[發明專利]硬質合金隨鉆測井工具激光自動化修復設備及其修復方法

有效

• 申請號: 201310719720.9
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103668187A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 齊歡
• 申請（專利權）人: 上海彩石激光科技有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C30/00;C22C19/05;C22C19/07;C22C29/08;C22C32/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

1.一種硬質合金隨鉆測井工具激光自動化修復設備，其特征在于，包括計算機、光纖激光器、機械臂、送粉器、激光頭、三維掃描儀和安裝底座，所述硬質合金隨鉆測井工具安設于所述安裝底座上，所述光纖激光器與所述激光頭通過光纜連接，所述送粉器將修復材料粉末送到所述激光頭的噴嘴處，所述機械臂帶動所述激光頭在空間內做六自由度運動，所述三維掃描儀對所述硬質合金隨鉆測井工具進行三維掃描，所述計算機與所述光纖激光器、機械臂、送粉器和三維掃描儀電信連接。

2.一種如權利要求1所述的硬質合金隨鉆測井工具激光自動化修復設備的修復方法，其特征在于，包括：

步驟一：清洗所述硬質合金隨鉆測井工具的表面油污，去除其表面氧化層；

步驟二：將所述硬質合金隨鉆測井工具安置在所述安裝底座上的固定位置；

步驟三：通過所述三維掃描儀對所述硬質合金隨鉆測井工具進行三維掃描，并將掃描結果發送給所述計算機進行三維形面處理；

步驟四：通過所述計算機進行數模比對分析，進而生成進行激光熔覆所需的加工路徑，并根據該路徑對所述機械臂輸入動作指令；

步驟五：通過所述計算機開啟所述光纖激光器發出激光，同時開啟所述送粉器向激光頭中送去修復材料粉末，激光通過所述激光頭聚焦后與修復材料粉末一起投射到所述硬質合金隨鉆測井工具上，所述機械臂根據之前輸入的指令帶動所述激光頭在空間內做六自由度運動，激光沿著設定好的路徑對所述硬質合金隨鉆測井工具進行激光熔覆；

步驟六：完成激光熔覆后，對所述硬質合金隨鉆測井工具進行機械精加工，使其各部位形狀、尺寸均符合圖紙要求；

步驟七：對完成激光修復的硬質合金隨鉆測井工具進行質量、裝配檢查，當其形狀、尺寸及表面質量均合格時，結束該激光修復過程，否則返回步驟三。

3.根據權利要求2所述的硬質合金隨鉆測井工具激光自動化修復設備的修復方法，其特征在于，所述修復材料粉末包括一種以鎳為主要修復材料的鎳基合金粉末。

4.根據權利要求3所述的硬質合金隨鉆測井工具激光自動化修復設備的修復方法，其特征在于，所述鎳基合金粉末由如下按重量百分比分配的修復材料組成：

鎳：40-60；鉻：2-20；鐵：0.5-15；硅：2-5；碳：0.05-1。

5.根據權利要求4所述的硬質合金隨鉆測井工具激光自動化修復設備的修復方法，其特征在于，所述鎳基合金粉末中還包括其他微量元素：錳、鉬、硼。

6.根據權利要求2所述的硬質合金隨鉆測井工具激光自動化修復設備的修復方法，其特征在于，所述修復材料粉末包括一種以鈷為主要修復材料的鈷基合金粉末。

7.根據權利要求6所述的硬質合金隨鉆測井工具激光自動化修復設備的修復方法，其特征在于，所述鈷基合金粉末由如下按重量百分比分配的修復材料組成：

鈷：50-80；鉻：10-40；鎢：1-10；碳：0.1-5。

8.根據權利要求7所述的硬質合金隨鉆測井工具激光自動化修復設備的修復方法，其特征在于，所述鈷基合金粉末中還包括其他微量元素：鎳、鐵、錳、鉬、硅、硼。

9.根據權利要求3或6所述的硬質合金隨鉆測井工具激光自動化修復設備的修復方法，其特征在于，所述修復材料粉末由如下按重量百分比分配的修復材料組成：

鎳基合金粉末或鈷基合金粉末：20-100；碳化鎢粉末：0-80；

所述鎳基合金粉末或鈷基合金粉末與所述碳化鎢粉末的顆粒度分別為45-150微米和10-150微米。

10.根據權利要求4或7所述的硬質合金隨鉆測井工具激光自動化修復設備的修復方法，其特征在于，所述光纖激光器發出的激光的激光功率為100-2000瓦，激光掃描速度為1-50毫米每秒，激光離焦量為2-20毫米，所述送粉器的送粉流量為2-10克每分鐘。