[发明专利]一种油气钻井钻头专用新型合金的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及油气钻井技术领域，具体涉及一种油气钻井钻头专用新型合金的制备工艺。

背景技术

油气钻井是油气开采中最重要的操作，当前最通用的钻井方法是利用钻头旋转时产生的切削或研磨作用破碎土壤或岩石，在钻头旋转过程中，钻头会受到来自土壤或岩石的巨大摩擦力，现有技术提供的耐磨金属材料，还不能满足油气钻井钻头对耐磨性能的要求，通常需要几天一换，一旦停机更换钻头，往往耗时3-5小时，严重影响钻井效率，增加钻井成本。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种油气钻井钻头专用新型合金的制备工艺，以解决现有技术耐磨材料还不能满足油气钻井钻头对耐磨性能的要求的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种油气钻井钻头专用新型合金的制备工艺，包括以下步骤：

(1)混合处理：将碳化钛50-55％、铁20-25％、锰15-20％、铬5-10％、镍2-3％、钼1-2％、石墨烯0.1-0.2％、硅0.1-0.2％以及稀土0.05-0.1％组成的合金混合物放入加热炉中预热，加热温度到400℃，并保温1h，升温速率不大于20℃/s，然后再加热到650℃，保温2h，升温速率不大于30℃/s，再升温至900℃，升温速率控制在70℃/min，保温40min，然后升温至所有金属或合金熔融，保温3小时，然后水冷至650℃，保温4h，然后再空冷至室温得到粗加工合金；

(2)淬火：混合处理完毕后，将粗加工合金放入热处理炉中加热至1000℃，升温速率大于100℃/s，保温2～3min，然后预冷到850℃，再油冷至200～250℃，保温30min，最后空冷至室温得到淬火合金；

(3)回火：淬火完成后，将淬火合金加热到210～230℃回火，保温2h，再空冷至室温得到回火合金；

(4)冷却处理和喷丸处理：将热处理完后的回火合金放入冷冻箱中深冷至-40～-60℃，冷冻4～5h，冷却处理完毕后进行喷丸处理即得到本发明油气钻井钻头专用新型合金。

作为优选地，合金混合物由如下重量百分比的组分组成：碳化钛55％、铁20％、锰15％、铬6％、镍2％、钼1.5％、石墨烯0.2％、硅0.2％、稀土0.1％。

作为优选地，合金混合物由如下重量百分比的组分组成：碳化钛50％、铁22％、锰18％、铬5％、镍2.7％、钼2％、石墨烯0.1％、硅0.1％、稀土0.1％。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：

本发明提供的合金耐磨性能大大提高，能够不间断使用40-50天，相较于现有技术的几天，耐磨周期提高了三倍以上，从而大大提高了钻井效率。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

实施例1

本实施例提供的油气钻井钻头专用新型合金，由如下重量百分比的组分组成：碳化钛55％、铁20％、锰15％、铬6％、镍2％、钼1.5％、石墨烯0.2％、硅0.2％、稀土0.1％。

本实施例提供的油气钻井钻头专用新型合金的制备方法包括以下步骤：

(1)混合处理：将碳化钛55％、铁20％、锰15％、铬6％、镍2％、钼1.5％、石墨烯0.2％、硅0.2％以及稀土0.1％的合金混合物放入加热炉中预热，加热温度到400℃，并保温1h，升温速率不大于20℃/s，然后再加热到650℃，保温2h，升温速率不大于30℃/s，再升温至900℃，升温速率控制在70℃/min，保温40min，然后升温至所有金属或合金熔融，保温3小时，然后水冷至650℃，保温4h，然后再空冷至室温得到粗加工合金；

(2)淬火：混合处理完毕后，将粗加工合金放入热处理炉中加热至1000℃，升温速率大于100℃/s，保温2～3min，然后预冷到850℃，再油冷至200～250℃，保温30min，最后空冷至室温得到淬火合金；

(3)回火：淬火完成后，将淬火合金加热到210～230℃回火，保温2h，再空冷至室温得到回火合金；

(4)冷却处理和喷丸处理：将热处理完后的回火合金放入冷冻箱中深冷至-40～-60℃，冷冻4～5h，冷却处理完毕后进行喷丸处理即得到本发明油气钻井钻头专用新型合金。

本发明提供的合金耐磨性能大大提高，能够不间断使用40-50天，相较于现有技术的几天，耐磨周期提高了三倍以上，从而大大提高了钻井效率。

实施例2