[發明專利]一種石油鉆桿接頭制造過程中的調質方法

無效

• 申請號: 201010154985.5
• 申請日: 2010-04-26
• 公開（公告）號: CN101876002A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 任麗萍;陳桂玲;溫建生;李照勇;李輝;郭為民;李一平;蘭志強;趙玉林;石恒強;趙斌;楊健;馮建明;王紅麗;程麗霞;常晉民;劉文龍;代海花;劉鐵;李建華;譚海蘭;席艷紅;李建功;竇繼魁
• 申請（專利權）人: 晉西工業集團有限責任公司
• 主分類號: C21D9/14
• 分類號: C21D9/14;C21D1/18;E21B17/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 張利萍

技術領域

本發明屬于石油鉆桿接頭制造技術領域，涉及一種在石油鉆桿接頭制造工藝中的調質方法。

背景技術

鉆桿是石油、天然氣領域進行油氣資源勘探、開發的重要部件。鉆桿接頭用于在石油鉆井時連接上、下鉆桿，使用時承受工作扭矩。由于石油鉆桿接頭的工作條件惡劣，對其本身的性能要求很高，其抗拉強度Rm≥970MPa，屈服強度Rp0.2≥862MPa，特別是在-20℃下的所要能夠承受的平均沖擊值往往高達71J以上。

在制造鉆桿接頭時，毛坯精加工前的調質工序是一道關鍵工序，也是石油鉆桿接頭的核心技術。如果調質不良，可能導致鉆桿接頭在鉆探過程中由于自身抗拉強度不足導致接頭斷裂。同時，調質也會影響到接頭的低溫沖擊值，如果調質不良，導致鉆桿接頭的低溫沖擊值較低，也將導致鉆桿接頭在鉆探過程中發生斷裂。

目前，現有的調質方法是技術人員根據經驗選擇工藝參數，如果接頭性能不合格，再根據檢測結果調整工藝參數進行返工調質。這種方法周期較長，需要消耗大量能源和人力資源，需要經過多次調質才能使接頭達到性能要求。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的缺陷，為解決在石油鉆桿接頭制造過程中需要進行多次調質的問題，實現只經過一次調質就能夠達到產品性能要求，提出一種新的調質方法。

本發明所采用的技術方案如下：

一種石油鉆桿接頭制造過程中的調質方法，首先檢測出鉆桿接頭毛坯中主要合金元素的具體含量是否符合國家標準。如果檢測結果符合國標，則采用碳當量計算法，根據檢測出的每個合金元素的具體含量值，將其折算成各自對應的C當量值，并計算出這些C當量值的總和。之后，根據計算出的C當量總和，確定出淬火時選用的溫度范圍，以及回火時選用的溫度范圍。

在調質時，即根據上述確定出的溫度參數進行調質，由此實現一次性調質即可使接頭達到性能指標要求。

有益效果

本發明方法，通過分析接頭毛坯中各合金元素的含量并將其折算成C當量，然后根據C當量總和確定出淬火時選用的溫度范圍以及回火時選用的溫度范圍。這種方法能夠快速準確的確定出調質工藝參數，避免了以往需要多次返工調質的方式，在保證產品性能的前提下，極大的縮短了調質時間，并節約了能源、降低了生產成本。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明的具體實施方式做進一步詳細說明。

一種石油鉆桿接頭制造過程中的調質方法，包括以下步驟：

首先，檢測出鉆桿接頭毛坯中至少8種合金元素C、Si、Mn、P、Mo、Cr、Ni、Cu的具體含量是否與該型號鉆桿接頭毛坯的國家規定標準相符合。如果檢測結果不符合國標，則不采用該鉆桿接頭毛坯。

如果檢測結果符合國標，采用碳當量計算法，將C、Si、Mn、P、Mo、Cr、Ni、Cu元素的含量折算成對應的C當量值，并計算出這些C當量值的總和。

之后，根據計算出的C當量總和，確定出淬火時選用的溫度范圍，以及回火時選用的溫度范圍，即：

若C當量總和＜0.862％時，淬火時的溫度要求控制在870～880℃，回火時的溫度要求控制在570～580℃；若C當量總和≥0.862％時，淬火時的溫度要求控制在860～870℃，回火時的溫度要求控制在580～595℃。

在調質時，根據上述確定出的溫度參數進行調質，即可實現只經一次性調質就使接頭達到性能指標要求。

實施例

下面以采用本發明方法對5″型號石油鉆桿接頭進行調質為例進行說明。

首先，通過采用國家標準化學檢測法，檢測出5″鉆桿接頭毛坯中主要合金元素C、Si、Mn、P、Mo、Cr、Ni、Cu的百分含量，具體如下：

C：0.37％?????Si：0.23％????Mn：0.96％????P：0.013％

Mo：0.31％????Cr：1.11％????Ni：0.12％????Cu：0.014％

在國家標準中，5″鉆桿接頭毛坯中，C元素含量為0.35％～0.38％，Si元素含量為0.15％～0.35％，Mn元素含量為0.85％～1％，P元素含量≤0.013％；Mo元素含量為0.28％～0.33％，Cr元素含量為0.9％～1.2％，Ni元素含量≤0.25％，Cu元素含量≤0.25％。可見，該鉆桿接頭毛坯中8種主要合金元素均在標準范圍之內。

然后，采用碳當量計算法，根據檢測出的每個合金元素的具體含量值，將其折算成各自對應的C當量值，并計算出這些C當量值的總和，具體如下：