[发明专利]一种井下工具再制造的方法

说明书

技术领域

本发明涉及井下工具再制造技术，具体地说是一种井下工具再制造的方法。

背景技术

井下工具处在高温、高压、高矿化度的服役环境易受腐蚀，表面形成的凸凹小坑或壁厚变薄都会导致材料机械性能下降，甚至断裂失效。如何修复出现缺陷的井下工具，减少资源浪费，节约成本成为整个采油行业的一大难题。目前，井下工具的再制造方法较为单一，一般是通过重新机加工，去掉表面锈蚀及缺陷，或者酸洗后喷焊合金粉末。存在处理过程中费时费力，且材料内部存在损伤的风险，机加工后井下工具的机械性能仍无法保障；而且酸洗喷焊单价处理费用高，不适宜大批量应用。

关于井下工具的再制造技术，经过检索，没有发现利用本申请的技术方案进行对井下工具表面处理的公开文件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井下工具再制造的方法，强化井下工具表层，防止腐蚀缺陷引起井下工具机械性能下降。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种井下工具再制造的方法，依次包括以下步骤：

对井下工具依次进行酸洗、中和、预热的步骤；

对井下工具进行非金属氮碳渗入工艺的步骤；

对井下工具进行氧化工艺的步骤；

对井下工具进行离子稳定工艺的步骤。

完成井下工具的离子稳定工艺步骤后，再对井下工具进行浸油处理。

所述浸油处理即井下工具放入机械油中进行浸泡15-35min。

所述井下工具为腐蚀深度不超过壁厚5％的井下工具。

对井下工具依次进行酸洗、中和、预热的步骤，具体表现为，对井下工具酸洗时间5-10min；酸洗后对井下工具通过Na₂CO₃溶液中和；中和后井下工具在空气预热炉中预热30-50min，预热温度为350-500℃。

对井下工具进行非金属氮碳渗入工艺的步骤，具体表现为，将井下工具放入非金属氮碳渗入炉，炉温选择范围为550-650℃，时间为1.5-4h后取出，非金属氮碳渗入工艺完成。

对井下工具进行氧化工艺的步骤，具体表现为，将井下工具放入氧化炉，炉温选择范围为350-400℃，时间为30-50min后取出；完成氧化工艺。

对井下工具进行离子稳定工艺的步骤，具体表现为，将井下工具放入离子稳定炉，炉温选择范围170-180℃，时间为20-40min；完成离子稳定工艺。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明中提出的非金属离子渗入的方法具有操作简单、修复后不但能提升井下工具机械性能，还能提高井下工具的防腐、耐磨性能等优点。与已有方法所得产品相比，本发明所修复的井下工具表面非金属与铁的固熔强化明显，提高了井下工具的机械性能，表面的渗层中包含的化合物层具有优良的抗腐蚀性能、防磨性能；与重新机加工操作、酸洗、喷焊合金粉处理相比具备操作简单、处理费用低的优点。

非金属氮碳渗入炉中含活性氮、碳等成分，通过在一定温度下，渗入需修复井下工具的表层；氧化炉中含有氧化剂，可在修复井下工具表层形成致密的氧化膜，提高井下工具的防腐、防磨性能；离子稳定炉中含有有机烷烃类物质，通过低温渗入表层渗层，填充表面疏松孔隙，提高渗层的润滑效果及渗层致密性。

具体实施方式

实施例1：

选取井下工具为φ89mm的油管接箍，所述井下工具为腐蚀深度不超过壁厚5％的井下工具。

对井下工具依次进行酸洗、中和、预热的步骤；具体表现为，对井下工具浸泡在10％的工业盐酸水溶液中酸洗时间5min；酸洗后的井下工具完全浸泡在20％的Na₂CO₃水溶液中，搅拌中和10min；中和后井下工具在空气预热炉中预热30min，预热温度为350℃；

对井下工具进行非金属氮碳渗入工艺的步骤；具体表现为，将井下工具放入非金属氮碳渗入炉，炉温选择范围为550℃，时间为1.5h后取出，非金属氮碳渗入工艺完成。渗层的厚度在20μm；非金属氮碳渗入炉中装有主要成分为氰酸钠，碳酸锂，碳酸钾的渗剂，该渗剂是一种商品，直接购得使用即可，由其提供氮和碳原子，通过渗剂吸附，界面反应，原子扩散，最终形成渗层。