專利名稱：一種石油鉆鋌接頭螺紋表面熱磷化裝置的制作方法
技術領域：
一種石油鉆鋌接頭螺紋表面熱磷化裝置技術領域[0001]本實用新型涉及金屬防護及表面處理技術領域，特別涉及一種石油鉆鋌接頭螺紋表面熱磷化裝置。技術背景[0002]用于石油鉆井中的鉆鋌以螺紋接頭互聯(lián)或與其他鉆井管柱聯(lián)接，這些接頭在承受正常的拉壓力、彎扭力矩、振動沖擊等載荷外，還要承受井下液體(如油液、鉆井液等)和腐蝕性介質(如氏3、0)2等)的腐蝕作用，這種惡劣的工況對聯(lián)接螺紋的壽命、耐磨性、耐腐蝕性等性能提出了較高的要求。磷化處理可提高金屬表面的耐蝕性等性能。經磷化處理的石油鉆桿、油管等鉆具接頭螺紋在耐磨性、耐腐蝕性及壽命等性能方面有明顯的提高，帶來了很好的實際效益。[0003]目前，國內石油鉆鋌接頭螺紋表面的磷化裝置相對較簡陋，主要采用手工涂抹磷化膏或開放式熱磷化槽浸漬方式進行磷化，磷化質量不穩(wěn)定，污染嚴重。前者磷化處理過程不確定因素多，磷化質量難于控制，而后者熱磷化件需在各槽之間頻繁移動，能耗大，熱磷化裝置結構復雜。同時，開放式的各種槽液的清潔維護不便，尤其是磷化液槽，任何污染源的進入，會導致磷化液直接老化，影響磷化液的使用壽命。再者，除清水外，其他功能液體均有一定的腐蝕性甚至含有毒成分，操作人員必須配戴口罩、防酸手套、防護眼鏡、水鞋等才能工作，而加熱時蒸發(fā)的氣體也對環(huán)境造成損害。發(fā)明內容[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種石油鉆鋌接頭螺紋表面熱磷化裝置，具有裝置全封閉、能耗低、結構緊湊、占地面積小、操作簡單可靠的特點ο[0005]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的[0006]一種石油鉆鋌接頭螺紋表面熱磷化裝置，包括磷化池支架17，磷化池支架17與磷化池總成2相連，磷化池總成2的一側與鉆鋌接頭螺紋外封總成3連接，磷化池總成2的另一側與鉆鋌接頭螺紋內堵總成4連接，五組管匯6與磷化池總成2的磷化池20連接，磷化池 20安裝有傳感器5-1，壓縮空氣罐7通過電磁閥Kll與鉆鋌接頭螺紋外封總成3連接；電磁閥K1、電磁閥K6、泵Pl和脫脂除銹液罐8通過管匯6與第一組管匯連接孔23和排除閥安裝孔沈連接組成脫脂除銹液循環(huán)回路；電磁閥K2、電磁閥K7、泵P2和清水罐9通過管匯6 與第二組管匯連接孔23和排除閥安裝孔沈連接組成清水循環(huán)回路；電磁閥K3、電磁閥K8、 泵P3和表調液罐10通過管匯6與第三組管匯連接孔23和排除閥安裝孔沈連接組成表調液循環(huán)回路；電磁閥K4、電磁閥K9、泵P4和磷化液罐11通過管匯6與第四組管匯連接孔23 和排除閥安裝孔26連接組成磷化液循環(huán)回路；電磁閥K5、電磁閥K10、泵P5和鈍化液罐12 通過管匯6與第五組管匯連接孔23和排除閥安裝孔沈連接組成鈍化液循環(huán)回路；脫脂除銹液罐8、清水罐9、表調液罐10、磷化液罐11和鈍化液罐12的內部均安裝有攪拌器14，外部均安裝有傳感器5-2和加熱器13，傳感器5-1、傳感器5-2、加熱器13、攪拌器14、電磁閥 Kl Kll和泵Pl P5均連接到PLC控制器16，組成裝置控制系統(tǒng)。[0007]所述的鉆鋌接頭螺紋外封總成3包括外封氣囊進氣口 27，外封氣囊進氣口 27與外封氣囊四內腔相通，通過螺紋與外封盒觀連接固定；外封氣囊排氣閥30與外封氣囊四內腔相通，通過螺紋與外封盒觀連接固定；外封盒觀依次與外封盒密封圈31、外封盒擋板 32緊貼并用螺栓通過外封盒連接座21與磷化池20連接；外封氣囊四置于外封盒28中， 外封氣囊四外壁用膠與外封盒觀內壁粘連固定；鉆鋌1置于外封氣囊四中。