[发明专利]助排屑耐磨螺旋钻杆等离子熔覆加工方法

摘要

本发明涉及一种助排屑耐磨螺旋钻杆等离子熔覆加工方法。可有效解决在钻进过程中产生塌孔时，依靠螺旋提供助动力有效带走紧抱在钻杆上的煤屑，疏通风力或水力排屑主通道，提高钻进速度和成孔长度，并提高钻杆的机械强度延长其使用寿命的问题。技术方案是：先将钻杆钢管加工成光面钻杆；将光面钻杆的两端分别装在熔覆设备上，通过等离子束流将合金粉末和钻杆表面同步熔化，原位形成螺旋凸棱，制成助排屑耐磨螺旋钻杆。本发明方法简单，设备先进，用本方法制成的助排屑耐磨螺旋钻杆和现有方法相比加工成本低、耐磨性能好，在松软煤层和瓦斯突出煤层中使用，可有效提高钻进速度和成孔长度，钻杆的使用寿命也大大延长。

主权项

一种助排屑耐磨螺旋钻杆等离子熔覆加工方法，其特征在于，用等离子熔覆专用设备在被熔覆的光面钻杆表面加工成不同于钻杆本身材质的耐磨合金螺旋熔覆层，其步骤是：(1)首先将钻杆加工为光面，成被熔覆的光面钻杆(3)；(2)将被熔覆的光面钻杆(3)装在等离子熔覆专用设备上，方法是，将被熔覆的光面钻杆(3)的两端分别和起弧接杆(6)和收弧接杆(2)联接在一起，钻杆和两端的接杆同直径，然后将起弧接杆(6)装卡在卡盘(7)上，收弧接杆(2)装卡在尾架(1)的三个滚轮(15)之间，调整尾架上的三个滚轮，使钻杆和起弧钻杆以及收弧钻杆在一条中心线上，然后再将等离子炬(4)移动至起弧接杆(6)的上方，等离子炬(4)的喷嘴底端距被熔覆的光面钻杆(3)之间的高度调整到8～20mm，将喷嘴中心向钻杆旋转的反方向偏移1～15毫米，再将合金粉末装入送粉器(14)中；(3)将送粉量调整到30～100g/min之间，离子气流量调整到0.4～1.0m3/h之间，送粉气流量调整到0.2～0.8m3/h之间，保护气流量调整到0.4～1.2m3/h之间，熔覆电流调整到50～300A之间，等离子炬(4)的行走速度调整到30～180mm/min之间，卡盘(7)的旋转速度调整到0.5～3.0r/min，冷却水流量调整到0.4～1.2m3/h之间；(4)开启数控柜(12)上熔覆开关，电机驱动卡盘(7)，带动起弧接杆(6)、被熔覆的光面钻杆(3)和收弧接杆(2)一起转动，等离子炬(4)和送粉器(14)在支架(9)的横梁上作直线运动，同时，等离子电源(13)点燃等离子炬(4)，使等离子炬和钻杆之间形成等离子能量束流，在数控柜的控制下，将合金粉末和钻杆表面同步熔化，在光面钻杆表面沿长度方向形成宽5～20mm，高1～10mm螺旋熔覆层(5)的旋转方向和钻进方向相一致；在等离子束流的高能量作用下和在控制系统的控制下，设备自动在光面钻杆表面熔覆上一条或多条耐磨螺旋凸棱，即成助排屑耐磨螺旋钻杆。