[发明专利]一种120钢级钻杆及其制造工艺方法

权利要求书

1、一种120钢级钻杆，其特征在于：此种120钢级钻杆管体采用27CrMnMo，接头材料采用AISI4137HM，其中，接头化学成分及质量百分比分别为C≤0.40％，S≤0.015％，P≤0.010％，N≤0.009％，B≤0.005％，公母接头尺寸与G105钻具相同，机械性能分别为：屈服强度130-150Ksi，延伸率≥17％，布氏硬度HB290-330，纵向冲击功80J，横向冲击功60J，端面收缩率≥45％，晶粒度等级7级。

2、一种120钢板钻杆及其制造工艺方法，其特征在于：此种钻杆的制造工艺方法和实施步骤如下：

(1)、管体制造：选用优质改进型合金材料27CrMnMo4s/1作为钻杆管体材料，将其两端烧红(1100-1200℃)后，利用加厚压力机和专门设计的模具，采用内外加厚方式将两端150mm范围内的管体外径加大、内径缩小到美国石油协会标准API Spec5D要求，管体一端1.2m范围内感应圈三次逐步加热，防止管体加热过快造成管体爆裂，提高生产线的进度；管端镦粗两次镦粗到标准规定尺寸；掉头用同样方式镦粗管体另一端；将加厚过的管体通过900-920℃淬火和600-620℃回火热处理，使其最低屈服强度达到120-135Ksi；利用天然气整体炉式加热、整体式水淬，温度必须均匀，炉内多处采用实时摄像头监控，炉内全部支架和传动系统采用耐高温不锈钢制造；对热处理后的管体经校直处理和步进式缓慢冷却后进行电磁探伤，找出裂纹或挤压缺陷；对管体端部同样进行校直、加工，然后用磁粉或超声波探伤，发现微型裂纹采取补救办法或锯掉重新加厚；

(2)、接头制造：选用优质改进型合金材料AISI4137HM作为钻杆接头材料，要求每件单独锻造成型，不得将长料锯断作为原料；热处理采用880-920℃淬火和600-620℃回火工艺，毛坯粗加工后，热处理过程中适当碳氮共渗，防止接头表面的金属层碳元素流失，然后在精加工过程中将渗碳层加工掉，以避免接头裸露表面脆硬，使得机械性能更加均匀；对螺纹表面镀铜，用以防止螺纹在大扭矩下发生粘合现象；按ASTMA370方法进行冲击功试验，10x10mm试件的纵向冲击功超过90J，横向冲击功超过70J，冲击功要求远远高于API Spec7要求，以保证接头性能满足P120钻杆大水眼方面的强度要求；

(3)、对焊；采用大型惯性摩擦机进行钻杆管体和接头的对焊，焊缝采取890-920℃淬火和590-610℃回火处理，使最低屈服强度达到105Ksi；对焊后主要工作如下：冲压钻杆内孔焊缝溢出物，在焊缝处于红热状态时，用设在对焊机上的冲头将钻杆内孔中的金属溢出物冲掉；焊缝退火，降低焊缝硬度；外圆焊缝机加工，用车床将钻杆外圆焊缝处的金属溢出物车去；焊缝淬火和回火处理，使钻杆机械性能达到标准要求，可抽样进行试验检测；内外焊缝修模，使用机械砂轮进行打磨，使管体端部与接头端部同心；焊缝检测，进行超声波探伤和磁粉探伤；焊耐磨带，用以减少钻杆接头直接承受的摩擦力，延长使用寿命；钻杆内表面涂覆内涂层，用以防止钻杆内壁腐蚀或被高压泥浆直接冲刷，延长钻杆使用寿命；钻杆外表面喷油漆、标识；重量、长度测量，准备质量证明文件；钻杆加工完毕，待发运使用。