[发明专利]基于激光熔覆对石油钻井钻头的表面强化及再制造装置

说明书

本发明所述一种基于激光熔覆对石油钻井钻头的表面强化及再制造装置，控制面板分别与X/Y工作台和X/Y移动轴连接，氩气和激光控制柜同时与激光、惰性气体、合金粉末出口连接，激光、惰性气体、合金粉末出口与六轴机械手连接，X/Y工作台上设有待表面强化或破损钻头。本装置使得钻头表面具有较高的抗冲击性、强度、初性、耐磨性，大大增加了其使用寿命，是之前的2‑3倍。通过金相分析，熔覆层具有良好的内部组织结构，无气泡、缩孔、裂纹等缺陷。通过本发明，大大降低了生产成本，提高工作效率，实现废品再制造，有效的节约控制了生产材料的浪费。

技术领域

本发明涉及石油装备技术领域，特别涉及一种基于激光熔覆对石油钻井钻头的表面强化及再制造。

背景技术

原油劣质化及加工高参数化使石油钻井钻头工况越来越恶劣，使其长期接受高负荷并在高温、高压、高腐蚀下运行，腐蚀失效提早出现，大大减少了使用年限，带来多方面的损失。我国各炼化企业主动寻求炼油钻头的腐蚀对策，在材料防腐蚀、腐蚀监测、材料升级等维度不断努力，同时取得阶段效果。

但是由于原有酸值不断攀升、防腐工艺不当、材质提升改造不充分、腐蚀监测效果不佳等因素，钻头因腐蚀失效导致的频繁泄露日益增多，常常引发着火甚至闪爆等、带来了巨大危害及经济损失。近年来炼油行业原油高酸值趋势明显，钻头的环烷酸腐蚀日趋严重，使得加工高酸原油需采取的技术对策就显得尤为重要，其对炼化企业的钻头生产安全、原油采购成本的降低具有重大意义。

目前普遍应用的方法是选择适当的高性能合金材料来控制腐蚀，但是高昂的材料成本大大增加了炼油钻头的建造及改造成本，而传统的熔覆工艺方法由于成形不稳定、熔覆效率低、稀释率大、劳动强度大、冶金结合不佳等因素无法大规模应用。

发明内容

本发明的目的是对低抗蚀金属材料表面运用先进的激光熔覆技术实施表面改性，以改善原油酸值不断升高而导致的开采石油钻井钻头日趋严重的环烷酸腐蚀问题；同时对已经残损的钻头表面进行再制造。

为解决上述技术问题，本发明是按如下方式实现的：

一种基于激光熔覆对石油钻井钻头的表面强化及再制造装置，包括六轴机械手(1)、激光、惰性气体、合金粉末出口(2)、氩气(3)、X/Y工作台(4)、待表面强化或破损钻头(5)、X/Y移动轴(6)、控制面板(7)、激光控制柜(8)；

所述控制面板(7)分别与所述X/Y工作台(4)和所述X/Y移动轴(6)连接，所述氩气(3)和所述激光控制柜(8)同时与激光、惰性气体、合金粉末出口(2)连接，所述激光、惰性气体、合金粉末出口(2)与所述六轴机械手(1)连接，所述X/Y工作台(4)上设有所述待表面强化或破损钻头(5)；

所述待表面强化或破损钻头(5)包括钻头胎体(21)、切削齿(22)、刀翼(23)。

本发明的积极效果是：本装置使得钻头表面具有较高的抗冲击性、强度、初性、耐磨性，大大增加了其使用寿命，是之前的2-3倍。

通过金相分析，熔覆层具有良好的内部组织结构，无气泡、缩孔、裂纹等缺陷。

通过本发明，大大降低了生产成本，提高工作效率，实现废品再制造，有效的节约控制了生产材料的浪费。

附图说明

图1发明所述装置的结构示意图。

图2为石油钻井新品钻头示意图。

图3为石油钻井新钻头表面强化后示意图。

图4为石油钻井残损钻头示意图。

图5为石油钻井残损钻头修复后示意图。

图6为激光熔覆石油钻井钻头工作原理图。