[發明專利]鉆桿管端加厚的加工方法

有效

• 申請號: 200810138593.2
• 申請日: 2008-07-25
• 公開（公告）號: CN101332485A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 張云三;國煥然;黎新春;徐天兵;王洪兵;梁永強;于海超
• 申請（專利權）人: 山東墨龍石油機械股份有限公司
• 主分類號: B21J5/08
• 分類號: B21J5/08;B21J1/06;B21K21/12
• 代理公司: 濰坊正信專利事務所
• 代理人: 張曰俊

技術領域

本發明涉及鋼管管端加厚的方法，尤其涉及一種鉆桿管端加厚的加工方法。

背景技術

用于石油鉆探用的鉆桿是按API標準進行生產制造，其主要結構是在鉆桿管體兩端各對焊一個外螺紋接頭和一個內螺紋接頭。由于管體本身的壁厚較小，為了增加管體與接頭連接處的強度，管體兩端與接頭連接的部分是加厚的。鉆桿管體的加厚形式有內加厚、外加厚和內外加厚三種，其中外加厚、內外加厚的鉆桿管體是普遍采用的加厚形式。

如圖1所示，對于內外加厚鉆桿，D為管體外徑；d為管體內徑；Dou是加厚端部外徑；dou是加厚端部內徑；Leu是外加厚段的長度；Meu是管體端部外加厚段與管體過渡的外圓錐段的長度，即外加厚過渡區的長度；Liu是內加厚段的長度，Miu是內加厚段與管體過渡的內圓錐段的長度，即內加厚過渡區的長度，R是內圓錐段與管體之間的過渡圓角。

在以上各項參數中，內加厚過渡區的平滑程度及參數R對鉆桿管體的使用壽命均產生決定性的影響。內加厚過渡區越平滑，R半徑越大，則內加厚過渡區的應力就越小，并且越不易造成應力集中現象，應力集中程度的降低及應力的減小，從根本上提高了鉆桿的抗疲勞壽命，大大避免了鉆桿管體刺穿事故的發生。隨著國內外各大油田進入后期油田開發，以及低滲、超薄、超深、海洋、高腐蝕性、稠油、超稠油等油氣田的開發，鉆井技術也朝著深井、超深井、定向井、大位移井、短半徑井、水平井、高溫高壓井、深水井、高腐蝕性井發展，鉆桿的服役條件也日趨惡劣，因此對鉆桿的加厚端要求也日益提高。

鉆桿端部加厚用的設備通常為機械式平鍛機和液壓式管端加厚機兩種，由于機械式平鍛機的頂鍛力高達1200～1500噸，效率高，可一次加熱后進行多次加厚。而液壓式加厚機的頂鍛力僅為300噸左右，并且夾緊和頂鍛時間較長，因此在每次加厚前均需進行管端加熱，效率較低。但因為平鍛機為機械式擠進，所以對金屬量的控制要求非常嚴格，因國內目前管體的壁厚均勻程度較低，采用平鍛機加厚的難度較大，因此大多數國內廠家普遍采用液壓式管端加厚機。

但是，在使用液壓式管端加厚機對鉆桿端部進行加厚時，由于采用的是內外同時進行大變形加工的方法，鉆桿很容易發生失穩現象，內加厚過渡區的平滑程度很難獲得保證，在完成最后一次加厚時，還要對內加厚過渡區進行修磨，不僅降低了鉆桿的強度，而且降低了鉆桿的加工效率。另外，所有的加熱步驟均在一臺加熱爐上進行，只有完成了前一個鉆桿的所有加工步驟后，才能進行后一個鉆桿的加工，連續生產的效率低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種鉆桿管端加厚的加工方法，在使用液壓式管端加厚機的條件下，不僅提高了生產效率，而且可以在加工過程中最大限度地減小失穩現象現象的發生，確保內加厚過渡區的平滑過渡及足夠大的R半徑，從而提高鉆桿管體的抗疲勞壽命，有效地避免刺穿事故的發生。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：鉆桿管端加厚的加工方法，采用的加厚設備為液壓式管端加厚機，根據增厚比的不同，采用三次加熱兩次加厚步驟或四次加熱三次加厚步驟，其中，前兩次加熱分別是在兩臺加熱爐上順序進行的，第一次加熱為預加熱，其加熱長度至少為550mm，加熱溫度為1000～1100℃；第二次加熱的加熱長度至少為500mm，加熱溫度為1100～1250℃；在所述的三次加熱兩次加厚步驟中，前兩次加熱完成后，首先進行內加厚；再進行第三次加熱；最后進行外加厚；在所述的四次加熱三次加厚步驟中，前兩次加熱完成后，首先進行外加厚；再進行第三次加熱；然后進行第一次內加厚；再進行第四次加熱；最后進行第二次內加厚。