[實(shí)用新型]管體端部加厚的鉆桿

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120057999.5
• 申請日: 2011-03-08
• 公開（公告）號: CN202131988U
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文波;馬濤;萬華;趙大偉;高洪光
• 申請（專利權(quán)）人: 盤錦遼河油田派普鉆具制造有限公司
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00
• 代理公司: 沈陽杰克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及石油鉆井工具。確切地說是一種管體端部加厚的鉆桿。?

背景技術(shù)

近幾年，油田鉆桿刺漏事故頻繁發(fā)生，給油田造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這些刺漏大多發(fā)生在鉆桿母螺紋端加厚過渡帶內(nèi)錐面消失處。鉆桿刺漏屬于腐蝕疲勞失效，根據(jù)腐蝕疲勞機(jī)理，裂紋在結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中處發(fā)生電化學(xué)腐蝕形成最終刺穿。鉆桿在使用過程中加厚過渡帶容易形成應(yīng)力集中，尤其在“狗腿”井段中的交變載荷作用下，表面容易形成裂紋源，導(dǎo)致刺漏甚至斷裂事故發(fā)生，因此，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更好的鉆桿就顯得極其重要。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的：重新設(shè)計(jì)鉆桿，加長鉆桿管體加厚過渡段的長度，保證過渡帶的流線型，確保平滑過渡，提高鉆桿連接處的強(qiáng)度，減小鉆井液流動阻力，延長鉆桿使用壽命，降低鉆具刺漏事故。鉆桿由厚壁段、錐面過渡段和薄壁段組成，其特征在于：厚壁段長度大于鉆桿的外徑，錐面過渡段的長度大于鉆桿的內(nèi)徑小于鉆桿的外徑。錐面過渡段為流線型。以上的要求是經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)得出的，具有較好的效果。?

鉆桿管體端部加厚就是將鋼管的端部經(jīng)局部加熱至1100-1200℃，利用加厚機(jī)和模具，將兩端的管體外徑加大、內(nèi)徑縮小到美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)API?Spec?5DP要求。?

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：?

1鉆桿管體加厚端內(nèi)外表面沒有耳子、飛刺、褶皺、結(jié)疤、裂紋、凹坑的存在，減少了因?yàn)橥鈧纬傻膽?yīng)力集中點(diǎn)，降低因腐蝕發(fā)生的破壞。

2加厚過渡部分平滑，無尖角或截面突變，減小了應(yīng)力集中，降低因交變應(yīng)力產(chǎn)生的微裂紋致疲勞破壞的概率。提高了鉆桿連接處的強(qiáng)度，減小鉆井液流動阻力，延長鉆桿使用壽命，降低鉆具刺漏事故。?

附圖說明

圖1為改進(jìn)前的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2為改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

整個加工工藝與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，按照厚壁段1長度大于鉆桿的外徑，錐面過渡段2的長度大于鉆桿的內(nèi)徑小于鉆桿的外徑的要求鍛出即可，錐面過渡段為流線型與薄壁段1相連。?

加熱溫度：?

鍛造溫度范圍：各種金屬材料在鍛造時允許的最高加熱溫度，稱為該材料的始鍛溫度。加熱溫度過高會產(chǎn)生組織晶粒粗大和晶間低熔點(diǎn)物質(zhì)熔化，導(dǎo)致過熱和過燒現(xiàn)象。碳鋼的始鍛溫度一般應(yīng)低于其熔點(diǎn)100-200℃，合金鋼的始鍛溫度較碳鋼低。金屬材料終止鍛造的溫度，稱為該材料的終鍛溫度。坯料在鍛造過程中，隨著熱量的散失，溫度不斷下降，因而，塑性越來越差，變形抗力越來越大。溫度下降到一定程度后難以繼續(xù)變形，且易產(chǎn)生斷裂，必須及時停止鍛造重新加熱。

從始鍛溫度到終鍛溫度之間的間隔，稱為鍛造溫度范圍。確定鍛造溫度范圍的原則是：在保證金屬坯料具有良好鍛造性能的前提下，盡量放寬鍛造溫度范圍，以降低消耗，提高生差率。?

我們采用的材料為26CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼，因此始鍛溫度為1100-1200℃，終鍛溫度為800-850℃。?

鐓粗力的大小：?

?????本設(shè)備為液壓管端鐓粗機(jī)，它所帶來的有利之處是，鐓粗力與加工工藝要求相一致并得到監(jiān)控。它擁有兩套發(fā)訊設(shè)備，一套為壓力發(fā)訊，另一套為位移發(fā)訊。由于位移發(fā)訊的穩(wěn)定性比較高，因此，我們采用位移發(fā)訊方式來控制其鐓粗力的大小。根據(jù)鐓粗縮尺量、加熱長度和模具自身尺寸確定第一、二、三次鐓粗位移發(fā)訊的位置點(diǎn)。