[0008]所述的鉆鋌接頭螺紋內堵總成4包括內堵骨架39，內堵骨架39緊貼內堵骨架密封圈38置于內堵總成安裝孔25中，用堵骨架墊片37和內堵骨架鎖緊螺母36將內堵骨架39 固定于磷化池20上；內堵拉桿44置于內堵骨架39的內孔中，用內堵拉桿固定螺母35將其固定在內堵骨架39上；內堵拉桿44與內堵拉桿固定螺母35通過螺紋連接；內堵拉桿44 一側分別安裝內堵拉桿轉臂34和內堵操作手柄33 ；內堵膠囊40內孔置于內堵骨架39另一側，依次用內堵膠囊壓緊環(huán)41、內堵膠囊傳力環(huán)42、內堵拉桿彈性擋圈43將其固定在內堵骨架39上。[0009]本實用新型主要是克服當前石油鉆鋌接頭螺紋表面熱磷化工藝手段及設備的缺陷，其特點包括[0010]一磷化池用于放置鉆鋌接頭螺紋部分，以便進行磷化處理；[0011]一鉆鋌外封總成安裝于磷化池的一側，實現(xiàn)在磷化過程中鉆鋌外壁的密封；[0012]一鉆鋌內堵總成安裝于磷化池的另一側，實現(xiàn)磷化過程中鉆鋌內孔的封堵；[0013]一組電磁閥門及泵通過管路、磷化池與各種功能液體罐進行聯(lián)接，形成封閉循環(huán)系統(tǒng)；[0014]一除渣裝置與磷化液循環(huán)通道的回路相連，用于去除磷化過程中產生的磷化渣；[0015]一組功能液體罐用于盛裝各種功能液體，便于液體維護與控制；[0016]一基于PLC控制器的控制裝置實現(xiàn)對磷化裝置電磁閥、泵、加熱器、攪拌器等的自動控制及功能液體溫度、液位的自動測量。[0017]本實用新型具有以下特點及優(yōu)點[0018]裝置全封閉，能耗低，結構緊湊，占地面積小，操作簡單可靠；磷化過程中各種工藝液體連續(xù)循環(huán)，磷化液不易被污染，使用壽命相應延長，提高藥品利用率，降低工藝運作成本，磷化效率高，質量可靠；對環(huán)境及操作人員無損害；采用PLC控制器實現(xiàn)裝置中加熱器、 電機、閥門等的自動控制控制，自動化程度高；通過改變PLC梯形圖程序，可適應不同的磷化工藝，靈活方便，有利于磷化工藝的優(yōu)化設計；更換外封、內堵總成，可適應不同內、外徑尺寸的石油井下工具接頭螺紋表面的熱磷化處理。


[0019]圖1是本實用新型平面的原理結構圖。[0020]圖2是本實用新型機械主體部分的結構圖。 圖3是磷化池20的結構原理圖。[0022]圖4是鉆鋌接頭螺紋外封總成3的結構原理圖。[0023]圖5是鉆鋌接頭螺紋內堵總成4的結構原理圖。
具體實施方式
[0024]
以下結合附圖對本實用新型的結構原理和工作原理作詳細敘述。[0025]本實用新型按照常用石油鉆鋌尺寸規(guī)格NC50 70為基礎。[0026]參照圖1、圖2和圖3，一種石油鉆鋌接頭螺紋表面熱磷化裝置，包括磷化池支架 17，磷化池支架17通過磷化池連接耳座19用螺栓與磷化池總成2相連，磷化池總成2的一側通過外封盒連接座21用螺栓與鉆鋌接頭螺紋外封總成3連接，磷化池總成2的另一側通過內堵總成安裝孔25與鉆鋌接頭螺紋內堵總成4連接，五組管匯6通過五組管匯連接孔23 與磷化池20連接，磷化池20通過子母扣與磷化池蓋22連接，磷化池20通過檢測傳感器安裝孔M安裝有傳感器5-1，五組管匯6由管匯支架18支撐，管匯支架18用螺栓與磷化池支架17連接，壓縮空氣罐7通過電磁閥Kll與鉆鋌接頭螺紋外封總成3連接，操作電磁閥 Kl 1，利用壓縮空氣罐7中的壓縮氣體實現(xiàn)對鉆鋌1的外壁封堵；電磁閥Kl、電磁閥K6、泵Pl 