一種有利于減小加工難易程度的噴嘴加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有利于減小加工難易程度的噴嘴加工工藝，包括以下步驟：A）毛坯鍛造；B）熱處理；C）機(jī)械加工；所述步驟C）位于步驟B）之前，所述步驟A）中，毛坯采用的材料為45#鋼，鍛造溫度范圍為875℃-1025℃，鍛造熱源采用反射爐；所述步驟B）包括淬火和淬火后的回火；還包括設(shè)置在步驟C）之后的表面硬化步驟D)，所述表面硬化步驟為等離子表面硬化處理；還包括設(shè)置在步驟D）之后的機(jī)械精加工步驟E)。本發(fā)明工藝簡單，通過本工藝可通過選用成本低廉且便于得到的材料，通過合理的工藝得到滿足強(qiáng)度要求的噴嘴，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本工藝加工難度低，有利于提高噴嘴生產(chǎn)效率、減小噴嘴的生產(chǎn)成本和提高噴嘴質(zhì)量。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種石油開采設(shè)備的加工工藝，特別是涉及一種有利于減小加工難易 程度的噴嘴加工工藝。 -種有利于減小加工難易程度的噴嘴加工工藝

【背景技術(shù)】
[0002] 20世紀(jì)40年代末噴射鉆進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)是是有鉆進(jìn)技術(shù)的一場革命，使鉆進(jìn)速度 上了一個臺階。1949年美國首次在鉆頭體上試用小噴嘴，1955年在鉆頭設(shè)計時采用噴嘴組 合系統(tǒng)，從此，噴嘴式鉆頭水力學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，人們認(rèn)識到鉆頭水力參數(shù)是影響機(jī)械鉆速的主 要因素：1973年美國Exxon公司試驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)噴嘴壓降為104MPa時，連續(xù)性射流可以沖擊破 碎70%-80%所鉆巖石，機(jī)械鉆速提高2-3倍；20世紀(jì)80年代末，F(xiàn)low Drill公司研制的雙 通道管柱超高壓射流輔助鉆進(jìn)系統(tǒng)機(jī)械鉆速比常規(guī)鉆井提高1. 2-2. 1倍。由此可見，鉆井 用噴嘴在石油鉆探生產(chǎn)中對鉆井速度的影響發(fā)揮著不可替代的作用。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中噴嘴的工作壓力均為高壓或超高壓，噴嘴的機(jī)械強(qiáng)度為影響噴嘴壽命 的直接因數(shù)。現(xiàn)有技術(shù)中噴嘴的機(jī)械強(qiáng)度除采用高強(qiáng)度材料作為保證外，噴嘴在加工制造 中合理的加工工藝也直接影響到最后產(chǎn)品的性能，進(jìn)一步優(yōu)化噴嘴的加工工藝有利于減小 石油開采設(shè)備的故障率、提高鉆探效率、減小鉆探成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)有技術(shù)中噴嘴的機(jī)械強(qiáng)度除采用高強(qiáng)度材料作為保證外， 噴嘴在加工制造中合理的加工工藝也直接影響到最后產(chǎn)品的性能，進(jìn)一步優(yōu)化噴嘴的加工 工藝有利于減小石油開采設(shè)備的故障率、提高鉆探效率、減小鉆探成本的問題，本發(fā)明提供 了一種有利于減小加工難易程度的噴嘴加工工藝。
[0005] 針對上述問題，本發(fā)明提供的一種有利于減小加工難易程度的噴嘴加工工藝通過 以下技術(shù)要點來達(dá)到發(fā)明目的：一種有利于減小加工難易程度的噴嘴加工工藝，包括以下 步驟： A) 毛坯鍛造； B) 熱處理； C) 機(jī)械加工； 所述步驟C)位于步驟B)之前，所述步驟C)包括在不同車床上順序進(jìn)行的機(jī)械粗加工、 機(jī)械半精加工，所述步驟A)中，毛坯采用的材料為45#鋼，鍛造溫度范圍為875°C -1025°C， 鍛造熱源采用反射爐；所述步驟B)包括淬火和淬火后的回火； 還包括設(shè)置在步驟C)之后的表面硬化步驟D)，所述表面硬化步驟為等離子表面硬化 處理，所述等離子表面硬化處理的參數(shù)為：氬氣的純度為99. 9%以上，氣流量在0. 3-0. 45L/ min之間，電流范圍在55A-58A范圍內(nèi)； 還包括設(shè)置在步驟D)之后的機(jī)械精加工步驟E)。
[0006] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案為： 所述步驟A)中在鍛造之前還包括毛坯預(yù)熱步驟，所述毛坯預(yù)熱步驟為將為室溫的毛坯 加熱至 200°C _350°C。
[0007] 所述步驟B)中淬火溫度范圍為820°C _850°C，淬火采用油冷的快速冷卻方式； 所述回火的火熱溫度范圍為570°C _600°C，且回火溫度保持時間不少于3小時，冷卻方 式為爐冷或沙冷。
