[發(fā)明專利]一種高強韌鉆具的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310167070.1
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103243271A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷丙旺;胡永平;趙永光;周仲成;李連貴;李寶臣;石寶鳳;田君;任勝利;張義新;王尚貴;涂明金;青格勒圖;王云華;侯彪正;李金昆
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團有限公司
• 主分類號: C22C38/44
• 分類號: C22C38/44;C21C7/00;C21D1/26;B21J5/00
• 代理公司: 包頭市專利事務(wù)所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種一種高強韌鉆具的制備方法，應(yīng)用于石油鉆探開采領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著石油需求量的不斷攀升和原油可采儲量的不斷減少，開采難度的不斷加大，對石油鉆具的要求也日益提高。而常規(guī)鉆具所采用的4145H材料，對于超過5000米的深井、地質(zhì)狀況復(fù)雜開采難度大的高投入井、出現(xiàn)故障處理成本高的海上油井，常規(guī)鉆具日益顯現(xiàn)失效率高的弊端。在上述情況下，油田迫切需要一種具備更高性能要求的換代產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種材料純凈度高、綜合力學(xué)性能高，能夠滿足特殊環(huán)境下使用的種新型高強韌鉆具。

技術(shù)解決方案是：

本發(fā)明制備方法如下：1）該鋼種的冶煉采用方法步驟是：采用電爐冶煉、真空度0.5乇下持續(xù)時間≥30分鐘進行真空碳脫氧精煉、氬保護氣氛下電渣重熔法精煉得到35CrNiMo鋼錠；冶煉過程對于鋼中的有害氣體和夾雜物嚴(yán)格控制，使鋼的純凈度大為提高。

2）鍛壓采用如下方法步驟：鋼錠經(jīng)1250℃～1300℃均質(zhì)化擴散退火20～30小時，然后采用2000t～3000t液壓機制坯，最后采用旋轉(zhuǎn)精鍛機鍛壓成型。

高強韌鉆具屈服強度：135--150ksi即931～1034MPa，室溫沖擊功：≥110J。

本發(fā)明選用鋼種為改進型的35CrNiMo，該鋼種由于相對于4145H，提高淬透性的合金元素增加，強韌性、淬透性大為提高，為熱處理后綜合力學(xué)性能全面提高奠定了基礎(chǔ)。由于其獨特的選材及成型工藝，從而對于使鋼的塑韌性、疲勞壽命大為增加，調(diào)質(zhì)后滿足了產(chǎn)品的力學(xué)性能要求。

本發(fā)明材料制成的鉆具性能指標(biāo)從現(xiàn)行API標(biāo)準(zhǔn)屈服強度110-120ksi（758～827MPa）提高到135--150ksi（931～1034MPa），室溫沖擊功由54J提高到≥110J，疲勞斷裂指標(biāo)也比原鋼種4145H有成倍的增加。

發(fā)明效果

1）材料采用以電爐冶煉、真空碳脫氧技術(shù)精煉、電渣重熔法最終精煉的35CrNiMo鋼制作。具有高的純凈度、低的有害元素含量和氣體含量。?

2）電渣重熔后的鋼錠經(jīng)過加熱、液壓機制坯、均質(zhì)化擴散退火、旋轉(zhuǎn)精鍛機精鍛、奧氏體化后等溫退火工藝制坯，可有效提高鋼的致密度、均勻性，改善各向異性,顯著細(xì)化晶粒。

3）熱處理后有較高的強度和沖擊韌性水平，Rp0.2≥931MPa,Rm≥1100?MPa,?Rp0.2/?Rm≤0.92,縱向Akv≥110J,橫向Akv≥80J。制得的鉆具綜合性能完全滿足高強韌新型鉆具的技術(shù)要求。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明工藝流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明高強韌鉆具材料選用鋼種為改進型的35CrNiMo，該鋼種由于相對于4145H，提高淬透性的合金元素增加，強韌性、淬透性大為提高，為熱處理后綜合力學(xué)性能全面提高奠定了基礎(chǔ)。

制備方法如下：1）該鋼種的冶煉采用方法步驟是：采用電爐冶煉、真空度0.5乇下持續(xù)時間≥30分鐘進行真空碳脫氧精煉、氬保護氣氛下電渣重熔法精煉得到35CrNiMo鋼錠；冶煉過程對于鋼中的有害氣體和夾雜物嚴(yán)格控制，使鋼的純凈度大為提高。

2）鍛壓采用如下方法步驟：鋼錠經(jīng)1250℃～1300℃均質(zhì)化擴散退火20～30小時，然后采用2000t～3000t液壓機制坯，最后采用旋轉(zhuǎn)精鍛機鍛壓成型。

高強韌鉆具屈服強度：135--150ksi即931～1034MPa，室溫沖擊功：≥110J。