[發明專利]螺桿鉆具旁通閥體的閥芯閥座

在審

• 申請號: 201610841206.6
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN106639934A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 張濤立;崔亞倫;蘇徐;王洪波;候彥會;焦永輝
• 申請（專利權）人: 石家莊博深石油機械有限公司
• 主分類號: E21B21/10
• 分類號: E21B21/10;C21D9/00
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙)13123
• 代理人: 張明月

本發明公開了一種螺桿鉆具旁通閥體的閥芯閥座，屬于石油裝備技術領域。工藝步驟為：在2Cr13材質的閥芯和閥座加工成型后加熱至1020～1080℃并保溫，保溫時間為1.2～1.8小時，然后用冷卻油對保溫后的閥芯和閥座快速冷卻至室溫，然后對冷卻至室溫后的閥芯和閥座進行回爐保溫，保溫溫度為150～250℃，保溫時間為2～5小時，經處理后的閥芯和閥座的整體硬度≥HRC45，使用壽命≥400小時。本發明使閥芯閥座具有良好的耐沖蝕能力，能夠總體提高螺桿鉆具的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種螺桿鉆具旁通閥體的閥芯閥座，屬于石油裝備技術領域。

背景技術

隨著我國石油工業的高速發展你，作為開發勘探油氣田的井下動力螺桿鉆具的壽命長短，直接影響到油氣田的開發速度和經濟效益。螺桿鉆具(PDM drill)，是一種以鉆井液為動力，把液體壓力能轉為機械能的容積式井下動力鉆具。當泥漿泵泵出的泥漿流經旁通閥體進入馬達，在馬達的進、出口形成一定的壓力差，推動轉子繞定子的軸線旋轉，并將轉速和扭矩通過萬向軸和傳動軸傳遞給鉆頭，從而實現鉆井作業。

旁通閥體作為螺桿鉆具的重要部件，其內部的閥芯閥座在高壓泥漿的沖蝕下經常出現沖蝕嚴重的現象，尤其是閥芯閥座的旁通孔部位極易出現損壞。目前常規的閥芯閥座采用普通材料的鋼材(如中碳鋼)，加工后再進行電鍍硬鉻層，用以防止高壓泥漿的沖蝕，確保抗沖蝕壽命可達到200小時。但是當外層的硬鉻層被沖蝕掉后，單純依靠內部的金屬本體(中碳鋼)抗沖擊能力弱，不能保證旁通閥體的使用壽命，也很難滿足日常使用的要求，造成螺桿鉆具旁通閥體的整機使用壽命短，工程維修、更換費用居高不下，嚴重影響日常作業生產。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種螺桿鉆具旁通閥體的閥芯閥座，提高閥芯閥座的的耐沖蝕能力，能夠總體提高螺桿鉆具的使用壽命。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種螺桿鉆具旁通閥體的閥芯閥座，閥芯和閥座均為不銹鋼材質，在閥芯和閥座加工成型后進行熱處理，熱處理后的閥芯和閥座的整體硬度≥HRC45；其中熱處理步驟為：

步驟A：將不銹鋼材質的閥芯和閥座加熱至1020～1080℃并保溫，保溫時間為1.2～1.8小時；

步驟B：用冷卻油對保溫后的閥芯和閥座快速冷卻至室溫；

步驟C：對冷卻至室溫后的閥芯和閥座進行回爐保溫，保溫溫度為150～250℃，保溫時間為2～5小時。

本發明技術方案的進一步改進在于：不銹鋼材質為2Cr13。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟A中將閥芯和閥座加熱至1040～1060℃，保溫時間為1.5小時。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟B中的冷卻油的成分及重量百分比為：30#機油40～50％、柏油15％～25％、高溫抗氧劑4～10％、催冷劑4～8％、光亮劑7～14％。

本發明技術方案的進一步改進在于：高溫抗氧劑為烷基對苯二酚或二烷基二硫代磷酸鹽或2.6-二叔丁基對甲酚，催冷劑為聚異丁烯或硫酸鹽石油磺酸鋇，光亮劑為咪唑啉油酸鹽或硫磷丁辛基鋅鹽T202。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟B中的冷卻油的溫度為20～60℃。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟C中回爐保溫采用全纖維臺車式燃氣保溫爐。

本發明技術方案的進一步改進在于：熱處理后的閥芯和閥座的整體硬度≥HRC48。

本發明技術方案的進一步改進在于：熱處理后的閥芯和閥座的使用壽命≥400小時。

由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是：