[实用新型]一种具有激光熔覆层的防喷器

说明书

本实用新型一种具有激光熔覆层的防喷器，属于石油设备技术领域，包括壳体，壳体内具有供井液或套管通过的通径及内腔，内腔环绕设置在壳体通径外围或与通径相贯，关键在于：所述壳体的内腔及通径表面、其余零部件的易腐蚀表面通过激光熔覆工艺堆焊有激光熔覆层。该类防喷器，采用激光熔覆技术，在易腐蚀部位堆焊激光熔覆层，焊接效率高，焊接表面质量好，提高了防喷器的防腐、防硫、耐磨能力和加工效率。

技术领域

本实用新型属于石油设备技术领域，涉及防喷器，具体涉及将与井液接触部位进行激光熔覆处理的防喷器。

背景技术

作为最重要的井控设备，防喷器主要有闸板防喷器和环形防喷器两种形式。闸板防喷器主要由壳体、侧门、闸板、闸板轴、钢圈等组成，闸板钢圈在壳体内腔中，侧门设置在壳体两侧，闸板轴连接在闸板上，用于推动闸板运动以封闭或打开井口。在钻井过程中，壳体内腔、通径、壳体与侧门的接触面及接触面上开设的钢圈槽、闸板、闸板轴和活塞轴会与井液、含高浓度H2S的腐蚀性介质、高压气流、液压油等接触，造成腐蚀和磨损，甚至会开裂、脆断，出现严重事故。环形防喷器主要包括壳体、壳体上的顶盖及设置在壳体和顶盖内腔中的活塞、胶芯及钢圈。在钻井过程中，壳体的内腔、通径、钢圈槽，顶盖的内球面、钢圈槽以及活塞表面都是易腐蚀部位。

目前，对于这些部位的防腐处理，主要采用的手段是堆焊合金焊层或者喷涂防腐层。喷涂结合性差。堆焊处理，由于工件焊接量较大，需要多焊道对接，手工焊的效率低，焊层质量差。气体保护焊效率较手工焊稍高，但焊层质量也较差。热丝氩弧焊虽然焊层质量较好，但焊接效率依然较低，设备成本高。另外，对于防喷器而言，其硬度和防硫能力需要相互协调，硬度较高，其脆性和铁含量也相应较高，而抗硫防腐能力相应较低，在高浓度H₂S腐蚀性介质和高压气流的冲击下，一旦出现腐蚀点，这些关键零部件会很快开裂、脆断。Fe含量是堆焊层抗腐蚀性的一个重要标准，因此API16A标准中对耐腐蚀层的堆焊有明确规定，在成品尺寸时，堆焊层成分中Fe的含量要小于5%。堆焊焊材本身的Fe含量基本没有，但母材是Fe基，焊材与母材熔合时，母材成分会过渡到堆焊层，一般的焊接方法，很难保证Fe的含量。各企业为了控制合金焊层的含铁量和光洁度，一方面是控制焊接的稀释率，一方面是在堆焊时采用堆焊一层、加工掉该层的一部分、再堆焊一层、再加工掉该层一部分的处理方式，直至焊层达到需要的厚度和光洁度，该处理过程费事、费力，材料和加工成本高，浪费严重。

激光熔覆是一种新的表面处理技术，是在激光束作用下将合金粉末与基体表面迅速加热并熔化，光束移开后自激冷却形成稀释率极低，与基体材料呈冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法。

发明内容

本实用新型为了提高防喷器的防腐、防硫、耐磨能力和加工效率，采用激光熔覆技术，在防喷器的易腐蚀部位堆焊激光熔覆层，焊接效率高，焊接表面质量好。

本实用新型为了实现上述发明目的采用的技术方案为：一种具有激光熔覆层的防喷器，包括壳体，壳体内具有供井液或套管通过的通径及内腔，内腔环绕设置在壳体通径外围或与通径相贯，关键在于：所述壳体的内腔及通径表面通过激光熔覆工艺堆焊有激光熔覆层。

作为防喷器的最主要部件，壳体的加工难度和成本较高，开裂、脆断的危险性较大，所以其防腐性尤其重要。壳体的内腔及通径表面是整个防喷器中最易受井液和高压气流冲击、腐蚀的部位，本实用新型将激光熔覆技术应用在防喷器的堆焊防腐中，形成的激光熔覆层与被焊接表面融合，焊接质量好，防腐、抗硫性能优越。

进一步的，所述防喷器为闸板防喷器，壳体两侧连接有侧门，与通径相贯的内腔中设置有闸板，连接在闸板上的闸板轴设置在侧门上的匹配通孔内；壳体与侧门的接触面、壳体及侧门上嵌装配件的钢圈槽内表面通过激光熔覆工艺堆焊有激光熔覆层。

进一步的，所述闸板、闸板轴的外表面通过激光熔覆工艺堆焊有激光熔覆层。