【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐磨带，涉及一种石油钻具高熵合金耐磨带及其制备方法。
技术介绍
1、在钻井过程中，钻柱在井眼中与套管内壁发生接触产生摩擦，使得扭矩和摩擦增加，而钻杆接头对套管的磨损影响最大，因为钻杆接头的直径比钻杆本体大20％～30％，很容易与套管内壁接触并磨损套管。当接触力足够大时，润滑膜的润滑作用完全消失，钻杆接头与套管内壁直接接触产生了干摩擦。在摩擦过程中，钻杆接头的磨损非常严重，偶然的碰撞就可能使钻杆接头产生断裂；同时，钻杆接头的磨损也使得套管壁厚减薄，抗挤能力随之降低。若对此估计不足，有可能因此导致钻井事故或油气井的早期报废，给油田造成巨大的损失。
2、有研究结果表明，钻柱不居中使钻杆接头在钻井施工中与套管内壁相互摩擦是造成套管磨损的主要原因，而钻柱不居中又是钻探过程中不可避免的。因此，如何降低钻杆与套管之间的摩擦接触或摩擦系数是套管磨损，是亟需解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术一种石油钻具高熵合金耐磨带及其制备方法，从而有效的降低了钻杆与套管之间的摩擦接触或摩擦系数，降低了耐磨带对套管的损伤。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，包括，
4、s1，将ni，mo，ta和w的原料按照一定的质量比混合后，进行熔炼，得到合金块；
5、s2，对合金块体进行雾化制粉，得到nimotaw高熵合金金属粉末；
6、s3，将nimotaw高
7、优选的，所述ni，mo，ta和w的质量百分比为ni：15wt％-20wt％；mo：25wt％-35wt％；ta：15wt％-20wt％和w：25wt％-35wt％。
8、优选的，s1的具体为：将ni，mo，ta，w的原料按照一定的质量比混合进行熔炼，当所有材料均变为液相后对进行搅拌一段时间后，进行降温冷却，得到合金块，再对合金块颠倒后重新熔炼，反复多次重复上述熔炼过程；
9、优选的，熔炼时需要在真空或者高纯氩气气氛下进行，熔炼温度为3000℃，搅拌时间为5分钟，熔炼过程至少重复5遍；
10、优选的，s2中的雾化制粉的方法采用气雾化或水雾化的方法。
11、优选的，若以气雾化制粉，先在真空或者高纯氩气环境下将熔炼的合金块重新融化得到熔融的金属液体，使用40mpa以上的高纯氩气对熔融的金属液体进行喷雾制粉，得到nimotaw高熵合金金属粉末，其中，融化温度为2500℃。
12、优选的，s2中对制得的nimotaw高熵合金金属粉末进行筛选，选用粒度为50-200μm的粉末作为制备钻具耐磨带的原料。
13、优选的，所述nimotaw高熵合金金属粉末也可通过高能球磨的方法进行制备，具体为：
14、将ni，mo，ta和w的金属单质粉末混合均匀后，进行高能球磨，对球磨结束的粉末进行筛选，选用粒度为50-200μm的粉末作为制备钻具耐磨带的原料；其中，高能球磨参数如下：球料比1：7-1：10，金属球的质量是原料混合粉末的7-10倍，转速为200-300rpm，球磨时间为1h-2h，。
15、优选的，s2中激光熔覆时，使用功率大于20000w的激光器，且光斑小于5mm。
16、一种石油钻具高熵合金耐磨带，由上述制备方法制得。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
18、本专利技术提供了一种石油钻具高熵合金耐磨带及制备方法，以nimotaw高熵合金为原料，用激光熔覆的方法制备既具有耐磨性又具备减磨性的钻具耐磨带，其原理是利用nimotaw高熵合金流动性差的特性，制备出具有孔隙nimotaw高熵合金耐磨带，该方法同时保证了耐磨带的耐磨性与减磨性，在提高钻具使用寿命的同时减少了对套管的损伤；同时该方法是利用nimotaw合金本身具备高硬度，耐磨性强，但是因为其流动性差，通过激光熔覆的方法可以制备出有孔隙的耐磨带，一方面材料本身有高硬度具备耐磨性，另一方面，由于孔隙的存在，会降低耐磨带对于套管的损伤。
19、进一步，需使用nimotaw高熵合金粉末作为原料，同时需要控制激光熔覆的工艺参数来实现以上目的，nimotaw高熵合金需要的化学成分需要控制在以下比例才能达到控制其流动性的目的。
20、进一步，本专利技术制备耐磨带时必须使用高功率的激光器(大于20000w)。一方面因为nimotaw合金熔点高，需要保证熔池完全融化；另一方面只有使用高功率激光器才可以保证凝固的过程中有气孔的存在。使用该方法制得的耐磨带如下图所示。
21、进一步，本专利技术制备耐磨带同时具备耐磨性及减磨性，耐磨性来源于高熵合金本身的高硬度，减磨性来自于调控合金成分控制冷却速度，加之工艺配合，制备出带有孔隙的不致密的合金。
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1.一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，所述Ni，Mo，Ta和W的质量百分比为Ni：15wt％-20wt％；Mo：25wt％-35wt％；Ta：15wt％-20wt％和W：25wt％-35wt％。
3.根据权利要求1所述的一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，S1的具体为：将Ni，Mo，Ta，W的原料按照设定的质量比混合进行熔炼，当所有材料均变为液相后对进行搅拌一段时间后，进行降温冷却，得到合金块，再对合金块颠倒后重新熔炼，反复多次重复上述熔炼过程。
4.根据权利要求3所述的一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，熔炼时需要在真空或者高纯氩气气氛下进行，熔炼温度为3000℃，搅拌时间为5分钟，熔炼过程至少重复5遍。
5.根据权利要求1所述的一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，S2中的雾化制粉的方法采用气雾化或水雾化的方法。
6.根据权利要求5所述的一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征
7.根据权利要求1所述的一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，S2中对制得的NiMoTaW高熵合金金属粉末进行筛选，选用粒度为50-200μm的粉末作为制备钻具耐磨带的原料。
8.根据权利要求1所述的一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，所述NiMoTaW高熵合金金属粉末也可通过高能球磨的方法进行制备，具体为：
9.根据权利要求1所述的一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，S2中激光熔覆时，使用功率大于20000W的激光器，且光斑小于5mm。
10.一种石油钻具高熵合金耐磨带，基于权利要求1-9任一项所述的石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，所述ni，mo，ta和w的质量百分比为ni：15wt％-20wt％；mo：25wt％-35wt％；ta：15wt％-20wt％和w：25wt％-35wt％。
3.根据权利要求1所述的一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，s1的具体为：将ni，mo，ta，w的原料按照设定的质量比混合进行熔炼，当所有材料均变为液相后对进行搅拌一段时间后，进行降温冷却，得到合金块，再对合金块颠倒后重新熔炼，反复多次重复上述熔炼过程。
4.根据权利要求3所述的一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，熔炼时需要在真空或者高纯氩气气氛下进行，熔炼温度为3000℃，搅拌时间为5分钟，熔炼过程至少重复5遍。
5.根据权利要求1所述的一种石油钻具高熵合金耐磨带的制备方法，其特征在于，s2中的雾化制粉的方法采用气雾化或水雾化的方法。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：王邃，付安庆，尹成先，刘永刚，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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