[發明專利]一種堆焊成型的快速起下鉆鉆桿高工位結構的加工方法

有效

• 申請號: 201310440256.X
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103495839A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 周勇其;袁鵬斌;程大;劉甘露
• 申請（專利權）人: 上海海隆石油管材研究所;上海海隆石油鉆具有限公司;劉甘露
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及鉆桿，特別是一種堆焊成型的快速起下鉆鉆桿高工位結構的加工方法。

背景技術

鉆桿是石油天然氣鉆采的必須工具。鉆桿從結構上分為鉆桿管體、公接頭、母接頭三部分，公母接頭經過焊接連接成整體形成鉆桿，鉆桿間通過公母接頭的螺紋旋接，形成鉆柱，鉆柱主要起傳遞扭矩和鉆井液循環作用。世界上普遍采用美國石油學會的API系列標準，因此也稱為API鉆桿或標準鉆桿。API標準鉆桿母接頭臺肩處作為上卸扣卡固工位，高度較低，造成鉆井工人在上卸扣時必須彎腰作業，勞動強度大，作業效率低。具有高工位結構的特殊鉆桿通過在母接頭下方增加卡固結構，提高了鉆桿上卸扣作業工位，改善了上卸扣作業工況。目前高工位結構鉆桿采用特厚壁管車削成型的方法進行加工，由于車削量大，不僅浪費材料，加工效率低，而且加工費用高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種堆焊成型的快速起下鉆鉆桿高工位結構的加工方法，主要解決上述現有技術所存在的缺陷，它有效提高了高工位結構鉆桿的加工效率，降低了材耗水平和生產成本。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案是：

一種堆焊成型的快速起下鉆鉆桿高工位結構的加工方法，其特征在于：它采用了先加厚后堆焊的組合成型方法，高工位結構由管體加厚層加堆焊層構成。

所述的堆焊成型的快速起下鉆鉆桿高工位結構的加工方法，其特征在于：具體工藝過程如下：

A對原料管進行高工位結構的初始成型，形成高工位結構初始結構；

B在高工位初始結構上進行多層堆焊，形成高工位堆焊結構；

C高工位結構的精車加工，最終形成鉆桿高工位結構；

D對高工位堆焊結構進行調質處理。

所述的堆焊成型的快速起下鉆鉆桿高工位結構的加工方法，其特征在于：所述的步驟A的具體工序如下：

A1首先選定原料管，其長度較普通鉆桿管體長50～90mm；

A2依據高工位結構的位置、長度、所需高工位結構的高度、管體兩端加厚所需長度等，確定有效加熱長度與加熱位置；通常情況下，高工位結構的近處邊沿，距離鉆桿接頭焊縫的長度為400mm；

A3對確定的部位進行加熱鐓鍛，在外部模具的控制下進行外加厚，即管壁外部增加壁厚，經過1～2道次的加熱鐓鍛，形成高工位結構初始結構；形成的高工位結構初始結構，其外徑較管體增加10～15mm。

所述的堆焊成型的快速起下鉆鉆桿高工位結構的加工方法，其特征在于：所述的步驟B的具體工序如下：

B1對上一步驟形成的高工位結構初始結構進行表面處理，經過鋼絲刷刷洗、打磨除銹，去除表面的氧化皮等，也可進行鋼丸噴砂除銹；

B2進行表面堆焊。

所述的堆焊成型的快速起下鉆鉆桿高工位結構的加工方法，其特征在于：所述的步驟B2中焊對堆焊部位進行預熱，預熱溫度為300～350℃，焊絲經過烘干處理，使用多絲自動埋弧焊進行對焊作業，焊絲選用與給管體成分接近的26GrMo；第一層堆焊時，要小電流、低電壓，堆焊層保持在3～4mm，第一層完成后進行焊渣清理，渣清理后進行第二層堆焊，堆焊厚度控制在4～6mm；二層堆焊完成后，形成厚度為24～25mm的高工位堆焊結構；進行退火處理，退火溫度為680～750℃；堆焊層如果出現未融合、未焊透等缺陷時，需要打磨后重新進行補焊。

所述的堆焊成型的快速起下鉆鉆桿高工位結構的加工方法，其特征在于：所述的步驟C中高工位堆焊結構形成后，形成的厚度大于設計厚度2～3mm，需要進行精確尺寸的車削加工，車削后形成鉆桿高工位結構。

所述的堆焊成型的快速起下鉆鉆桿高工位結構的加工方法，其特征在于：所述的步驟D中在桿高工位結構加工完成后，需要對堆焊層進行調質處理，解熱設備采用在中頻加熱爐，淬火介質為水；熱溫度850～950℃，保溫時間5～10分鐘；回火溫度550～650℃。

本發明創新了一種高工位結構鉆桿中高工位結構的加工方法，即：通過鐓鍛加厚+堆焊+精車+熱處理的加工方法，有效提高了高工位結構鉆桿的加工效率，降低了材耗水平和生產成本。

附圖說明

圖1是本發明工藝中經過鐓鍛形成的高工位結構初始結構示意圖。

圖2是經過本發明工藝加工的堆焊成型的快速起下鉆鉆桿高工位結構的結構示意圖。

圖中：1-加厚增厚部分；2-堆焊區。

具體實施方式

本發明提供了一種堆焊成型的快速起下鉆鉆桿高工位結構的加工方法。具體工藝過程如下：