[0008] 所述機(jī)械粗加工、機(jī)械半精加工均包夾具和刀具選擇，所述夾具為三抓自定心卡 盤，所述刀具為硬質(zhì)合金車刀和硬質(zhì)合金鏜刀。
[0009] 所述硬質(zhì)合金車刀為可換位車刀。
[0010] 本發(fā)明具有以下有益效果： 1、本發(fā)明工藝簡單，通過將噴嘴的材質(zhì)選取為45#鋼，并針對上述材料通過有限次試 驗得到最佳的鍛造溫度范圍，使得本發(fā)明工藝可通過選用成本低廉且便于得到的材料，通 過合理的工藝得到滿足強(qiáng)度要求的噴嘴，相對于現(xiàn)有技術(shù)，有利于減小噴嘴的生產(chǎn)成本。
[0011] 2、鍛造熱源采用反射爐的工藝設(shè)計，使得本發(fā)明提供的工藝路線便于得到金相組 織規(guī)則的噴嘴，相對于現(xiàn)有噴嘴加工路線，有利于噴嘴的產(chǎn)品質(zhì)量。
[0012] 3、通過設(shè)置的步驟D)，可使得采用本工藝得到的噴嘴表面形成超細(xì)化板條狀馬 氏體組織，且該組織的厚度可達(dá)到0. 40mm，噴嘴表面的硬度值可由通過淬火得到的硬度值 600HV提升至800HV，且通過淬火和步驟D)，噴嘴表面高硬度金相變化均勻，在得到高硬度 表面的同時，采用本工藝制得的噴嘴還具有表面硬化層不易脫落的優(yōu)點。
[0013] 4、相對于現(xiàn)有技術(shù)中采用的熱處理后再進(jìn)行機(jī)械加工的制造工藝，本發(fā)明提供的 工藝將以上兩種工藝順序互換，而噴嘴最后的尺寸通過最終進(jìn)行的步驟E)得以保證，這樣， 消除了由于熱處理形成的噴嘴表面硬化層對機(jī)械加工效率的影響，同時，以上步驟B、）C)、 E)的工序安排，可減小在進(jìn)行步驟C)和E)時對噴嘴表面硬化層的剝離量，有利于噴嘴產(chǎn)品 的質(zhì)量。

【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不僅限于以下 實施例。
[0015] 實施例1 : 一種有利于減小加工難易程度的噴嘴加工工藝，包括以下步驟： A) 毛坯鍛造； B) 熱處理； C) 機(jī)械加工； 所述步驟C)位于步驟B)之前，所述步驟C)包括在不同車床上順序進(jìn)行的機(jī)械粗加工、 機(jī)械半精加工，所述步驟A)中，毛坯采用的材料為45#鋼，鍛造溫度范圍為875°C -1025°C， 鍛造熱源采用反射爐；所述步驟B)包括淬火和淬火后的回火； 還包括設(shè)置在步驟C)之后的表面硬化步驟D)，所述表面硬化步驟為等離子表面硬化 處理，所述等離子表面硬化處理的參數(shù)為：氬氣的純度為99. 9%以上，氣流量在0. 3-0. 45L/ min之間，電流范圍在55A-58A范圍內(nèi)； 還包括設(shè)置在步驟D)之后的機(jī)械精加工步驟E)。
【權(quán)利要求】
1. 一種有利于減小加工難易程度的噴嘴加工工藝，包括以下步驟： A) 毛坯鍛造； B) 熱處理； C) 機(jī)械加工； 其特征在于，所述步驟C)位于步驟B)之前，所述步驟C)包括在不同車床上順序進(jìn)行 的機(jī)械粗加工、機(jī)械半精加工，所述步驟A)中，毛坯采用的材料為45#鋼，鍛造溫度范圍為 875°C -1025°C，鍛造熱源采用反射爐；所述步驟B)包括淬火和淬火后的回火； 還包括設(shè)置在步驟C)之后的表面硬化步驟D)，所述表面硬化步驟為等離子表面硬化 處理，所述等離子表面硬化處理的參數(shù)為：氬氣的純度為99. 9%以上，氣流量在0. 3-0. 45L/ min之間，電流范圍在55A-58A范圍內(nèi)； 還包括設(shè)置在步驟D)之后的機(jī)械精加工步驟E)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有利于減小加工難易程度的噴嘴加工工藝，其特征在 于，所述步驟A)中在鍛造之前還包括毛坯預(yù)熱步驟，所述毛坯預(yù)熱步驟為將為室溫的毛坯 加熱至 200°C _350°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有利于減小加工難易程度的噴嘴加工工藝，其特征在 于，所述步驟B)中淬火溫度范圍為820°C _850°C，淬火采用油冷的快速冷卻方式； 所述回火的火熱溫度范圍為570°C _600°C，且回火溫度保持時間不少于3小時，冷卻方 式為爐冷或沙冷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有利于減小加工難易程度的噴嘴加工工藝，其特征在 于，所述機(jī)械粗加工、機(jī)械半精加工均包夾具和刀具選擇，所述夾具為三抓自定心卡盤，所 述刀具為硬質(zhì)合金車刀和硬質(zhì)合金鏜刀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種有利于減小加工難易程度的噴嘴加工工藝，其特征在 于，所述硬質(zhì)合金車刀為可換位車刀。
【文檔編號】C21D8/00GK104060079SQ201410302472
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】周斌 申請人:成都高普石油工程技術(shù)有限公司