DE2708308A1

DE2708308A1 - Tiefbohrwerkzeugteile und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2708308A1
Application number: DE19772708308
Authority: DE
Inventors: Duane Wesley Wallace
Original assignee: Reed Tool Co Ltd
Current assignee: Camco Drilling Group Ltd
Priority date: 1976-02-27
Filing date: 1977-02-25
Publication date: 1977-09-01
Also published as: AU2267577A; CA1043325A; GB1530864A; DE2708308C3; DE2708308B2; US4043611A; MX147349A; AU502456B2; BR7701170A

Description

betreffend Tiefbohrwerkzeugteile und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft rohrförmige Tiefbohrwerkzeugtale, z.B. Bohrstrangverbindungsstücke, die mit einer Hartmetallauflage versehen sind, Jim sie gegen eine vorzeitige Abnutzung zu schützen und einen übermäßigen Verschleiß der Verrohrung zu verhindern, sowie Verfahren zum Herstellen solcher Werkzeuge bzw. Verbindungsstücke.

Fs ist seit vielen Jahren üblich, Bohrstrangverbindungsstücke, wie sie beim Anlegen von Tiefbohrungen verwendet werden, gegen eine übermäßige Abnutzung ihrer Außenflächen durch Aufbringen einer ringförmigen Hartmetallauflage zu schützen. Ferner ist es bekannt, daß man zu diesem Zweck ein grobkörniges Hartmetall, z.B. gesintertes Wolframkarbid, verwenden kann, daß dieses Material zu einer Steigerung der Verschleißfestigkeit führt, doch daß bei seiner Verwendung eine Abnutzung der Innenfläche der Verrohrung eintreten kann. Als Folge der durch grobkörniges gesintertes Karbidmaterial herbeigeführten Abnutzung ist es häufig erforderlich, kostspielige Instandsetzungsarbeiten durchzuführen oder sogar eine schon teilweise niedergebrachte Tiefbohrung aufzugeben. Auch bei anderen Tiefbohrwerkzeugen wie Stabilisatoren, Schwerstangen, Verbindungsstücken und dergl. ist es üblich, eine Hartmetallauflage vor-

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zusehen; auch in diesen Fällen kann dies zu einer vorzeitigen Abnutzung der Verrohrung führen.

Uer Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rohrförmiges Tiefbohrwerkzeug, z.B. ein Bohrstrangverbindungsstuck, zu schaffen, das sich durch eine besonders hohe Verschleißfestigkeit auszeichnet, jedoch nur eine vernachlässigbar geringe Abnutzung der Verrohrung hervorruft, mit der es während der Dohrsrbeiten zusammenarbeitet, und das zu diesem Zweck auf seiner Außenseite mit einer Auflage versehen ist, durch welche die Abnutzung der Außenfläche verringert wird, wobei gleichzeitig eine übermäßige Abnutzung der Verrohrung vermieden wird. Außerdem soll ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Tiefbohrwerkzeugs geschaffen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist durch die Erfindung ein rohrförmiges Tiefbohrwerkzeug, z.B. in Gestalt eines Bohrstrangverbindungsstücks, geschaffen worden, das mit einer ringförmigen Auflage aus einem grobkörnigen harten Material, z.B. einem gesinterten Wolframkarbid, versehen ist und bei dem diese Auflage einen Überzug aus einem feinkörnigen Hartmetall aufweist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die äußere Auflage aus einem grobkörnigen gesinterten Wolframkarbid mit einem Überzug aus einem feinkörnigen, z.B. durch einen Gießvorgang aufgebrachten Wolframkarbid versehen.

Schließlich ist durch die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Tiefbohrwerkzeuge geschaffen worden, zu dem Maßnahmen gehören, um auf den Verkzeugkörper das grobkörnige Hartmetall aufzuschweißen und dann die Außenfläche der grobkörnigen Hartmetallschicht durch einen Gieß- oder Verschmelzungsvorgang mit einem Überzug aus dem feinkörnigen Hartmetall zu versehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert«

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Die Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäßes ßohrstrangverbindungsstück in einem teilweise als Seitenansicht gezeichneten Längsschnitt.

Das dargestellte Bohrstrangverbindungsstück 10 ist mit einer ringförmigen Hartmetallauflage versehen, durch welche die Verschleißfestigkeit des Verbindungsstücks gesteigert wird und die gleichzeitig gewährleistet, daß die Innenfläche der Verrohrung, in der das Verbindungsstück während der Bohrarbeiten arbeitet, nur in einem minimalen Ausmaß abgenutzt wird.

Zu dem Verbindungsstück 10 gehört ein rohrförmiger Hauptkörper 12, dessen eines Ende 14 dazu bestimmt ist, mit einem ijnde eines Bohrstrangabschnitts verbunden zu v/erden, während das andere Ende 16 mit einem Innengewinde 18 versehen ist, um lösbar mit einem Bohrstrang verbunden werden zu können. Die Gewindebohrung 20 kann mit einem nicht dargestellten, ein Außengewinde aufweisenden Teil eines Bohrstrangs zusammenarbeiten. Alternativ könnte das Verbindungsstück an seinem oberen Ende mit einem Außengewinde versehen sein, um mit einem dazu passenden Innengewinde eines Teils eines Bohrstrangs zusammenarbeiten zu können.

