石油钻杆表面合金增材设备技术方案.docxVIP

石油钻杆耐磨带增材设备技术方案2017-2-17 前言石油钻杆接头耐磨带以其一定的耐磨性和减磨性， 保护钻杆接头和套管免遭强烈的磨损，在深井钻井、大位移井钻井和大斜度井钻井工程中获得了推广应用，钻杆接头耐磨带的作用是利用自身及其耐磨性，将钻杆外壁和套管内壁隔离，使钻杆不与套管壁或井壁直接接触，以保护钻杆接头和套管免遭强烈的磨损。然而，实际情况并不简单，耐磨带的出现，将钻杆接头与套管内壁接触摩擦，转换为耐磨带与套管内壁的接触摩擦。它们之间的摩擦磨损，不仅取决于两个接触体材料的特性及其匹配行为，同时还受到钻井过程中诸多因素的影响。自从耐磨带技术问世以来，随着现场应用中出现问题的逐步克服，新型耐磨带专用堆焊材料不断被推出，耐磨带的材料品种已经发生了质的变化。为了提高钻杆接头的耐磨性，就出现了钻杆接头耐磨带，所谓的钻杆接头耐磨带就是为了保护钻杆在钻井过程中不至于过度磨损，采用等离子（高能束）堆焊、喷焊方式将耐磨焊丝（粉）沿钻杆接头圆周方向堆焊、喷焊，加工宽约30-50mm，厚2-3mm的环形带，此环形带及称之为钻杆接头耐磨带。钻杆接头耐磨带因其具有优于钻杆接头本身的耐磨性能，同时能够降低对套管的磨损的优点，从而对解决钻杆与套管的磨损这一问题起到关键性的作用。 堆焊、喷焊作为现代材料加工与制造业中一种重要的制造和维修方法，常用来提高钻杆接头的使用寿命，降低钻杆接头耐磨带制造成本。人们研制出多种材质的合金粉末或药芯焊丝，给钻杆接头耐磨带带来较好的耐磨性和耐腐蚀性。同时,研制出的高硬度耐磨合金体系堆焊层还可用于其它工业部门中的耐磨零件的修复与制造。第一章：高能离子束增材介绍介绍定义：　　高能离子束增材的英文简称是HPM。它是利用离子束喷枪的钨极作为电流的负极和基体作为电流的阳极之间产生的高能离子束作为热能，并将热能转移给被增材的工件基体，并向该热能区域送入合金粉末材料，使其熔化后沉积在被增材工件基体表面的新型涂层加工工艺。技术优势：　　高能离子束增材最显著的优点就是其热影响区小，对基体的热影响小，稀释率低，使得工件在增材过程中变形小；其次，离子束主弧可精确调节，工艺可控性强，可从事精巧及异性工件的增材作业，能够加工较小的工件；第三，弧柱温度高，能量密度大，集中，熔透能力强，可以高速施焊，生产率高。1、增材合金层与工件基体呈冶金结合，结合强度高；2、增材效率高，稀释率低；稀释率可控制在5%一8%或更低。3、新合金层组织致密，成型美观；堆焊过程易实现机械化、自动化；4、设备操作简便，可实现大规模制造生产，维护简单，成本较低；5、离子束温度高、能量集中、稳定性好，在工件上引起的残余应力和变形小。6、可控性好。可以通过改变功率、改变气体的种类、流量及喷嘴的结构尺寸来调节离子束的气氛、温度等电弧参数，从而实现高效自动化生产，提高劳动生产率。第二章：高能离子束增材设备结构结构部件功能介绍1高能离子束电源是整机能量动力的来源。采用纯正高能离子束电源，可与国外电源相媲美。设备稳定性高，能耗小，结构排列合理，减少干扰。电源、转换电路、控制电路、输出电路、保护电路等重要配件采用国内外一线等品牌电子原件，以确保增加设备使用寿命。目前公司又研发出新型脉冲微束离子束增材电源，在薄管，薄板的增材工艺中，减小了热输出比，使工件的变形量与传统的离子束相比降低了40％。2高能离子束喷枪是整机在工作过程中的最终能量输出端。完全自主研发，内部结构进行了多次革新优化，不易堵粉，连续长时间工作，离子束压缩能力强，拆卸方便，维修维护成本低。第三代内孔枪已经做到60mm孔径的工件，国际领先。驰迈科技喷枪分为手动、自动、内孔、微束喷枪几大类。3自动送粉器是整机的耗材输送端。自动送粉器做到大容量，连续工作不停机工作，粉桶可装50公斤粉末，控制信号除了可以连接传统的CNC系统，现在已经完全连接到机器人示教器界面上，实现与机器人统一程序进行操作，实时控制。在原有的送粉桶基础上加大3倍体积容量。结构优化。4高效水循环装置为整机提供恒温、恒流、恒压的水冷却设备。将一定量的水注入机器的内部水箱，通过冷水机制冷系统将水冷却，而后有机器内部的水泵将低温冷冻的水注入需要冷却的设备内，冷冻水将喷枪内部的热量带走，将高温的热水再次回流到水箱进行降温，如此循环交换冷却，达到为喷枪冷却的作用。时整机中较为重要的循环流程，其动力不足可导致喷枪烧坏，停机等故障。驰迈采用2~3匹的高效水冷循环装置，大大提升了喷枪的使用寿命。5数控加工系统为整机提供自动加工执行的自动化机构。驰迈所采用的是专业焊接及堆焊数控编程加工系统，其功能满足五轴联动加工，储存量大，操作简便，故障率低，公司也可根据贵司的实际情况，在原有的数控车床加工系统的基础上进行结构改造融合，满足石油接箍等工件的自动化增材加工。数