石油钻井用硬质合金喷嘴

随着石油工业的发展以及能源需求的日益增加,石油钻探相关的技术也不断推陈出新。早期石油钻井主要采用人力冲击钻、机械顿钻、旋转钻等等,在选定的地表位置向下或一侧钻出一定直径的圆柱孔至地下油气层。这一类型的高压风钻、潜孔钻以及牙轮钻等,可以配合硬质合金球齿使用,以达到改善钻进效率、延长钻头使用寿命的目的。而目前,研究人员经过深入的研究,发现了一种更为有效的高压磨料射流技术对深部以及边缘的油藏进行开采。高压磨料射流是以高压水射流为载体,加入一定量的磨料微粒,使得射流的冲击力得到大幅度的提升,也使得对岩层的切割效率得到大幅度的改善,具有较为广泛的应用前景。

而在高压磨料射流中扮演重要角色的就是硬质合金喷嘴。其具有高硬度、高强度以及优良的耐磨耐蚀性。通常在石油钻探的过程中,一般都处于一种高围压的环境下,因而喷嘴在工作过程中需要承受高压磨料的高速冲击,从而较容易发生磨损而失效。普通材料,如钢制喷嘴,容易发生受热变形或者崩裂,需要频繁地更换喷嘴,从而降低了钻进的效率。尤其是进行深层钻进时,将钻头取出进行更换也是极为不方便的。另外,在喷嘴最容易发生磨损的部位进行硬质合金材料的镶嵌也是一种改善喷嘴性能,延长其使用寿命的方法。硬质合金喷嘴在制备时还能通过减小WC晶粒尺寸使得其在不降低材料韧性的情况下进一步提高喷嘴硬度以及耐磨耐蚀性能。

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