和脫脂除銹液罐8通過管匯6與第一組管匯連接孔23和排除閥安裝孔沈連接組成脫脂除銹液循環(huán)回路；電磁閥K2、電磁閥K7、泵P2和清水罐9通過管匯6與第二組管匯連接孔23 和排除閥安裝孔26連接組成清水循環(huán)回路；電磁閥K3、電磁閥K8、泵P3和表調液罐10通過管匯6與第三組管匯連接孔23和排除閥安裝孔沈連接組成表調液循環(huán)回路；電磁閥K4、 電磁閥K9、泵P4和磷化液罐11通過管匯6與第四組管匯連接孔23和排除閥安裝孔沈連接組成磷化液循環(huán)回路，磷化液循環(huán)回路上設置有磷化渣裝置15，用于除渣；電磁閥K5、電磁閥K10、泵P5和鈍化液罐12通過管匯6與第五組管匯連接孔23和排除閥安裝孔沈連接組成鈍化液循環(huán)回路；脫脂除銹液罐8、清水罐9、表調液罐10、磷化液罐11和鈍化液罐12 的內部均安裝有攪拌器14，外部均安裝有傳感器5-2和加熱器13，傳感器5-1、傳感器5-2、 加熱器13、攪拌器14、電磁閥Kl Kll和泵Pl P5均連接到PLC控制器16，組成裝置控制系統(tǒng)。[0027]參照圖4，所述的鉆鋌接頭螺紋外封總成3包括外封氣囊進氣口 27，外封氣囊進氣口 27與外封氣囊四內腔相通，通過螺紋與外封盒觀連接固定；外封氣囊排氣閥30與外封氣囊四內腔相通，通過螺紋與外封盒觀連接固定；外封盒觀依次與外封盒密封圈31、外封盒擋板32緊貼并用螺栓通過外封盒連接座21與磷化池20連接；外封氣囊四置于外封盒觀中，外封氣囊四外壁用膠與外封盒觀內壁粘連固定；鉆鋌1置于外封氣囊四中。[0028]參照圖5，所述的鉆鋌接頭螺紋內堵總成4包括內堵骨架39，內堵骨架39緊貼內堵骨架密封圈38置于內堵總成安裝孔25中，用堵骨架墊片37和內堵骨架鎖緊螺母36將內堵骨架39固定于磷化池20上；內堵拉桿44置于內堵骨架39的內孔中，用內堵拉桿固定螺母35將其固定在內堵骨架39上；內堵拉桿44與內堵拉桿固定螺母35通過螺紋連接；內堵拉桿44 一側分別安裝內堵拉桿轉臂34和內堵操作手柄33 ；內堵膠囊40內孔置于內堵骨架39另一側，依次用內堵膠囊壓緊環(huán)41、內堵膠囊傳力環(huán)42、內堵拉桿彈性擋圈43將其固定在內堵骨架39上。[0029]本實用新型的工作原理為[0030](1)液體準備檢查脫脂除銹液、表調液、磷化液、鈍化液等相關技術參數(shù)是否符合熱磷化工藝要求，如果不符合，應進行調節(jié)，直至達到標準為止，加熱并保溫至規(guī)定溫度。[0031](2)鉆鋌安裝操作磷化池支架17，調整磷化池20的位置，即外封盒28中心孔軸線的位置高度，將鉆鋌1接頭置入磷化池20中，打開電磁閥K11，驅動外封氣囊四，對鉆鋌 1實現(xiàn)外封。順時針旋轉內堵操作手柄33，使得內堵拉桿44向右移動，內堵膠囊40壓縮向外突出變形，實現(xiàn)鉆鋌1內孔封堵，其余各電磁閥處于常閉狀態(tài)。[0032](3)脫脂除銹打開電磁閥K1、電磁閥K6，開啟泵Pl向磷化池20注入處理液，待磷化池20充滿后，電磁閥K6打開，使得處理液連續(xù)循環(huán)地對鉆鋌接頭進行脫脂除銹處理； 3 8分鐘后，關閉泵P1、電磁閥K1、待磷化池20排空后，關閉電磁閥K6 ；[0033](4)水洗打開電磁閥K2，開啟泵P2對脫脂后的接頭螺紋進行清洗，待磷化池20 充滿后，電磁閥K7打開，循環(huán)清洗3分鐘后，關閉泵P2、電磁閥K2，待磷化池20空后，關閉電磁閥K7 ；[0034](5)表面調整打開電磁閥K3，開啟泵P3對清洗后的接頭螺紋進行表面調整，待磷化池20充滿后，電磁閥K8打開，循環(huán)處理1分鐘后，關閉泵P3、電磁閥K3，待磷化池20排空后，關閉電磁閥K8 ；[0035](6)水洗打開電磁閥K2，開啟泵P2對表面調整后的接頭螺紋進行清洗，待磷化池 20充滿后，電磁閥K7打開，循環(huán)清洗3分鐘后，關閉泵P2、電磁閥K2，待磷化池20排空后， 關閉電磁閥K7 ；[0036](7)磷化打開電磁閥K4，開啟泵P4對清洗后的接頭螺紋進行磷化，待磷化池20 充滿后，電磁閥K9打開，循環(huán)處理15分鐘左右后，關閉泵P4、電磁閥K4，待磷化池20排空后，關閉電磁閥K9 ；磷化過程中形成的磷化渣由磷化渣裝置15處理排除；[0037](8)水洗打開電磁閥K2，開啟泵P2對磷化后的接頭螺紋進行清洗，待磷化池20 充滿后，電磁閥K7打開，循環(huán)清洗3分鐘后，關閉泵P2、電磁閥K2，待磷化池20排空后，關閉電磁閥K7 ；[0038](9)鈍化打開電磁閥K5，開啟泵P5對清洗后的接頭螺紋進行封閉處理，待磷化池 20充滿后，電磁閥KlO打開，連續(xù)處理1分鐘后，關閉泵P5、電磁閥K5，待磷化池20排空后， 關閉電磁閥KlO ；[0039](10)水洗打開電磁閥K2，開啟泵P2對鈍化后的接頭螺紋進行清洗，待磷化池20 充滿后，電磁閥K7打開，循環(huán)清洗5分鐘后，關閉泵P2、電磁閥K2，待磷化池20排空后，關閉電磁閥K7 ；[0040](11)干燥關閉電磁閥K11，釋放外封氣囊四內的氣體，逆時針旋轉內堵操作手柄 33，使得內堵拉桿44向左移動，內堵膠囊40恢復變形，松開內堵，將鉆鋌退出磷化池20，置于空氣中干燥。[0041]以上具體實施方式
只為說明本實用新型專利的技術構思和特點，其目的在于讓熟悉或具體應用此項技術的人士能夠了解本實用新型專利的內容并予以實施，并不能以此限制本實用新型專利的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型專利精神實質所作的等效變化或修飾， 都應涵蓋在本實用新型專利的保護范圍之內。[0042]圖中1、鉆鋌；2、磷化池總成；3、鉆鋌接頭螺紋外封總成；4、鉆鋌接頭螺紋內堵總成；5-1和5-2、傳感器；6、管匯；7、壓縮空氣罐；8、脫脂除銹液罐；9、清水罐；10、表調液罐； 11、磷化液罐；12、鈍化液罐；13、加熱器；14、攪拌器；15、磷化渣裝置；16、PLC控制器；17、 磷化池支架；18、管匯支架；19、磷化池連接耳座；20、磷化池；21、外封盒連接座；22、磷化池蓋；23、管匯連接孔；24、檢測傳感器安裝孔；25、內堵總成安裝孔；26、排除閥安裝孔；27、外封氣囊進氣口 ；28、外封盒；29、外封氣囊；30、外封氣囊排氣閥；31、外封盒密封圈；32、外封盒擋板；33、內堵操作手柄；34、內堵拉桿轉臂；35、內堵拉桿定位螺母；36、內堵骨架鎖緊螺母；37、內堵骨架墊片；38、內堵骨架密封圈；39、內堵骨架；40、內堵膠囊；41、內堵膠囊壓緊環(huán)；42、內堵膠囊傳力環(huán)；43、內堵拉桿彈性擋圈；44、內堵拉桿，Kl Kll為電磁閥，Pl P5為泵。
