CN106041257A - 磨、套铣修井工具的制作工艺及胎具 - Google Patents

磨、套铣修井工具的制作工艺及胎具 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种磨、套铣修井工具的制作工艺，首先在待加工胎体上套设胎具，所述胎具的端部设有向轴心延伸的内沿，所述内沿与所述待加工胎体的端面之间留有间隙；将所述待加工胎体及所述胎具预热到堆焊温度后，在所述待加工胎体的端面上涂覆焊剂，开始堆焊打底焊层；将YD硬质合金颗粒在所述间隙内进行水平堆焊；堆焊完成后，将所述胎具拆除，将焊接后的工具进行焊后保温，保温一定时间后冷却，焊接完成。这种焊接方式可以使填充材料在胎具和胎体之间的空隙内流动，使颗粒分布均匀达到水平堆焊的目的，并且上述焊接温度稳定，尽量避免了温度流失，提高了焊接强度及焊接效率，进而提高了工具的冲韧性、耐磨性、使用寿命等指标。本发明同时公开一种磨、套铣修井工具制作用胎具。

Description

磨、套铣修井工具的制作工艺及胎具
技术领域
本发明涉及油田修井作业用磨铣、套铣系列工具，特别涉及磨铣、套铣工具的制作工艺。
背景技术
磨铣和套铣是油田修井作业施工中常用的两个工序。在油田生产过程中，例如井管柱及工具被砂埋或水泥固结、封隔器或桥塞卡死、井下套管变形或错断等情况下，在处理时都需要磨铣和套铣。为了节省成本常规的套铣头及磨鞋通常由普通金属制成的主体与YD合金制成的刀头部焊接而成，但是，由于现有的制作工艺存在问题，导致磨、套铣工具的焊接强度不够，长期工作可能崩落、脱落，使用寿命短,大大增加井下作业的成本。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是磨、套铣工具的焊接强度不够导致使用寿命短的问题，进而提供一种能够提高磨、套铣工具使用寿命的制作工艺。
本发明的磨、套铣修井工具的制作工艺，包括以下步骤：
a.在待加工胎体上套设胎具，所述胎具的端部设有向轴心延伸的内沿，所述内沿与所述待加工胎体的端面之间留有间隙；
b.将所述待加工胎体及所述胎具预热到堆焊温度后，在所述待加工胎体的端面上涂覆焊剂，开始堆焊打底焊层；
c.将YD硬质合金颗粒在所述间隙内进行水平堆焊；
d.将所述胎具拆除，将焊接后的工具进行焊后保温，保温一定时间后冷却，焊接完成。
步骤b中的堆焊温度范围值为650°-680°。
步骤c中，根据待铣削或磨削的施工条件选择所述YD硬质合金的颗粒大小以及不同颗粒大小的堆焊位置。
所述焊后保温的条件：在保温灰内保温2-4小时达到60℃。
步骤b所述的焊剂选择为YD—R溶剂。
步骤a中，在待加工胎体上套设胎具后，将胎具通过夹子固定。
本发明同时公开一种磨、套铣修井工具制作用胎具，其包括套筒本体，所述套筒本体的内壁与待加工胎体的外壁匹配，以及设置于所述套筒本体端部的内沿，所述内沿向所述套筒本体的轴心延伸。
所述胎具由沿轴向剖切的第一半胎具和第二半胎具拼接而成。
所述胎具由耐高温材料制成，所述耐高温材料为石墨化电极。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明磨、套铣修井工具的制作工艺，通过胎具的使用，实现了待焊接胎体与YD硬质合金的水平堆焊，这种方式可以使填充材料在胎具和胎体之间的空隙内流动，使颗粒分布均匀达到水平堆焊的目的，并且这种方式进行堆焊可以使焊接温度稳定，尽量避免了温度流失，提高了焊接强度及焊接效率，进而提高了工具的冲韧性、耐磨性、使用寿命等指标。
2.进一步的，磨、套铣修井工具的制作工艺中，通过堆焊温度及保温温度及时间的控制的控制避免了温度过热的问题，防止锌的挥发，使焊接强度进一步提高。
3.本发明公开的磨、套铣修井工具制作用胎具包括套设在待加工胎体上的套筒本体，以及设置于所述套筒本体端部的内沿，内沿与待加工胎体之间形成间隙，适于进行水平堆焊，上述胎具的使用可以使磨、套铣修井工具的焊接强度及焊接效率得到了大大提高，进而提高了工具的冲韧性、耐磨性、使用寿命等指标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的磨、套铣修井工具的焊接时的结构示意图；
图2为本发明的磨、套铣修井工具制作用胎具的结构示意图；
附图标记说明：
1-待加工胎体，2-胎具，21-内沿，22-套筒本体，3-打底焊层，4-YD硬质合金颗粒，41-微型YD硬质合金的颗粒，42-大型YD硬质合金的颗粒，43-中型YD硬质合金的颗粒。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1、图2，本发明的磨、套铣修井工具的制作工艺，包括以下步骤：
