[实用新型]钻具螺纹电喷镀仿形阳极装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻具螺纹电喷镀技术，特别涉及电喷镀仿形阳极。其应用于电喷镀对钻具螺纹进行防腐和防磨的防护技术领域，以提高钻具螺纹的防腐和抗磨能力，减少钻具螺纹磨损、腐蚀和粘扣的损坏程度，延长钻具螺纹的使用寿命。

背景技术

钻具是石油钻井施工中传输动力，疏导泥浆的重要工具。钻具与钻具之间大扭矩上卸扣频繁；泥浆介质对钻具螺纹有一定程度的腐蚀，造成钻具螺纹腐蚀和磨损严重，导致大量钻具螺纹需要频繁修复，钻具使用成本增加。多年来，采用石油钻具螺纹的防护技术——螺纹刷镀铜技术，延长钻具使用寿命。螺纹刷镀铜时使用的是仿形石墨阳极。电刷镀铜工作中，仿形石墨阳极需要用绒布包裹。由于包裹了绒布，其阳极扣型角就变成了钝角，阳极与钻具螺纹接触后，螺纹各部位的阴阳极间距发生了变化。因此，刷镀铜后钻具螺纹齿顶、齿侧、齿根部的镀层厚度不均匀，最大厚度差达到20倍。另外，工作中阳极很容易被镀液化学腐蚀，使仿形阳极螺纹消失；包裹的绒布也极易被钻具螺纹磨穿，造成阴阳极短路，刷镀中需要用很多的时间来进行阳极修复和重新包裹，所以钻具刷镀铜的工作效率很低，镀层质量也不均匀。

中国专利公告号CN2081843U，提供了—种“石油钻杆螺纹镀铜设备”，刷镀的阳极就是采用石墨电极。中国专利公告号CN87214882，公开了一种“螺纹刷镀机”，阳极的头部采用的是镀笔。

目前的钻具螺纹防护技术远远不能满足钻井作业现场对钻具螺纹的使用要求，急需研究和开发钻具螺纹刷镀铜的仿形阳极，提高钻具刷镀铜的工作效率和镀层质量。

发明内容

本实用新型的目的在于为钻具螺纹电喷镀技术提供一种使用寿命长、工作效率高、镀层质量好、便于实现电喷镀自动化的钻具螺纹电喷镀仿形阳极。克服现有的钻具螺纹电喷镀阳极扣型角容易变成钝角，螺纹与阴阳极间距发生变化，造成刷镀铜后钻具螺纹齿顶、齿侧、齿根部的镀层厚度不均匀的缺点。

本实用新型采取以下方案实现的：钻具螺纹电喷镀仿形阳极装置，主要由阳极框架、仿形阳极体、后挡板、复位弹簧、弹簧芯轴和前挡板构成。其特征在于：阳极框架为圆型，阳极框架两侧固定有后挡板和前挡板。阳极框架上有2-6个仿形阳极体。仿形阳极体均匀分布在阳极框架上。仿形阳极体由仿形阳极块、摩擦扶正条、进液嘴组成。仿形阳极块和摩擦扶正条外表面有与钻具螺纹啮合的螺纹，摩擦扶正条的外表面高于仿形阳极块的外表面。摩擦扶正条是绝缘体，仿形阳极块是导体。仿形阳极块内有空腔，在仿形阳极体外缘的螺纹表面有16～20个通孔，连通仿形阳极块内的空腔。在仿形阳极体上固定有进液嘴，进液嘴与仿形阳极体内空腔连通。在阳极框架上有仿形阳极块的复位弹簧。在复位弹簧的推动下，仿形阳极体能够沿径向往复移动。电喷镀作业时，钻具螺纹电喷镀仿形阳极钻装置能够在钻具螺纹上作上扣或卸扣往复运动，其运动过程近似于钻具螺纹扣规在钻具螺纹上的旋转扣运动。

阳极框架的外环处均匀分布有仿形阳极体嵌入窗，在其根部有弹簧芯轴固定螺纹孔，两边有止退台阶。

本实用新型钻具螺纹电喷镀仿形阳极装置分为镀内螺纹阳极装置和镀外螺纹仿形阳极装置两种。镀内螺纹阳极装置的复位弹簧在仿形阳极体的内侧，并且仿形阳极块和摩擦扶正条外表面螺纹是与钻具内螺纹啮合的螺纹。镀外螺纹阳极装置的复位弹簧在仿形阳极体的外侧，并且仿形阳极块和摩擦扶正条外表面螺纹是与钻具外螺纹啮合的螺纹。

本实用新型的有益效果是能对钻具螺纹进行快速、高效、高质量的电喷镀，其具有如下特点：

1、钻具螺纹电喷镀仿形阳极装置可以制作多种不同规格的阳极，能适应多种钻具螺纹电喷镀作业。

2、电喷镀作业过程中，仿形阳极体外部不用任何材料包裹，仿形阳极块与钻具螺纹之间有一定的距离，二者没有任何直接接触，但可以相对运动，喷镀时允许使用大电流密度，最大可达600A/μm²。所以，本实用新型电喷镀效率高，是刷镀铜的5～10倍。

3、仿形阳极体上的摩擦扶正条与钻具螺纹接触，在喷镀过程中，摩擦扶正条对镀层进行机械摩擦，起到除去表面附层和细化晶粒的作用。

4、仿形阳极块的螺纹与钻具螺纹能够完全仿形，其各部位的间距相同，所以，采用本使用新型钻具螺纹电喷镀仿形阳极喷镀的钻具螺纹，镀层厚度均匀。

5、本实用新型仿形阳极，配备上适当的循环供液装置和旋转机构，能使钻具螺纹电喷镀工艺实现自动化。

附图说明

图1是本实用新型钻具螺纹电喷镀仿形阳极内螺纹仿形阳极装置结构简图。

图2是图1的剖面示意图。