油气田钻具的Ni-WC复合激光强化修复设备及工艺制造技术

本申请公开了油气田钻具的Ni

【技术实现步骤摘要】
油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备及工艺


[0001]本申请涉及激光熔覆修复
，具体涉及油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备及工艺。

技术介绍

[0002]油气田钻具在使用过程中需要面对高温、高压、高矿化度多相流条件下剧烈的电化学腐蚀以及强烈的机械摩擦等情况，出现损伤是常有现象，为节约成本通常油气田钻具经过修复后继续使用，激光熔覆的修复方式可改变金属或合金表面层的组织和成分,提高金属零部件的使用寿命，激光熔覆主要是利用高能量的激光束对基材表面与熔覆材料进行快速加热和快速凝固，使填料与基材表面形成良好的冶金结合，从而显著改善基材表面的耐磨、耐蚀和抗高温氧化性等性能。
[0003]但是在使用激光熔覆技术进行修复时，影响修复效果的因素有很多，除了激光熔覆的工艺参数如激光功率、扫描速度、送粉速率等会影响熔覆结果外，熔覆粉末输送过程中容易出现熔覆粉末堆积堵塞现象，导致熔覆过程中送粉出现波动浪费或者中断影响修复效果。
[0004]因此，有必要提供油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备及工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

