一种利于喷嘴加工效率的加工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种利于喷嘴加工效率的加工工艺，包括以下步骤：A）毛坯锻造；B）热处理；C）机械加工；所述步骤C）位于步骤B）之前，所述步骤A）中，毛坯采用的材料为45#钢，锻造温度范围为875℃-1025℃，锻造热源采用反射炉；所述步骤B）包括淬火和淬火后的回火；还包括设置在步骤B）之后的机械精加工步骤D)。本发明工艺简单，通过本工艺可通过选用成本低廉且便于得到的材料，通过合理的工艺得到满足强度要求的喷嘴，相对于现有技术，本工艺加工难度低，有利于提高喷嘴生产效率和减小喷嘴的生产成本。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种石油开采设备的加工工艺，特别是涉及一种利于喷嘴加工效率的 加工工艺。 -种利于喷嘴加工效率的加工工艺
【背景技术】
[0002] 20世纪40年代末喷射钻进技术的出现是是有钻进技术的一场革命，使钻进速度 上了一个台阶。1949年美国首次在钻头体上试用小喷嘴，1955年在钻头设计时采用喷嘴组 合系统，从此，喷嘴式钻头水力学应运而生，人们认识到钻头水力参数是影响机械钻速的主 要因素：1973年美国Exxon公司试验发现当喷嘴压降为104MPa时，连续性射流可以冲击破 碎70%-80%所钻岩石，机械钻速提高2-3倍；20世纪80年代末，Flow Drill公司研制的双 通道管柱超高压射流辅助钻进系统机械钻速比常规钻井提高1. 2-2. 1倍。由此可见，钻井 用喷嘴在石油钻探生产中对钻井速度的影响发挥着不可替代的作用。
[0003] 现有技术中喷嘴的工作压力均为高压或超高压，喷嘴的机械强度为影响喷嘴寿命 的直接因数。现有技术中喷嘴的机械强度除采用高强度材料作为保证外，喷嘴在加工制造 中合理的加工工艺也直接影响到最后产品的性能，进一步优化喷嘴的加工工艺有利于减小 石油开采设备的故障率、提高钻探效率、减小钻探成本。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术中现有技术中喷嘴的机械强度除采用高强度材料作为保证外， 喷嘴在加工制造中合理的加工工艺也直接影响到最后产品的性能，进一步优化喷嘴的加工 工艺有利于减小石油开采设备的故障率、提高钻探效率、减小钻探成本的问题，本发明提供 了一种利于喷嘴加工效率的加工工艺。
[0005] 针对上述问题，本发明提供的一种利于喷嘴加工效率的加工工艺通过以下技术要 点来达到发明目的：一种利于喷嘴加工效率的加工工艺，包括以下步骤： A) 毛坯锻造； B) 热处理； C) 机械加工； 所述步骤C)位于步骤B)之前，所述步骤C)包括在不同车床上顺序进行的机械粗加工、 机械半精加工，所述步骤A)中，毛坯采用的材料为45#钢，锻造温度范围为875°C -1025°C， 锻造热源采用反射炉；所述步骤B)包括淬火和淬火后的回火； 还包括设置在步骤B)之后的机械精加工步骤D)。
[0006] 更进一步的技术方案为： 所述步骤A)中在锻造之前还包括毛坯预热步骤，所述毛坯预热步骤为将为室温的毛坯 加热至 200°C _350°C。
[0007] 所述步骤B)中淬火温度范围为820°C -850°c，淬火采用油冷的快速冷却方式； 所述回火的火热温度范围为570°C _600°C，且回火温度保持时间不少于3小时，冷却方 式为炉冷或沙冷。
[0008] 所述机械粗加工、机械半精加工均包夹具和刀具选择，所述夹具为三抓自定心卡 盘，所述刀具为硬质合金车刀和硬质合金镗刀。
[0009] 所述硬质合金车刀为可换位车刀。
[0010] 本发明具有以下有益效果： 1、本发明工艺简单，通过将喷嘴的材质选取为45#钢，并针对上述材料通过有限次试 验得到最佳的锻造温度范围，使得本发明工艺可通过选用成本低廉且便于得到的材料，通 过合理的工艺得到满足强度要求的喷嘴，相对于现有技术，有利于减小喷嘴的生产成本。
