CN106435119A - 用于钻杆淬火的环管式喷水器 - Google Patents

用于钻杆淬火的环管式喷水器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于钻杆淬火的环管式喷水器，它包括框架、前置环管、中置环管、桥管、引水管、喷嘴和后置环管。所述框架为联体架，小矩形架位于大矩形架一侧，大矩形架内置有序排列的前置环管、中置环管和后置环管，小矩形架上安置引水管。引水管与所有环管相对应的管壁上设有洞口，配对的洞口用桥管连接沟通。本发明在所有环管圆环内壁上均布6～8只径向连接的喷嘴，引水管与外置供水管连接引入的压力水源经桥管进入各自配套的环管，然后从所配的喷嘴喷出，由此构成一族环管共同对内置钻杆外壁作不同方向且同时喷水淬火结构。本发明最重要的是各个截面上从不同方向喷出水的温度和水量一致，此结构有利于内置钻杆得到均匀的淬火质量。

Description

用于钻杆淬火的环管式喷水器
技术领域
本发明涉及一种金属热处理专用器具，具体地讲，本发明涉及一种水冷淬火器具，特别是一种用于石油钻杆淬火的环管式喷水器。
背景技术
石油钻杆是石油钻井主要器材之一，钻井时它直接承载扭矩。为了达到钻井使用要求，本行业制作石油钻杆通常采用高强度合金钢作为母材。高强度合金钢的机械性能只有经合适热处理之后，才能达到预期的强度指标。正常规格的石油钻杆长度达10米左右，属于典型的细长杆件，热处理过程中稍有不慎易发生质量偏差问题，常见质量问题主要有加热后因自重下垂弯曲和淬火质量不均。现有技术在淬火工序中采用集中水柱淬火，该工艺实施条件要求低、易操作，能够达到钻杆整体淬火目的。但是，集中水柱淬火均匀性不够好，横置的钻杆顶面是流动的凉水淬火，而钻杆侧面和底面则有由顺外壁流下来已升温的水淬火，由于水温差别大，钻杆各部淬火质量不一致的问题很突出。这样的质量问题对于海洋钻井和超深钻井用钻杆来说，是达不到配套质量要求的。
发明内容
本发明主要针对现有热处理技术在钻杆淬火时各部水温差别大的问题，提出一种用于钻杆淬火的环管式喷水器，该喷水器结构简单、供水均匀且各部水温一致，淬火质量稳定。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
用于钻杆淬火的环管式喷水器，它包括框架、前置环管、中置环管、桥管、引水管、喷嘴和后置环管。所述框架为两只大小不等且平行相靠的矩形联体架，大矩形架内置一族与钻杆同轴相套并按口径大小顺序排列的前置环管、中置环管和后置环管，小矩形架位于大矩形架一侧，在小矩形架上安置引水管。其改进之处在于：所述前置环管、中置环管和后置环管均为圆环形，其管径和圆环内径由前向后依次分类减小，所有环管圆环内壁上均布6～8只径向面对钻杆的喷嘴。所述引水管为盲管，引水管内侧管壁和相邻前置环管、中置环管、后置环管相对应的管壁上开设洞口，配对的洞口用桥管密封连接，由此构成有序排列的管环共同由引水管供水结构。
作为进一步改进方案，所述前置环管、中置环管和后置环管在结构中各配置至少两只，三种环管的管径和圆环内径由前向后分类依次减小，前置环管管径为φ60～70mm，其圆环内径φ500～600mm，中置环管管径为φ45～55mm，其圆环内径φ400～500mm，后置环管管径为φ25～35mm，其圆环内径φ300～400mm。
作为进一步改进方案，所述喷嘴设有球形接头，最大旋转角40°。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、由一族顺序排列的环管及喷嘴组成集中供水结构较简单，制作容易，使用方便；
2、环管按圆环内径分类顺序减小结构合理，既便于钻杆导入，也符合顺序降温工况；
3、每只环管圆环内均布径向面对钻杆外壁的喷嘴，组成环钻杆外壁同步喷水结构，该结构喷水均匀，而且各个截面上从不同方向喷出的水温和水量相同，有利于被淬火钻杆得到均匀的淬火质量。
附图说明
图1是本发明结构立体示意图。
图2是图1的正面示意图。
图3是图1的俯视示意图。
具体实施方式
下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。
图1所示的用于钻杆淬火的环管式喷水器，它包括框架1、前置环管2、中置环管3、桥管4、引水管5、喷嘴6和后置环管7。所述框架1为两只大小不等且平行相靠的矩形联体架，大矩形架内置一族与钻杆同轴相套并按口径大小顺序排列的前置环管2、中置环管3和后置环管7。小矩形架位于大矩形架一侧，在小矩形架上安置引水管5。所述前置环管2、中置环管3和后置环管7均为圆环形，本实施例用于直径φ180mm钻杆淬火，因工件规格稍大，所配的三种环管各配置3只，共9只环管等间距相隔。为了便于待淬火钻杆导入，前环管2管径和圆环内径最大，中置环管3管径和圆环内径次之，后置环管7管径和圆环内径最小，本实施例中前环管2管径φ60mm，圆环内径φ500mm；中置环管3管径φ45mm，圆环内径400mm；后置环管7管径25mm，圆环内径300mm。本发明除了由前向后依次分类减小配套环管的管径和圆环内径，还在所有环管圆环内壁上均布6只径向面对钻杆外壁的喷嘴6。所述喷嘴6是一种设有球形接头的构件，它可以根据需要在40°范围内调整喷水角度，以期获得更大、更均匀的喷水覆盖面积。所述引水管5是盲管，开口端与外部供水管相连接。引水管5内侧管壁和相邻前置环管2、中置环管3和后置环管7相对应的管壁上开设洞口，配对的洞口用桥管4密封连接，引水管5引入的压力水源经桥管4进入各自配套的环管，并从所配的喷嘴6喷出，由此构成有序排列的一族环管共同对内置钻杆工件外壁作不同方向且同时喷水的淬火结构。本发明最重要的是各个截面上从不同方向喷出水的温度和水量一致，此结构有利于内置钻杆得到均匀的淬火质量。