技术实现思路

[0005]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备及工艺，包括：底座，其上固定设置有固定架；竖直板架，竖直固定在所述底座上，且所述竖直板架上固定设置有控制组件；机械臂，一端设置在所述控制组件上，另一端设置有激光件，且所述激光件位于所述固定架上方，所述激光件的一端设有激光熔覆头；冷却系统，固定设置在所述控制组件中，且所述冷却系统延伸同所述激光件连接，辅助所述激光件进行冷却；粉料输送机，固定设置在所述底座上，且所述粉料输送机连接至所述激光件，为所述激光件输送熔覆粉末；喷粉辅助组件，设置在所述粉料输送机和所述激光件之间。
[0006]进一步，作为优选，所述激光件集成焦距调节、气体保护、循环冷却、粉末流道、激光束通道结构，其中冷却系统主要对激光熔覆头进行冷却，同时熔覆粉末通过粉末流道喷洒而出。
[0007]进一步，作为优选，所述喷粉辅助组件包括：主送粉管组，固定连接在所述粉料输送机上，且所述主送粉管组下方固定设置有副送粉管组；
连接座，用于固定所述主送粉管组和所述副送粉管组，并且所述连接座固定设置在所述底座上；分流接头，设置在所述主送粉管组和所述粉料输送机之间；集流盖，固定设置在所述主送粉管组远离所述分流接头（94）的一端，且在所述集流盖上还连通设置有转接口，在所述转接口和激光件之间设置有输送软管，可构成熔覆粉末输送通路；导通组件，布置为两个，分别设置在所述集流盖和副送粉管组之间，以及所述分流接头和副送粉管组之间。
[0008]进一步，作为优选，所述主送粉管组包括：管壁，通过所述连接座进行固定；分流管，设置为多个，所述分流管均匀分布的设置在所述管壁内，且所述分流管通过多个支撑架在所述管壁内进行固定；挡板，固定设置在所述管壁的两端。
[0009]进一步，作为优选，所述挡板上开设有多个接孔，所述接孔分别对应所述分流管的管口。
[0010]进一步，作为优选，所述分流接头包括固定塞和锁紧环套，所述固定塞上开设有多个通孔，且所述通孔位置和数量同所述分流管相同，且所述固定塞的一端与所述分流管的端口贴合装配，另外所述固定塞另一端的通孔端口处进行圆弧过渡处理，所述锁紧环套上还开设有用于同所述导通组件连接的连接口。
[0011]进一步，作为优选，所述集流盖的口径逐步缩减，其中，所述集流盖与所述主送粉管组连接的一端的口径为最大，而所述集流盖与所述转接口连接的一端的口径为最小。
[0012]进一步，作为优选，所述副送粉管组包括：外壳，通过所述连接座进行固定连接，且所述外壳内部设置有循环管道，所述循环管道的两端均连接有转接嘴；固定座，固定连接在靠近固定座一端的所述转接嘴和外壳，且在靠近固定座一端的所述转接嘴上方固定设置有转接管；风机，与远离所述固定座一端的所述转接嘴固定连通设置，且在所述风机上方同样设置有转接管，所述风机可通过滤网经过所述外壳的端部与外部环境连通，也可主动闭合所述外壳的端部。
[0013]进一步，作为优选，所述导通组件包括转接架、连通管和单向阀，所述转接架将所述单向阀和所述连通管固定设置在所述主送粉管组和副送粉管组之间，所述单向阀控制连通管的导通方向，且所述连通管的一端与所述转接管连接，所述连通管的另一端还分别与所述集流盖和分流接头连通。
[0014]油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复工艺，包括如下步骤：Ⅰ.对钻具磨损腐蚀表面进行打磨抛光化学腐蚀等预处理，去除表面氧化物、油污和其它杂质，之后将钻具固定在固定架上；Ⅱ.通过控制组件对激光功率、扫描速度、光斑尺寸、电压和行走轨迹参数等进行控制编程；Ⅲ.在粉料输送机中添加处理好的熔覆粉末，在喷粉辅助组件的中转下向激光件
进行粉末输送，熔覆粉末在键入粉料输送机之前需要使用滚筒球磨机提前混合均匀；Ⅳ.之后进行激光熔覆，在熔覆过程中选用氩气保护气体保护熔覆层金属和激光件。
[0015]与现有技术相比，本申请提供油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备及工艺，具有以下有益效果：本申请中熔覆粉末在高速输送过程中穿过多个分流管，当粉料输送机停止工作时，熔覆粉末沉积在单个分流管内部，因为分流管均匀分布的设置在管壁内，相对的熔覆粉末在输送路径单个截面内分布更为均匀，相比于熔覆粉末完全沉积在输送路径截面底部，本申请的方式在后续启动过程中可以使得沉积的熔覆粉末更容易被吹动，可以使得沉积的熔覆粉末及时的最大化进入后续输送过程中，有效避免熔覆粉末在粉料输送机出口位置多次堆积最终出现堵塞的问题；本申请中熔覆粉末从粉料输送机输出会在锁紧套环处出现沉积现象，熔覆粉末在集流盖处也会出现沉积现象，在输送熔覆粉末过程中，部分熔覆粉末在集流盖处在高速气流作用下经过导通组件进入副送粉管组中，该部分熔覆粉末再次经过导通组件在分流接头位置处进入主送粉管组中形成输送循环，有效清理在集流盖和分流接头堆积的熔覆粉末避免出现堵塞，另外在停止粉料输送机工作的时候，可以打开外壳端部，控制风机启动使得激光件和转接口之间沉积的熔覆粉末回流到副送粉管组中，有效避免熔覆粉末在后续工作中流失。
附图说明
[0016]图1为油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备及工艺的整体结构示意图；图2为油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备及工艺中喷粉辅助组件的结构示意图；图3为油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备及工艺中主送粉管组的结构示意图；图4为油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备及工艺中副送粉管组的结构示意图；图5为油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备及工艺中导通组件的结构示意图；图6为油气田钻具的Ni
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备，其特征在于，包括：底座（1），其上固定设置有固定架（2）；竖直板架（3），竖直固定在所述底座（1）上，且所述竖直板架（3）上固定设置有控制组件（4）；机械臂（5），一端设置在所述控制组件（4）上，另一端设置有激光件（7），且所述激光件（7）位于所述固定架（2）上方，所述激光件（7）的一端设有激光熔覆头；冷却系统（6），固定设置在所述控制组件（4）中，且所述冷却系统（6）延伸同所述激光件（7）连接，辅助所述激光件（7）进行冷却；粉料输送机（8），固定设置在所述底座（1）上，且所述粉料输送机（8）连接至所述激光件（7），为所述激光件（7）输送熔覆粉末；喷粉辅助组件（9），设置在所述粉料输送机（8）和所述激光件（7）之间。2.根据权利要求1所述的油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备，其特征在于，所述激光件（7）集成焦距调节、气体保护、循环冷却、粉末流道、激光束通道结构，其中冷却系统（6）主要对激光熔覆头进行冷却，同时熔覆粉末通过粉末流道喷洒而出。3.根据权利要求2所述的油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备，其特征在于，所述喷粉辅助组件（9）包括：主送粉管组（91），固定连接在所述粉料输送机（8）上，且所述主送粉管组（91）下方固定设置有副送粉管组（92）；连接座（93），用于固定所述主送粉管组（91）和所述副送粉管组（92），并且所述连接座（93）固定设置在所述底座（1）上；分流接头（94），设置在所述主送粉管组（91）和所述粉料输送机（8）之间；集流盖（95），固定设置在所述主送粉管组（91）远离所述分流接头（94）的一端，且在所述集流盖（95）上还连通设置有转接口（96），在所述转接口（96）和激光件（7）之间设置有输送软管，可构成熔覆粉末输送通路；导通组件（97），布置为两个，分别设置在所述集流盖（95）和副送粉管组（92）之间，以及所述分流接头（94）和副送粉管组（92）之间。4.根据权利要求3所述的油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备，其特征在于，所述主送粉管组（91）包括：管壁（911），通过所述连接座（93）进行固定；分流管（912），设置为多个，所述分流管（912）均匀分布的设置在所述管壁（911）内，且所述分流管（912）通过多个支撑架（913）在所述管壁（911）内进行固定；挡板（914），固定设置在所述管壁（911）的两端。5.根据权利要求4所述的油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备，其特征在于，所述挡板（914）上开设有多个接孔，所述接孔分别对应所述分流管（912）的管口。6.根据权利要求5所述的油气田钻具的Ni
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WC复合激光强化修复设备，其特征在于，所述分流接头（94）包括固定塞（941）和锁紧环套（943），所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勤英，张兴寿，西宇辰，宋宇辉，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：