專利名稱：自動(dòng)垂直鉆井工具零件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉆井工具領(lǐng)域的自動(dòng)垂直鉆井工具零件。
背景技術(shù)：
在石油、天然氣勘探開(kāi)采中由于受地質(zhì)條件的限制，往往需要打一些特殊結(jié)構(gòu)的井即定向井，而定向井的井下結(jié)構(gòu)及工礦環(huán)境較惡劣，因此對(duì)鉆井工具提出了更高要求。針對(duì)打定向井國(guó)外在20世紀(jì)80年代末研究開(kāi)發(fā)了一種自動(dòng)垂直旋轉(zhuǎn)鉆井新技術(shù)并對(duì)此技術(shù)進(jìn)行了封鎖，對(duì)外只提供技術(shù)服務(wù)。我國(guó)在20世紀(jì)90年代末開(kāi)始對(duì)此技術(shù)(工具)進(jìn)行了立項(xiàng)研究，目前所采用的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具由穩(wěn)定平臺(tái)單元、工作液控制工作液控制分配單元以及偏置執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元三個(gè)部分組成。工作液控制分配單元主要由開(kāi)有I個(gè)孔(高壓孔)的上盤閥、開(kāi)有3個(gè)孔的下盤閥組成。上盤閥由穩(wěn)定平臺(tái)控制軸帶動(dòng)，下盤閥固定在偏置單元本體內(nèi)，下盤閥開(kāi)的3個(gè)孔分別與偏置機(jī)構(gòu)3個(gè)噴嘴通過(guò)管路想通，高壓鉆井液通過(guò)上盤閥的高壓孔與下盤閥的的某一個(gè)或者3個(gè)孔相通時(shí)，高壓鉆井液流過(guò)下盤閥的孔再通過(guò)硬質(zhì)合金噴嘴經(jīng)一定的壓力差推動(dòng)活塞在襯套內(nèi)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推動(dòng)外部構(gòu)件修正井壁。垂直鉆探工具的工作條件極端苛刻，需承受劇烈的熱震動(dòng)、鉆井液及泥漿的沖蝕磨損和抗高壓等使內(nèi)部的關(guān)鍵部件損壞較快。目前垂鉆工具自動(dòng)推力和流量分配裝置中的關(guān)鍵部件噴嘴、活塞、襯套、上盤閥和下盤閥所使用的材料主要是普通合金鋼和鐵基合金以及部分高鈷硬質(zhì)合金且上、下盤閥形狀結(jié)構(gòu)不優(yōu)，在垂直鉆井時(shí)受鉆井液、泥漿、巖屑的沖蝕其使用壽命不足20個(gè)小時(shí)就磨損變形，造成流量控制失效致使井斜，使整個(gè)鉆掘速度放慢，工作效率低，開(kāi)采成本高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于:針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種新型自動(dòng)垂直鉆井工具零件。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下，其包括上盤閥總成，下盤閥，噴嘴，襯套，活塞；所述上盤閥總成基體上固連有硬質(zhì)合金摩擦副，硬質(zhì)合金摩擦副與下盤閥端面平面密封。上盤閥總成基體與硬質(zhì)合金摩擦副固連方式優(yōu)選為硬質(zhì)合金摩擦副焊接在不銹鋼上與上盤閥總成基體采用螺紋和平鍵聯(lián)接壓緊。更進(jìn)一步的改進(jìn)是，硬質(zhì)合金摩擦副為ZK30硬質(zhì)合金摩擦副，下盤閥為ZL45硬質(zhì)合金盤閥，活塞為YG20硬質(zhì)合金活塞。采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的上述部件，由于在上盤閥總成基體上采用與下盤閥端面密封的硬質(zhì)合金摩擦副，充分發(fā)揮了硬質(zhì)合金產(chǎn)品硬度高、耐磨性好的特性，可極大的提高工具的耐磨性能?？朔嗽摴ぞ咴谑褂幂^短時(shí)間內(nèi)，即由于磨損變形失效的不足。特別是根據(jù)鉆井工具不同部位的適用性能要求，優(yōu)選硬質(zhì)合金摩擦副為ZK30硬質(zhì)合金摩擦副，下盤閥上采用ZL45硬質(zhì)合金盤閥，活塞為YG20硬質(zhì)合金活塞。ZK30牌號(hào)的硬度可達(dá)HRA91，晶粒度可達(dá)1.0 i! m，具有優(yōu)異的耐摩損性能；ZL45牌號(hào)合金的材質(zhì)成分使用了 N1-Co復(fù)合粘接劑，與純Co基粘接劑合金相比具有優(yōu)秀的耐腐蝕性能，適用于制造石油鉆井裝置中耐腐蝕零件；另外，YG20牌號(hào)合金因?yàn)檎辰Y(jié)相含量達(dá)到20%左右，同時(shí)晶粒度也較細(xì)，一般在1.0 y m以下，因此既擁有很好的抗沖擊性能，又具有較高的耐磨性能。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:提高了工具的耐磨損性能，具有抗沖擊、抗沖蝕、強(qiáng)度高、耐腐蝕的特點(diǎn)，極大的延長(zhǎng)了工具的使用壽命。