L/as Verbindungsstück 10 ist mit einer ringförmigen Auflage aus einem grobkörnigen Hartmetall versehen, die auf beliebige bekannte V'eise, z.B. durch Aufschweißen, aufgebracht worden sein kann. Die groben festen Teilchen des Hartmetalls werden durch eine Matrix aus legiertem Stahl in ihrer Lage gehalten, die mit der Außenfläche des Hauptkörpers 12 fest verschweißt ist. Bei dem verwendeten Hartmetall handelt es sich vorzugsweise um gesintertes Wolframkarbid.

Ferner ist eine Schicht 24 aus feinkörnigem Hartmetall vorhanden, welche die Außenfläche der ringförmigen Hartmetallauflage 22 im wesentlichen sollständig überdeckt, wie es aus der Zeichnung ersichtlich ist. Die Überzugs- oder Deckschicht 24 besteht vorzugsweise aus feinkörnigem Wolframkarbid, z.B. einem gegossenen Karbid, und sie wird so aufgebracht,daß sie

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z.B. durch einen Verschmelzungsvorgang zu einem festen Bestandteil der grobkörnigen Schicht 22 wird. i)ie Lchicht 2Ί bildet einen harten, glatten Überzug, der die zähere und verschleißfestere Lchicht 22 aus Sinterkarbid überdeckt.

Durch das Aufbringen der feinkörnigen Karbidschicht auf das grobkörnige Karbid bzw. die Hartmetallauflage auf dem Verbindungsstück vird das Verbindungsstück selbst ausreichend gegen Verschleiß geschützt, so daß es bei Tiefbohrarbeiten in einer Verrohrung wiederholt benutzt werden kann, wobei sich gleichzeitig die Abnutzung der Verrohrung verringert. Selbst wenn Teile der deckschicht 24 infolge einer Abnutzung verloren gehen, so daß die harte Auflage 22 freigelegt wird, bleibt eine relativ glatte Arbeitsfläche erhalten, aus der keine Iiartmetallteilchen herausragen, wie es bei der ringförmigen Auflage 22 der Fall sein würde, wenn die Deckschicht 24 nicht vorhanden wäre.

Vie erwähnt, ist die Erfindung auch bei anderen Tiefbohrwerkzeugen anwendbar, z.B. bei Schwerstangen, Stabilisatoren, Verbindungsstücken verschiedener Art sowie anderen Werkzeugen, bei denen ein Teil der Außenfläche mit einer Auflageschicht aus Hartmetall versehen ist. Bei solchen Werkzeugen wird gemäß der Erfindung eine Schicht aus feinkörnigem Volframkarbid aufgebracht, die mindestens einen Teil, jedoch gewöhnlich alle Teile der grobkörnigeren gesinterten Karbid- bzw. Hartmetallauflage überdeckt und damit verschmolzen ist.

Ansprüche;

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

ANSPRÜCHE

1. Tiefbohrwerkzeugteil, wie Bohrstrangverbindungsstück, Vorschweißverbinder o. dgl., mit einem rohrförmigen Hauptkörper und mindestens einer ringförmigen Auflage aus grobkörnigem Hartmetall, die sich in der Umfangsrichtung über die Außenfläche des rohrförmigen Hauptkörpers erstreckt, dadurch gekennzeichnet , daß das grobkörnige Hartmetall in einer Matrix aus legiertem Stahl eingebettet ist, und daß die Auflage

(22) mit einer lückenlosen, feinkörnigen, gegossenen Wolframkarbidschicht (24) vollständig überdeckt ist.

2. Tiefbohrwerkzeugteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es sich bei dem Hartmetall um gesintertes Wolframkarbid handelt.

3. Tiefbohrungswerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage aus grobkörnigem Hartmetall mit der Matrix aus legiertem Stahl verschmolzen ist.

4. Verfahren zum Versehen eines Tiefbohrwerkzeugteiles mit einem rohrförmigen Hauptkörper mit einer harten Auflage aus Hartmetall nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß grobkörniges Hartmetall zusammen mit Stahl auf die Außenfläche des Hauptkörpers unter der Einwirkung einer Wärmemenge aufgebracht wird, die ausreicht, um das Hartmetall und den Stahl mit dem Hauptkörper zu verschweißen, und daß im wesentlichen auf die gesamte Außenfläche des grobkörnigen Hartmetalls und des Stahls eine feinkörnige Hartmetallschicht unter Verwendung einer Wärmemenge aufgebracht wird, die ausreicht, um die feinkörnige Hartmetallschicht mit der Auflage aus Hartmetall und Stahl zu verschweißen.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als das grobkörnige Hartmetall gesin tertes Wolframkarbid verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das grobkörnige Hartmetall mit dem Hauptkörper des Tiefbohrwerkzeugs verschweißt wird und daß die feinkörnige Hartmetallschicht mit der Auflage aus grobkörnigem Hartmetall verschweißt wird. - .-

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