步骤1.清理待加工胎体1，使其被焊表面露出金属光泽，然后在待加工胎体1上套设胎具2；其中，
所述胎具2包括套筒本体21，所述套筒本体22的内壁与待加工胎体1的外壁匹配，以及设置于所述套筒本体22端部的内沿21，所述内沿21向所述套筒本体1的轴心延伸，所述内沿21与所述待加工胎体1的端面之间留有间隙；
在待加工胎体1上套设胎具2后，将胎具2通过夹子进行固定，待加工胎体1则能够在胎具2内绕轴线转动为宜；
步骤2.将所述待加工胎体1及所述胎具2预热到堆焊温度后，在所述待加工胎体1的端面上涂覆焊剂，开始堆焊打底焊层3；其中，焊剂选择为辽宁大石桥永泰硼砂厂生产的精细硼砂粉〈铜焊粉或熔剂301〉,所述堆焊温度范围值为650°-680°，优选为660°-670°。
采用氧-乙炔中性焰使用的气焊焊嘴应比普通气焊碳钢所用的焊嘴大，火焰应用中性和稍偏碳化焰。中性焰焰心应严格控制，不能接触到硬质合金颗粒和工件表面，以免过烧，也就是比普通气焊时焊嘴提的高，切勿忽视。工作场地必须通风良好。以免有害健康。
步骤3.将YD硬质合金颗粒4在所述间隙内进行水平堆焊；根据待铣削或磨削的施工条件选择所述YD硬质合金的颗粒大小以及不同颗粒大小的堆焊位置，例如，如图1所示，在靠近所述待焊接胎体1端部处焊接中型YD硬质合金的颗粒43，在靠近所述胎具2的内壁的周面上焊接大型YD硬质合金的颗粒42，在靠近所述胎具2的内沿以及远离所述所述胎具2的内壁的内周面处焊接微型YD硬质合金的颗粒41，这种布置方式具有耐磨性好，使用寿命更长的优点。
步骤4.将所述胎具2拆除，将焊接后的工具进行焊后保温，保温一定时间后冷却，焊接完成。其中，所述焊后保温的条件：在保温灰内保温2-4小时至60℃。保温后在室温保存，冷却至常温。
待保温后，堆焊层表面呈发亮的金黄色，堆焊层胎体合金与基体金属结合良好铝耐腐蚀处理，合金颗粒排列紧密，且均匀、牢固的焊嵌在胎体金属里。
过热或过烧的标志是：冷却后胎体金属发红，YD硬质合金颗粒露出黑色表面，其后果是合金颗粒的工作性能受损，影响使用寿命。加热不足的标志是：冷却后，呈无光泽的银灰色，胎体与YD硬质合金结合不良，堆焊后的工具运转时整个堆焊层有脱落的危险。
为了方便胎具拆除，本实施方式中，所述胎具2由沿轴向剖切的第一半胎具和第二半胎具拼接而成，焊接时，第一半胎具和第二半胎具拼接为一体，焊接后,依次将第一半胎具和第二半胎具拆除即可。
为了避免焊接时与焊剂熔融导致胎具与胎体无法分离的问题，所述胎具由耐高温材料制成，所述耐高温材料为石墨化电极。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种磨、套铣修井工具的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤
a.在待加工胎体(1)上套设胎具(2)，所述胎具(2)的端部设有向轴心延伸的内沿(21)，所述内沿(21)与所述待加工胎体(1)的端面之间留有间隙；
b.将所述待加工胎体(1)及所述胎具(2)预热到堆焊温度后，在所述待加工胎体(1)的端面上涂覆焊剂，开始堆焊打底焊层(3)；
c.将YD硬质合金颗粒(4)在所述间隙内进行水平堆焊；
d.将所述胎具(2)拆除，将焊接后的工具进行焊后保温，保温一定时间后冷却，焊接完成。
2.根据权利要求1所述的一种磨、套铣修井工具的制作工艺，其特征在于，步骤b中的堆焊温度范围值为650°-680°。
3.根据权利要求1所述的一种磨、套铣修井工具的制作工艺，其特征在于，步骤c中，根据待铣削或磨削的施工条件选择所述YD硬质合金的颗粒大小以及不同颗粒大小的堆焊位置。
4.根据权利要求1所述的一种磨、套铣修井工具的制作工艺，其特征在于，所述焊后保温的条件：在保温灰内保温2-4小时达到60℃。
5.根据权利要求1所述的一种磨、套铣修井工具的制作工艺，其特征在于，
步骤a中，在待加工胎体(1)上套设胎具(2)后，将胎具(2)通过夹子固定。
6.一种磨、套铣修井工具制作用胎具，其特征在于，其包括套筒本体(21)，所述套筒本体(22)的内壁与待加工胎体(1)的外壁匹配，以及设置于所述套筒本体(22)端部的内沿(21)，所述内沿(21) 向所述套筒本体(1)的轴心延伸。
7.根据权利要求7所述的磨、套铣修井工具制作用胎具，其特征在于，所述胎具由沿轴向剖切的第一半胎具和第二半胎具拼接而成。
8.根据权利要求7所述的磨、套铣修井工具制作用胎具，其特征在于，所述胎具由耐高温材料制成，所述耐高温材料为石墨化电极。
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