[发明专利]螺杆钻具旁通阀体的阀芯阀座

说明书

本发明公开了一种螺杆钻具旁通阀体的阀芯阀座，属于石油装备技术领域。工艺步骤为：在2Cr13材质的阀芯和阀座加工成型后加热至1020～1080℃并保温，保温时间为1.2～1.8小时，然后用冷却油对保温后的阀芯和阀座快速冷却至室温，然后对冷却至室温后的阀芯和阀座进行回炉保温，保温温度为150～250℃，保温时间为2～5小时，经处理后的阀芯和阀座的整体硬度≥HRC45，使用寿命≥400小时。本发明使阀芯阀座具有良好的耐冲蚀能力，能够总体提高螺杆钻具的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种螺杆钻具旁通阀体的阀芯阀座，属于石油装备技术领域。

背景技术

随着我国石油工业的高速发展你，作为开发勘探油气田的井下动力螺杆钻具的寿命长短，直接影响到油气田的开发速度和经济效益。螺杆钻具(PDM drill)，是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀体进入马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。

旁通阀体作为螺杆钻具的重要部件，其内部的阀芯阀座在高压泥浆的冲蚀下经常出现冲蚀严重的现象，尤其是阀芯阀座的旁通孔部位极易出现损坏。目前常规的阀芯阀座采用普通材料的钢材(如中碳钢)，加工后再进行电镀硬铬层，用以防止高压泥浆的冲蚀，确保抗冲蚀寿命可达到200小时。但是当外层的硬铬层被冲蚀掉后，单纯依靠内部的金属本体(中碳钢)抗冲击能力弱，不能保证旁通阀体的使用寿命，也很难满足日常使用的要求，造成螺杆钻具旁通阀体的整机使用寿命短，工程维修、更换费用居高不下，严重影响日常作业生产。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种螺杆钻具旁通阀体的阀芯阀座，提高阀芯阀座的的耐冲蚀能力，能够总体提高螺杆钻具的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种螺杆钻具旁通阀体的阀芯阀座，阀芯和阀座均为不锈钢材质，在阀芯和阀座加工成型后进行热处理，热处理后的阀芯和阀座的整体硬度≥HRC45；其中热处理步骤为：

步骤A：将不锈钢材质的阀芯和阀座加热至1020～1080℃并保温，保温时间为1.2～1.8小时；

步骤B：用冷却油对保温后的阀芯和阀座快速冷却至室温；

步骤C：对冷却至室温后的阀芯和阀座进行回炉保温，保温温度为150～250℃，保温时间为2～5小时。

本发明技术方案的进一步改进在于：不锈钢材质为2Cr13。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤A中将阀芯和阀座加热至1040～1060℃，保温时间为1.5小时。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤B中的冷却油的成分及重量百分比为：30#机油40～50％、柏油15％～25％、高温抗氧剂4～10％、催冷剂4～8％、光亮剂7～14％。

本发明技术方案的进一步改进在于：高温抗氧剂为烷基对苯二酚或二烷基二硫代磷酸盐或2.6-二叔丁基对甲酚，催冷剂为聚异丁烯或硫酸盐石油磺酸钡，光亮剂为咪唑啉油酸盐或硫磷丁辛基锌盐T202。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤B中的冷却油的温度为20～60℃。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤C中回炉保温采用全纤维台车式燃气保温炉。

本发明技术方案的进一步改进在于：热处理后的阀芯和阀座的整体硬度≥HRC48。

本发明技术方案的进一步改进在于：热处理后的阀芯和阀座的使用寿命≥400小时。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：