[發明專利]一種鉆桿及其制造方法

有效

• 申請號: 201010260427.7
• 申請日: 2010-08-23
• 公開（公告）號: CN102373887A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 趙鵬;王超峰;左宏志;董長富;喻明智;耿鴻明
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: E21B17/042
• 分類號: E21B17/042;C21D9/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 樓仙英

技術領域

本發明涉及一種超大噸位鉆桿及其制造方法。

背景技術

用于石油鉆探與水平定向穿越的鉆桿是按照API標準生產制造的。根據API?SPEC?5DP標準，拉伸載荷最大的鉆桿是Φ168.28×9.19mm?S-135鉆桿，其拉伸載荷為436噸。

隨著石油工業與水平定向穿越行業的發展，鉆桿的服役條件日趨惡劣，API標準鉆桿已難以滿足日益苛刻的鉆井與水平定向穿越作業要求。隨著鉆井深度的加深以及水平定向穿越長度的加長，對鉆桿的拉伸載荷提出了極高的要求。

為了滿足這些要求，通常的做法是提高產品的鋼級，即將API標準中的最高鋼級S-135進一步提高至150鋼級甚至165鋼級。對于Φ168.28×9.19mm鉆桿，150鋼級將拉伸載荷提高到484噸，165鋼級更提高到533噸。

但是對于萬米特深鉆井及5000米特長水平定向穿越這些極端的工況來說，500噸級鉆桿仍難以滿足要求。業界希望提供一種具有600噸以上甚至超過1000噸拉伸載荷的超大噸位鉆桿來滿足萬米特深鉆井及5000米特長水平定向穿越的作業要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超大噸位鉆桿及其制造方法，應用本發明可以生產出600噸以上甚至超過1000噸拉伸載荷的超大噸位鉆桿，從而滿足萬米特深鉆井及5000米特長水平定向穿越的工況要求。

為實現上述目的，本發明的鉆桿包括管體、外螺紋接頭和內螺紋接頭，所述管體的一端通過焊接與外螺紋接頭連接，另一端通過焊接與內螺紋接頭連接，所述管體的外徑為P_OD，內徑為P_ID，所述內螺紋接頭和外螺紋接頭的外徑均為TJ_OD，內徑均為TJ_ID，其中，常數R滿足：

5.22≥R=PID+TJIDTJOD-POD≥4.95.]]>

優選地，所述管體的最小屈服強度為931MPa～1138MPa，所述內螺紋接頭和外螺紋接頭的最小屈服強度為827MPa～1034MPa。

優選地，所述管體的一端通過摩擦焊接與外螺紋接頭連接，另一端通過摩擦焊接與內螺紋接頭連接。

優選地，所述管體的外徑P_OD為168.28mm，所述管體的壁厚為14～20mm，更優選為16mm。所述內螺紋接頭和外螺紋接頭的外徑TJ_OD為215.9mm，所述內螺紋接頭和外螺紋接頭的內徑TJ_ID為108mm。

本發明還提供上述鉆桿的制造方法，包括：

a.鉆桿的管體兩端進行加厚處理；

b.管體進行全長調質處理；

c.管體兩端的加厚端與經過調質處理的內螺紋接頭和外螺紋接頭通過摩擦焊接連為一體；

d.焊縫進行調質熱處理。

優選地，所述管體兩端的加厚處理包括3次加熱、3次加厚；每次加厚均為在管體內外同時加厚。

優選地，第一次加熱的加熱長度至少為550mm。

優選地，所述鉆桿管體的熱處理方法為水淬熱處理，所述的內外螺紋接頭的熱處理方法為油淬調質處理。

優選地，所述水淬熱處理包括通過控制管體與加厚端不同的噴水量，使不同壁厚的管體與加厚端具有相同的冷卻速度，以得到相同的性能。

優選地，所述焊縫的調質熱處理的淬火方法為外表噴淬火液和內表噴空氣。

本發明的有益效果在于：

與現有技術相比，采用本發明可以生產出600噸以上甚至超過1000噸拉伸載荷的超大噸位鉆桿，從而滿足了萬米特深鉆井及5000米特長水平定向穿越的工況要求。

附圖說明

圖1示出了本發明的鉆桿的一個優選實施方式的橫截面剖視圖。

具體實施方式