[发明专利]一种超长加厚端钻杆的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻杆的制造方法，属钢管管端加厚领域，更具体的涉及一种超长加厚端钻杆的制造方法。

背景技术

按照API标准，用于石油钻探的钻杆需要在管体两端分别对焊一个外螺纹钻杆接头和一个内螺纹钻杆接头。为了提高管体端部与接头连接处的强度，需要对管体两端进行加厚。加厚时，外径增大，内径不变的变形方式称为外加厚，外径不变，内径减小方式的称为内加厚，外径增大，同时内径减小的方式称为内外加厚。

图1为一种现有钻杆，图中示出了其加厚端的各项参数，其中，D为钢管外径，d为钢管内径，Dou为加厚端外径，dou为加厚端内径，Leu为外加厚长度，Meu为外加厚过渡带长度，Liu为内加厚长度，Miu为内加厚过渡带长度。

API标准中要求石油钻杆加厚端外加厚长度Leu＝80-90mm，Liu＝90-130mm，大部分属于内外加厚形式且Liu>Leu，总的壁厚锻造比≤3，参与变形长度≤400mm，变形量不大，变形质量容易保证。

但是对于直连型的钻杆来说，由于不需要对焊工具接头，直接在其端部进行螺纹加工，因此其加厚端外加厚长度要求很长，往往是API标准石油钻杆加厚端外加厚长度要求的二倍以上，一般要求达到Leu≥180mm，Liu＝90-140mm，Liu<Leu，总的壁厚锻造比＝3～3.8，参与变形长度≥600mm，总的变形量很大，变形质量很难控制。

美国专利US 4,845,972提供了针对API石油钻杆管端内外加厚的制造方法。其方法是首先外加厚，然后采用不同的方法通过模具将外加厚部分挤压成内加厚。这种方法对于生产加厚端Leu≥180mm的钻杆，由于第一道次加厚时压力很大，冲头大小和钢管内径几乎一致，且变形的长度很长，钢管的加厚端容易抱紧冲头，当冲头退回时，容易在加厚变形起始点位置发生管子拉断现象。

另外一种API钻杆加厚端的制造方法(专利号200510027402.1)是每道次都同时进行内外加厚。这种方法通过每道次都内外加厚，能制造出内加厚过渡带较长的加厚端，其过渡带是通过多道次的衔接而成。但这种方法对于生产加厚端Leu≥180mm的大变形量钻杆，当内外同时加厚变形时，金属同时要向内部和外部流动，由于总变形长度很长，越远离管端的位置金属越难变形，即使在很大的压力下，往往在管子内表产生欠充满的凹坑缺陷，甚至达不到设计的内外径尺寸。

以上两种方法都不适合于加厚变形量大于API钻杆的产品，为了制造出加厚端Leu≥180mm的钻杆，同时避免发生管子拉断及内加厚过渡带处产生凹坑等缺陷，需要有一种新的钻杆加厚端制造方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超长加厚端钻杆的制造方法，可以保证在变形长度很大的条件下，消除原始壁厚不均对加厚端长度的影响，避免发生管子拉断及内加厚过渡带处产生凹坑缺陷，制造出加厚端长度远大于API标准的超长加厚端钻杆。

为了达到上述目的，本发明提供一种超长加厚端钻杆的制造方法，一种超长加厚端钻杆的制造方法，其包括先内加厚、再外加厚，最后内加厚三个步骤；其中，每一步骤至少进行一道次变形，每道次的壁厚锻造比控制为1.1～1.5，随着加厚道次的增加，每道次顶锻压力比上一道次减小20～30巴；每一道次中加厚端的加热温度控制为1150～1250℃；其中，先内加厚步骤在第一道次变形中，顶锻压力控制为150～180巴，加热长度为550～700mm；其他道次变形中，加热长度从加厚端变形起始点到管端。

优选的，在上述内加厚步骤中，加热温度如此控制：加厚端过渡部分的加热温度较变形缩短部分低30～150℃。

较佳的，在上述先内加厚步骤的第一道次变形中，顶锻压力控制为170巴，壁厚锻造比控制为1.1～1.3。

最佳的，当上述先内加厚步骤要完成的壁厚锻造比在1.5以上时，该先内加厚步骤还包括第二道次变形，加热长度从加厚端变形起始点到管端，顶锻压力控制在140～160巴，壁厚锻造比控制在1.4～1.5。

又，上述再外加厚步骤的第一道次变形中，顶锻压力控制在120～140巴，壁厚锻造比控制在1.2～1.4。

进一步，当上述再外加厚步骤要完成的壁厚锻造比在1.5以上时，该再外加厚步骤还包括第二道次变形，加热长度从加厚端变形起始点到管端，顶锻压力控制在90～100巴，壁厚锻造比控制在1.1～1.5。

再进一步，上述最后内加厚步骤的第一道次变形中，顶锻压力控制在60～80巴，壁厚锻造比控制为1.2～1.5。