顆粒度在40?80號之間選取，用于無磁鉆鋌兩端接頭內(nèi)外螺紋的顆粒度在 20?40號之間選取。噴丸作業(yè)前應(yīng)將噴丸機的噴頭對著無磁鉆鋌內(nèi)壁或外壁的起始端，隨 著無磁鉆鋌自身的旋轉(zhuǎn)，噴頭以0. 2?1. 5m/min的速度往另一端軸向移動，在兩個不同運 動的共同作用下，使無磁鉆鋌內(nèi)孔壁或外壁全部被高速噴出的丸撞擊。同理，無磁鉆鋌兩端 接頭的內(nèi)外螺紋也采取同樣步驟進行噴丸強化處理，僅僅因螺紋表面非平面結(jié)構(gòu)，故選用 的丸顆粒度稍小一點、丸流量小一點。下面以常用的165. 1無磁鉆鋌為例，驗證本發(fā)明有關(guān) 工藝參數(shù)調(diào)整的合理性，尋求最佳實施例。
[0012] 165. 1無磁鉆鋌采用不同噴丸工藝參數(shù)實施例驗證表

【權(quán)利要求】
1. 一種無磁鉆鋌內(nèi)外壁及兩端接頭內(nèi)外螺紋強化工藝，其特征在于它包括以下工藝步 驟： (1) 臥姿的無磁鉆鋌作定軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度為5. 0?10r/s ; (2) 噴丸機的噴頭分別對著無磁鉆鋌內(nèi)外壁起始端噴丸，噴頭以0. 2?1. 5m/min速度 往無磁鉆鋌另一端軸向移動； (3) 噴丸機的噴頭分別對著兩端接頭內(nèi)外螺紋起始端噴丸，噴頭以0. 1?0. 5m/min速 度往無磁鉆鋌另一端軸向移動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磁鉆鋌內(nèi)外壁及兩端接頭內(nèi)外螺紋強化工藝，其特征在 于：用于噴丸的丸材質(zhì)為ZIRPR0陶瓷，用于無磁鉆鋌內(nèi)外壁強化的丸顆粒度為40?80號， 用于無磁鉆鋌兩端接頭內(nèi)外螺紋強化的丸顆粒度為20?40號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磁鉆鋌內(nèi)外壁及兩端接頭內(nèi)外螺紋強化工藝，其特征在 于：所述丸用壓力為〇. 1?〇. 5MPa的壓縮空氣驅(qū)動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磁鉆鋌內(nèi)外壁及兩端接頭內(nèi)外螺紋強化工藝，其特征在 于：所述丸的流量為〇. 1?1. 〇kg/min。
【文檔編號】C21D7/06GK104152652SQ201410308091
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】蔣小春, 黃海春, 蔣存民 申請人:江蘇曙光華陽鉆具有限公司