[发明专利]一种钻杆接头耐磨带及其制备方法

说明书

本发明提供了一种钻杆接头耐磨带，包括：钻杆接头基体；设置在所述钻杆接头基体表面的多层结构的六方氮化硼质量含量不同的涂层；所述六方氮化硼质量含量不同的涂层的成分为Fe基非晶合金和六方氮化硼；所述多层结构的六方氮化硼质量含量不同的涂层中六方氮化硼质量含量从内部到表面逐渐增加。与现有技术相比，本发明采用冷喷涂可避免钻杆接头产生高温相变及热应力；FeCrMoBYC非晶合金具有很高的硬度，具有耐磨效果；HBN的层状结构，具有减摩效果，将二者结合制备成梯度涂层，可以极大地增强耐磨带的综合耐磨性能。本发明还提供了一种钻杆接头耐磨带的制备方法。

技术领域

本发明涉及钻杆技术领域，尤其涉及一种钻杆接头耐磨带及其制备

背景技术

随着深海钻探对海底能源的不断发掘，钻具中钻杆接头的需求量逐加。然而由于接头的质量不高，导致每年因接头磨损失效造成的经济损大。在实际工作中，通过受力分析可得知接头受到来自钻头对井底冲击的轴向运动，长时间作业会导致接头外表面受到磨损而失效报废。根据的服役要求，需要接头具有较高的耐摩擦性能以及强度。为了杆降接低头钻和套管的磨损，采用在钻杆接头外表面敷焊一层硬度较高的耐磨带材料的方法。

钻杆接头耐磨带是沿接头圆周方向，具有一定宽度和厚度的隔离带。在深井钻井、大位移井钻井和大斜度井钻井中，利用耐磨带材料自身的耐磨性和减摩性，将钻杆外壁和套管内壁相隔离，使钻杆接头不与套管壁或者井壁直接接触，从而避免钻杆接头外表面的磨损。因此对接头表面涂覆耐磨且强度高的耐磨带材料对提高其钻杆接头的使用寿命尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钻杆接头耐磨带及其制备方法，通过提高钻杆接头表面耐磨性的冷喷涂FeCrMoBYC-HBN梯度复合涂层耐磨带的喷涂工艺以解决目前钻井工程中常用接头表面耐磨性差、服役寿命短的问题。

本发明提供了一种钻杆接头耐磨带，包括：

钻杆接头基体；

设置在所述钻杆接头基体表面的多层结构的六方氮化硼质量含量不同的涂层。

在本发明中，所述钻杆接头基体的材质优选为Cr-Mo系合金，更优选为35CrMo。

在本发明中，所述多层结构的六方氮化硼质量含量不同的涂层中六方氮化硼质量含量从内部到表面逐渐增加，即越接近钻杆接头基体表面的涂层中六方氮化硼质量含量越少，越远离钻杆接头基体表面的涂层中六方氮化硼质量含量越多；所述六方氮化硼质量含量不同的涂层的成分包括Fe基非晶合金和六方氮化硼。

在本发明中，所述Fe基非晶合金的成分为：

Cr：13.0～15.0wt％；

Mo：25.0～27.0wt％；

B：1.0～2.0wt％；

Y：3.0～5.0wt％；

C：3.0～5.0wt％；

余量为Fe。

在本发明中，所述Cr的质量含量优选为13.5～14.5％，更优选为14％；所述Mo的质量含量优选为25.5～26.5％，更优选为26％；所述B的质量含量优选为1.2～1.8％，更优选为1.4～1.6％；所述Y的质量含量优选为3.5～4.5％，更优选为4％；所述C的质量含量优选为3.5～4.5％，更优选为4％。

在本发明中，所述Fe基非晶合金和六方氮化的质量比优选为(75～95)：(5～25)。