本實(shí)用新型將通過(guò)實(shí)施例并參照附圖的方式說(shuō)明，其中:圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3的俯視圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖1、2所示的本實(shí)用新型垂直鉆井工具零件其包括安裝在上盤閥總成基體下部的上盤閥摩擦副1，該摩擦副采用ZK30硬質(zhì)合金焊接在不銹鋼上再采用螺紋和平鍵聯(lián)接壓緊在基體，上盤閥總成工作時(shí)其硬質(zhì)合金摩擦副I與下盤閥2端面貼平密封，當(dāng)需要調(diào)節(jié)流量大小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)上盤閥總成I的腰形圓弧孔與下盤閥2端面的3個(gè)小孔貫通，液體流過(guò)下盤閥的孔再通過(guò)硬質(zhì)合金噴嘴3經(jīng)一定的壓力差推動(dòng)活塞5在襯套4內(nèi)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推動(dòng)外部構(gòu)件修正井壁。圖3、4所示的是另一種結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖。其原理和工作部件結(jié)構(gòu)基本與圖1相同，圖3與圖1不同的是，圖3所不的下盤閥2內(nèi)每條出液管上共有兩個(gè)出液孔，每個(gè)出液孔分別固連一個(gè)噴嘴3，每個(gè)噴嘴分別與對(duì)應(yīng)的襯4套內(nèi)的活塞5管路相通。圖1所示的下盤閥2每條出液管上只有I個(gè)出液孔，出液孔上固連一個(gè)噴嘴3，噴嘴與襯套4內(nèi)的活塞5管路相通。上述硬質(zhì)合金摩擦副為ZK30硬質(zhì)合金摩擦副，下盤閥上采用ZL45硬質(zhì)合金盤閥，活塞為YG20硬質(zhì)合金活塞。各牌號(hào)的化學(xué)成分、物理力學(xué)性能及金相組織標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)以下各表:1.各牌號(hào)石蠟工藝混合料化學(xué)成分見(jiàn)表1-3。表1ZK30牌號(hào)石蠟工藝混合料化學(xué)成份標(biāo)準(zhǔn)
權(quán)利要求1.自動(dòng)垂直鉆井工具零件，包括上盤閥總成，下盤閥，噴嘴，襯套，活塞，其特征在于:所述上盤閥總成基體上固連有硬質(zhì)合金摩擦副，硬質(zhì)合金摩擦副與下盤閥端面平面密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)垂直鉆井工具零件，其特征在于:所述硬質(zhì)合金摩擦副焊接在不銹鋼上與上盤閥總成基體采用螺紋和平鍵聯(lián)接壓緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)垂直鉆井工具零件，其特征在于:所述硬質(zhì)合金摩擦副為ZK30硬質(zhì)合金摩擦副，所述下盤閥為ZL45硬質(zhì)合金盤閥，所述活塞為YG20硬質(zhì)合金活塞。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自動(dòng)垂直鉆井工具零件，其包括上盤閥總成，下盤閥，噴嘴，襯套，活塞；所述上盤閥總成基體上固連有硬質(zhì)合金摩擦副，硬質(zhì)合金摩擦副與下盤閥端面平面密封。本實(shí)用新型還根據(jù)鉆井工具不同部位的適用性能要求，優(yōu)選摩擦副為ZK30硬質(zhì)合金摩擦副，下盤閥為ZL45硬質(zhì)合金盤閥，活塞為YG20硬質(zhì)合金活塞。本實(shí)用新型鉆井工具零件，具有抗沖擊、抗沖蝕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐磨損性能的特點(diǎn)，極大的延長(zhǎng)了工具的使用壽命。
文檔編號(hào)E21B7/04GK202937186SQ20122056380
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者陳勇, 時(shí)凱華 申請(qǐng)人:自貢硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司