用於鑽杆淬火的環管式噴水器的製作方法

2023-07-06 05:05:16

本實用新型涉及一種金屬熱處理專用器具，具體地講，本實用新型涉及一種水冷淬火器具，特別是一種用於石油鑽杆淬火的環管式噴水器。

背景技術：

石油鑽杆是石油鑽井主要器材之一，鑽井時它直接承載扭矩。為了達到鑽井使用要求，本行業製作石油鑽杆通常採用高強度合金鋼作為母材。高強度合金鋼的機械性能只有經合適熱處理之後，才能達到預期的強度指標。正常規格的石油鑽杆長度達10米左右，屬於典型的細長杆件，熱處理過程中稍有不慎易發生質量偏差問題，常見質量問題主要有加熱後因自重下垂彎曲和淬火質量不均。現有技術在淬火工序中採用集中水柱淬火，該工藝實施條件要求低、易操作，能夠達到鑽杆整體淬火目的。但是，集中水柱淬火均勻性不夠好，橫置的鑽杆頂面是流動的涼水淬火，而鑽杆側面和底面則有由順外壁流下來已升溫的水淬火，由於水溫差別大，鑽杆各部淬火質量不一致的問題很突出。這樣的質量問題對於海洋鑽井和超深鑽井用鑽杆來說，是達不到配套質量要求的。

技術實現要素：

本實用新型主要針對現有熱處理技術在鑽杆淬火時各部水溫差別大的問題，提出一種用於鑽杆淬火的環管式噴水器，該噴水器結構簡單、供水均勻且各部水溫一致，淬火質量穩定。

本實用新型通過下述技術方案實現技術目標。

用於鑽杆淬火的環管式噴水器，它包括框架、前置環管、中置環管、橋管、引水管、噴嘴和後置環管。所述框架為兩隻大小不等且平行相靠的矩形聯體架，大矩形架內置一族與鑽杆同軸相套並按口徑大小順序排列的前置環管、中置環管和後置環管，小矩形架位於大矩形架一側，在小矩形架上安置引水管。其改進之處在於：所述前置環管、中置環管和後置環管均為圓環形，其管徑和圓環內徑由前向後依次分類減小，所有環管圓環內壁上均布6～8隻徑向面對鑽杆的噴嘴。所述引水管為盲管，引水管內側管壁和相鄰前置環管、中置環管、後置環管相對應的管壁上開設洞口，配對的洞口用橋管密封連接，由此構成有序排列的管環共同由引水管供水結構。

作為進一步改進方案，所述前置環管、中置環管和後置環管在結構中各配置至少兩隻，三種環管的管徑和圓環內徑由前向後分類依次減小，前置環管管徑為φ60～70mm，其圓環內徑φ500～600mm，中置環管管徑為φ45～55mm，其圓環內徑φ400～500mm，後置環管管徑為φ25～35mm，其圓環內徑φ300～400mm。

作為進一步改進方案，所述噴嘴設有球形接頭，最大旋轉角40°。

本實用新型與現有技術相比，具有以下積極效果：

1、由一族順序排列的環管及噴嘴組成集中供水結構較簡單，製作容易，使用方便；

2、環管按圓環內徑分類順序減小結構合理，既便於鑽杆導入，也符合順序降溫工況；

3、每隻環管圓環內均布徑向面對鑽杆外壁的噴嘴，組成環鑽杆外壁同步噴水結構，該結構噴水均勻，而且各個截面上從不同方向噴出的水溫和水量相同，有利於被淬火鑽杆得到均勻的淬火質量。

附圖說明

圖1是本實用新型結構立體示意圖。

圖2是圖1的正面示意圖。

圖3是圖1的俯視示意圖。

具體實施方式

下面根據附圖並結合實施例，對本實用新型作進一步說明。

圖1所示的用於鑽杆淬火的環管式噴水器，它包括框架1、前置環管2、中置環管3、橋管4、引水管5、噴嘴6和後置環管7。所述框架1為兩隻大小不等且平行相靠的矩形聯體架，大矩形架內置一族與鑽杆同軸相套並按口徑大小順序排列的前置環管2、中置環管3和後置環管7。小矩形架位於大矩形架一側，在小矩形架上安置引水管5。所述前置環管2、中置環管3和後置環管7均為圓環形，本實施例用於直徑φ180mm鑽杆淬火，因工件規格稍大，所配的三種環管各配置3隻，共9隻環管等間距相隔。為了便於待淬火鑽杆導入，前環管2管徑和圓環內徑最大，中置環管3管徑和圓環內徑次之，後置環管7管徑和圓環內徑最小，本實施例中前環管2管徑φ60mm，圓環內徑φ500mm；中置環管3管徑φ45mm，圓環內徑400mm；後置環管7管徑25mm，圓環內徑300mm。本實用新型除了由前向後依次分類減小配套環管的管徑和圓環內徑，還在所有環管圓環內壁上均布6隻徑向面對鑽杆外壁的噴嘴6。所述噴嘴6是一種設有球形接頭的構件，它可以根據需要在40°範圍內調整噴水角度，以期獲得更大、更均勻的噴水覆蓋面積。所述引水管5是盲管，開口端與外部供水管相連接。引水管5內側管壁和相鄰前置環管2、中置環管3和後置環管7相對應的管壁上開設洞口，配對的洞口用橋管4密封連接，引水管5引入的壓力水源經橋管4進入各自配套的環管，並從所配的噴嘴6噴出，由此構成有序排列的一族環管共同對內置鑽杆工件外壁作不同方向且同時噴水的淬火結構。本實用新型最重要的是各個截面上從不同方向噴出水的溫度和水量一致，此結構有利於內置鑽杆得到均勻的淬火質量。