權利要求1.一種石油鉆鋌接頭螺紋表面熱磷化裝置，其特征在于，包括磷化池支架(17)，磷化池支架(17)與磷化池總成(2)相連，磷化池總成(2)的一側與鉆鋌接頭螺紋外封總成(3) 連接，磷化池總成( 的另一側與鉆鋌接頭螺紋內堵總成(4)連接，五組管匯(6)與磷化池總成O)的磷化池00)連接，磷化池OO)安裝有傳感器(5-1)，壓縮空氣罐(7)通過電磁閥Kll與鉆鋌接頭螺紋外封總成(3)連接；電磁閥K1、電磁閥K6、泵Pl和脫脂除銹液罐⑶ 通過管匯(6)與第一組管匯連接孔和排除閥安裝孔06)連接組成脫脂除銹液循環(huán)回路；電磁閥K2、電磁閥K7、泵P2和清水罐(9)通過管(6)與第二組管匯連接孔和排除閥安裝孔06)連接組成清水循環(huán)回路；電磁閥K3、電磁閥K8、泵P3和表調液罐(10)通過管匯(6)與第三組管匯連接孔和排除閥安裝孔06)連接組成表調液循環(huán)回路；電磁閥K4、電磁閥K9、泵P4和磷化液罐(11)通過管匯(6)與第四組管匯連接孔03)和排除閥安裝孔06)連接組成磷化液循環(huán)回路；電磁閥K5、電磁閥K10、泵P5和鈍化液罐(1 通過管匯(6)與第五組管匯連接孔和排除閥安裝孔06)連接組成鈍化液循環(huán)回路；脫脂除銹液罐⑶、清水罐(9)、表調液罐(10)、磷化液罐(11)和鈍化液罐(1 的內部均安裝有攪拌器(14)，外部均安裝有傳感器(5- 和加熱器(13)，傳感器(5-1)、傳感器(5-2)、加熱器(13)、攪拌器(14)、電磁閥Kl Kll和泵Pl P5均連接到PLC控制器(16)，組成裝置控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種石油鉆鋌接頭螺紋表面熱磷化裝置，其特征在于，所述的鉆鋌接頭螺紋外封總成C3)包括外封氣囊進氣口(27)，外封氣囊進氣口 (XT)與外封氣囊 (29)內腔相通，通過螺紋與外封盒08)連接固定；外封氣囊排氣閥(30)與外封氣囊09) 內腔相通，通過螺紋與外封盒08)連接固定；外封盒08)依次與外封盒密封圈(31)、外封盒擋板(3 緊貼并用螺栓通過外封盒連接座與磷化池00)連接；外封氣囊09)置于外封盒08)中，外封氣囊09)外壁用膠與外封盒08)內壁粘連固定；鉆鋌(1)置于外封氣囊09)中。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種石油鉆鋌接頭螺紋表面熱磷化裝置，其特征在于，所述的鉆鋌接頭螺紋內堵總成(4)包括內堵骨架(39)，內堵骨架(39)緊貼內堵骨架密封圈 (38)置于內堵總成安裝孔05)中，用堵骨架墊片(37)和內堵骨架鎖緊螺母(36)將內堵骨架(39)固定于磷化池00)上；內堵拉桿04)置于內堵骨架(39)的內孔中，用內堵拉桿固定螺母(3 將其固定在內堵骨架(39)上；內堵拉桿04)與內堵拉桿固定螺母(35)通過螺紋連接；內堵拉桿G4) —側分別安裝內堵拉桿轉臂(34)和內堵操作手柄(33)；內堵膠囊GO)內孔置于內堵骨架(39)另一側，依次用內堵膠囊壓緊環(huán)G1)、內堵膠囊傳力環(huán) (42)、內堵拉桿彈性擋圈將其固定在內堵骨架(39)上。
專利摘要一種石油鉆鋌接頭螺紋表面熱磷化裝置，包括磷化池總成，磷化池總成的一側與鉆鋌接頭螺紋外封總成連接，另一側與鉆鋌接頭螺紋內堵總成連接，五組管匯連接有五組回路，五組回路中的傳感器、加熱器、攪拌器、電磁閥和泵均連接到PLC控制器，將鉆鋌接頭置入磷化池中，五組回路對此實現(xiàn)除銹、水洗、磷化、鈍化、干燥等工藝處理過程，本實用新型具有裝置全封閉、能耗低、結構緊湊、操作簡單、自動化控制、磷化效率高的特點。
文檔編號C23C22/07GK202246866SQ20112032215
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權日2011年8月30日
發(fā)明者張利民, 彭勇, 段正勇, 閆文輝 申請人:山西湯榮海隆鉆具有限公司, 西安石油大學