[發明專利]一種鉆桿高工位結構的加工方法

無效

• 申請號: 201310450027.6
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103481038A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 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：

一種鉆桿高工位結構的加工方法，其特征在于：它通過外部模具控制成型，對通用鉆桿管體進行中部加厚成型，形成鍛態的高工位結構，再通過精車加工，達到要求形狀尺寸。

所述的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高工位結構的鍛造成型；

B鍛態高工位結構的精車加工；

C高工位結構的熱處理；

D無損探傷、摩擦焊接、校直過程。

所述的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依據所需高工位結構的位置、長度、高度、高工位結構過渡錐面錐度、精加工余量數據，利用變形前后體積不變理論，確定整個加厚過程中的參與變形管體長度；

A3高工位結構的加熱成型。

所述的鉆桿高工位結構的加工方法，其特征在于：所述的步驟A3中以5英寸規格，總加厚量為16mm，管體原始壁厚為9.19mm，則最佳加厚道次為三道次，第一道次加厚比為1.35，第二道次加厚比為1.45，第三道次加厚比為1.45，經過三道次加厚，管體壁厚達到26.08mm，并依靠模具約束，形成高工位結構的過渡錐面；加厚設備為500/1000噸臥式液壓加厚機組，加厚時加熱設備為180KW中頻加熱爐，加熱溫度為1050～1120℃。

所述的鉆桿高工位結構的加工方法，其特征在于：所述的步驟B是對鍛態的高工位結構進行車削加工，形成外形尺寸精確的高工位結構。

所述的鉆桿高工位結構的加工方法，其特征在于：所述的步驟C中以5英寸G105鋼級，使用天然氣加熱的連續淬火回火爐，加熱溫度870～920℃，保溫時間以節拍控制，采用水淬；回火溫度為550～630℃，回火保溫時間30～45分鐘。

所述的鉆桿高工位結構的加工方法，其特征在于：所述的步驟D是對帶有高工位結構的管體進行熱處理后，需要進行無損探傷，檢查是否存在淬火裂紋等質量缺陷，確認合格的，進行管體與接頭的摩擦焊接，形成完整鉆桿；高工位結構鉆桿的無損探傷、摩擦焊接、焊縫熱處理、校直等過程，與標準鉆桿的工藝相同。

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+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。

具體實施方式

本發明提供了一種鉆桿高工位結構的加工方法的加工方法。具體工藝過程如下：

A高工位結構的鍛造成型。

A1首先選定原料管，其長度較普通鉆桿管體長50～90mm。

A2依據所需高工位結構的位置、長度、高度、高工位結構過渡錐面錐度、精加工余量等數據，利用變形前后體積不變理論，整個加厚過程中的參與變形管體長度。以5英寸規格為例，原始管體外徑為127mm，壁厚為9.19mm，高工位結構高度為16mm（含加工余量2mm），長度為60mm，38度過渡錐面長度為22.85mm，18度過渡錐面長度為49.25mm，利用體積公式計算可得，管體縮減長度為210mm，參與變形的管體長度為