[发明专利]中频感应处理绳索钻杆的设备和工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理钻探使用的绳索钻杆的设备和工艺方法。

背景技术

在地质勘探中应用较多的绳索取芯钻杆是一种薄壁类合金钢管，在使用过程中要一方面要承受杆体自重所产生的拉应力，另一方面要承受动力头高速旋转式产生的扭矩，因此，对钻杆的机械性能要求较高。随着勘探深度的增加，对钻杆体的机械性能承载力的要求也逐步增加，普通的热轧或冷拔钢管已无法满足使用要求，因此必须经过整体调质处理才提高钻杆的整体机械性能，延长钻杆的使用寿命。

因此，我厂引进了中频感应钢管热处理生产线，研发了用于绳索钻杆整体调质的热处理工艺，生产出机械性能较高，质量稳定的类绳索钻杆。

按照传统的热处理工艺方式，长管类钢管的调质处理首先是在较深的竖直井式炉内整体加热，然后在同样深的油池内进行冷却降温，完成淬火工艺；然后再将淬火后的管材放到井式炉内保温较长时间，完成回火工艺。此类传统的调质方式生产效率较低，钻杆的整体热处理均匀性不好，能源的利用率不高，同时，在油池内冷却时产生的烟雾容易造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种中频感应处理绳索钻杆的设备和工艺，解决传统的热处理工艺方式生产长管类钢管，生产效率较低，钻杆的整体热处理均匀性不好，能源的利用率不高，同时，在油池内冷却时产生的烟雾容易造成环境污染的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

中频感应处理绳索钻杆的设备，主要包括淬火感应线圈、淬火喷淋冷却水圈、回火感应线圈、回火喷淋水圈和带动钻杆前进的变频调速辊道，所述变频调速辊道依次通过淬火感应线圈、淬火喷淋冷却水圈、回火感应线圈、回火喷淋水圈。其中淬火感应线圈至少有两个。

中频感应处理绳索钻杆的工艺，采用分段逐次前进连续感应加热的生产方式，其具体步骤如下：首先将待处理的钻杆放置料架上，调整变频电机对辊送料机构的线速度，将生产线各感应设备通电进入正常的工作状态，调整冷却水圈水量大小；其次将处理钻杆有抬升机构将管体送入对辊送料机构中，以均匀的速度依次通过淬火感应线圈、淬火喷淋冷却水圈、回火感应线圈、回火喷淋水圈，观察在各加热区域的加热温度，将各区域温度分别维持在：淬火温度850-950℃；回火温度550-710℃。

钻杆淬火前快速加热至奥氏体温度，淬火时可形成极细的马氏体组织，常化时则可形成细晶粒铁素体-珠光体结构。由于感应加热回火时间短，小颗粒碳化物析出，可均匀地分布在细晶粒的马氏体基体。

本专利利用中频电流的电磁感应加热原理进行分段逐次前进的连续加热方式，淬火及回火可同时在线进行。感应加热是以电作为能源，完全不同于常规的热处理加热方式使用天然气、煤气以及液化石油气等燃气那样，在钢管的加热过程中会产生烟尘，形成空气污染。另外，使用中频感应技术对管体进行加热时，升温速度快，效率高，可以实现管体的连续生产作业，提高了产品加工效率，同时，由于温度可以在线可控可调，因此，可以保证钻杆体的热处理均匀性，达到提高钻杆综合机械性能的目的。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明所述的中频感应处理绳索钻杆的设备结构图；

图2是本发明所述的经过中频感应处理绳索钻杆的设备处理的钻杆的截面硬度分布图；

图3是本发明所述的经过中频感应处理绳索钻杆的设备处理的钻杆的轴向硬度分布图。

图中：

1、淬火感应线圈；2、淬火喷淋冷却水圈；3、回火感应线圈；4、回火喷淋水圈；5、变频调速辊道；6、钻杆。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的中频感应处理绳索钻杆的设备，主要包括淬火感应线圈1、淬火喷淋冷却水圈2、回火感应线圈3、回火喷淋水圈4和带动钻杆6前进的变频调速辊道5，所述变频调速辊道5依次通过淬火感应线圈1、淬火喷淋冷却水圈2、回火感应线圈3、回火喷淋水圈4。其中淬火感应线圈1至少有两个。

中频感应处理绳索钻杆的工艺，采用分段逐次前进连续感应加热的生产方式，其具体步骤如下：首先将待处理的钻杆放置料架上，调整变频电机对辊送料机构的线速度，将生产线各感应设备通电进入正常的工作状态，调整冷却水圈水量大小；其次将处理钻杆有抬升机构将管体送入对辊送料机构中，以均匀的速度依次通过淬火感应线圈、淬火喷淋冷却水圈、回火感应线圈、回火喷淋水圈，观察在各加热区域的加热温度，将各区域温度分别维持在：淬火温度850-950℃；回火温度550-710℃。