[0011] 2、锻造热源采用反射炉的工艺设计，使得本发明提供的工艺路线便于得到金相组 织规则的喷嘴，相对于现有喷嘴加工路线，有利于喷嘴的产品质量。
[0012] 3、相对于现有技术中采用的热处理后再进行机械加工的制造工艺，本发明提供的 工艺将以上两种工艺顺序互换，而喷嘴最后的尺寸通过最终进行的步骤D)得以保证，这样， 消除了由于热处理形成的喷嘴表面硬化层对机械加工效率的影响，同时，以上步骤B、）C)、 D)的工序安排，可减小在进行步骤C)和D)时对喷嘴表面硬化层的剥离量，有利于喷嘴产品 的质量。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下 实施例。
[0014] 实施例1 : 一种利于喷嘴加工效率的加工工艺，包括以下步骤： A) 毛坯锻造； B) 热处理； C) 机械加工； 所述步骤C)位于步骤B)之前，所述步骤C)包括在不同车床上顺序进行的机械粗加工、 机械半精加工，所述步骤A)中，毛坯采用的材料为45#钢，锻造温度范围为875°C -1025°C， 锻造热源采用反射炉；所述步骤B)包括淬火和淬火后的回火； 还包括设置在步骤B)之后的机械精加工步骤D)。
[0015] 具体的，本发明工艺简单，通过将喷嘴的材质选取为45#钢，并针对上述材料通过 有限次试验得到最佳的锻造温度范围，使得本发明工艺可通过选用成本低廉且便于得到的 材料，通过合理的工艺得到满足强度要求的喷嘴，相对于现有技术，有利于减小喷嘴的生产 成本；锻造热源采用反射炉的工艺设计，使得本发明提供的工艺路线便于得到金相组织规 则的喷嘴，相对于现有喷嘴加工路线，有利于喷嘴的产品质量。
[0016] 为便于本发明工艺能够高效的运用于喷嘴的成批加工过程中，便于实现流水线生 产，以提高喷嘴的加工效率，本实施例中采用了步骤C)包括在不同车床上顺序进行的机械 粗加工、机械半精加工的工艺方案；相对于现有技术中采用的热处理后再进行机械加工的 制造工艺，本发明提供的工艺将以上两种工艺顺序互换，而喷嘴最后的尺寸通过最终进行 的步骤D)得以保证，这样，消除了由于热处理形成的喷嘴表面硬化层对机械加工效率的影 响，同时，以上步骤B、）C)、D)的工序安排，可减小在进行步骤C)和D)时对喷嘴表面硬化
【权利要求】
1. 一种利于喷嘴加工效率的加工工艺，包括以下步骤： A) 毛坯锻造； B) 热处理； C) 机械加工； 其特征在于，所述步骤C)位于步骤B)之前，所述步骤C)包括在不同车床上顺序进行 的机械粗加工、机械半精加工，所述步骤A)中，毛坯采用的材料为45#钢，锻造温度范围为 875°C -1025°C，锻造热源采用反射炉；所述步骤B)包括淬火和淬火后的回火； 还包括设置在步骤B)之后的机械精加工步骤D)。
2. 根据权利要求1所述的一种利于喷嘴加工效率的加工工艺，其特征在于，所述步 骤A)中在锻造之前还包括毛坯预热步骤，所述毛坯预热步骤为将为室温的毛坯加热至 20(TC -350。。。
3. 根据权利要求1所述的一种利于喷嘴加工效率的加工工艺，其特征在于，所述步骤 B)中淬火温度范围为820°C _850°C，淬火采用油冷的快速冷却方式； 所述回火的火热温度范围为570°C _600°C，且回火温度保持时间不少于3小时，冷却方 式为炉冷或沙冷。
4. 根据权利要求1所述的一种利于喷嘴加工效率的加工工艺，其特征在于，所述机械 粗加工、机械半精加工均包夹具和刀具选择，所述夹具为三抓自定心卡盘，所述刀具为硬质 合金车刀和硬质合金镗刀。
5. 根据权利要求4所述的一种利于喷嘴加工效率的加工工艺，其特征在于，所述硬质 合金车刀为可换位车刀。
【文档编号】B23P15/00GK104084767SQ201410302304
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】周斌 申请人:成都高普石油工程技术有限公司