[發明專利]一種高性能抗硫化氫腐蝕用石油鉆桿及其熱處理工藝

無效

• 申請號: 200610029559.2
• 申請日: 2006-07-31
• 公開（公告）號: CN101117683A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 殷光虹;于杰;郭金寶
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/22
• 分類號: C22C38/22;C22C38/28;C21D1/18;C21D9/08;E21B17/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 樓仙英

技術領域

本發明涉及一種抗硫化氫腐蝕用石油鉆桿及其熱處理工藝，采用本發明所設計的熱處理工藝加工而成的抗硫化氫腐蝕用石油鉆桿，其屈服強度達105ksi以上鋼級。

背景技術

傳統的生產抗硫鉆桿的主要工藝過程是：將熱軋無縫鋼管兩端按所需尺寸加厚，然后進行整體調質熱處理，制成合格的鉆桿管體。將熱處理過的工具接頭與鉆桿管體經摩擦對焊連接后，再進行焊縫熱處理，最后經適當機械加工制成石油鉆桿。

對于鉆桿管體而言，為了保證與工具接頭對焊后的強度，必須對管端進行鐓粗加厚再與工具接頭焊接，鉆桿鋼級越高，加厚端就越厚。管體在焊接工具接頭前需進行整體熱處理，以保證使用性能。但是，由于管體與加厚端的厚度存在較大差異，在相同的淬火介質和冷卻速度下，比管體厚得多的加厚端淬火后的馬氏體量有可能低于管體，從而影響到鉆桿的抗硫性能。為了解決這個問題，世界各國的鉆桿制造商和研究者做了大量研究與改進，其主要研究方向是改善熱處理工藝和設計新的鋼種。

目前國內外生產石油鉆桿的廠家均采用在水槽中對鉆桿整體水淬熱處理的方式進行淬火處理，由于水槽中的水溫基本相同，冷卻能力也基本相同。對于管端和管體壁厚相差較大的鉆桿而言，管端越厚，管端相對于管體的冷卻速度就越慢，淬火硬度就越低，這樣，經淬火回火后鉆桿加厚端的強度一般比管體低約50MPa左右，嚴重時甚至可以低100MPa以上，經淬火回火的鉆桿管端硬度總是低于管體。為提高管端的淬火硬度，需提高材料的淬透性，但當材料淬透性增加后，較薄的管體就有淬裂的可能。因此國際上通常采用淬透性適中的Cr-Mo鋼或Mn-Mo鋼制造高強度鉆桿，但其加厚端的組織和抗硫性能則有可能滿足不了高抗硫的要求。

就抗硫鉆桿管體鋼種而言，對于適合水淬熱處理的鋼種，為達到105ksi鋼級的性能和使用要求，一般采用中低碳合金鋼制造。

表1列出了兩種國外現有的105ksi鋼級抗硫鉆桿管體的主要成分。

表1????單位：wt％

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