Claims (3)

1.一种用于钻杆淬火的环管式喷水器，它包括框架（1）、前置环管（2）、中置环管（3）、桥管（4）、引水管（5）、喷嘴（6）和后置环管（7）；所述框架（1）为两只大小不等且平行相靠的矩形联体架，大矩形架内置一族与钻杆同轴相套并按口径大小顺序排列的前置环管（2）、中置环管（3）和后置环管（7），小矩形架位于大矩形架一侧，在小矩形架上安置引水管（5）；其特征在于：所述前置环管（2）、中置环管（3）和后置环管（7）均为圆环形，其管径和圆环内径由前向后依次分类减小，所有环管圆环内壁上均布6～8只径向面对钻杆外壁的喷嘴（6）；所述引水管（5）为盲管，引水管（5）内侧管壁和相邻前置环管（2）、中置环管（3）、后置环管（7）相对应的管壁上开设洞口，配对的洞口用桥管（4）密封连接，由此构成有序排列的管环共同由引水管（5）供水结构。
2.根据权利要求1所述的用于钻杆淬火的环管式喷水器，其特征在于：所述前置环管（2）、中置环管（3）和后置环管（7）在结构中各配置至少两只，三种环管的管径和圆环内径由前向后分类依次减小，前置环管（2）管径为φ60～70mm，其圆环内径φ500～600mm，中置环管（3）管径为φ45～55mm，其圆环内径φ400～500mm，后置环管（7）管径为φ25～35mm，其圆环内径φ300～400mm。
3.根据权利要求1所述的用于钻杆淬火的环管式喷水器，其特征在于：所述喷嘴（6）设有球形接头，最大旋转角40°。
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