[发明专利]一种石油钻杆接头制造过程中的调质方法

说明书

技术领域

本发明属于石油钻杆接头制造技术领域，涉及一种在石油钻杆接头制造工艺中的调质方法。

背景技术

钻杆是石油、天然气领域进行油气资源勘探、开发的重要部件。钻杆接头用于在石油钻井时连接上、下钻杆，使用时承受工作扭矩。由于石油钻杆接头的工作条件恶劣，对其本身的性能要求很高，其抗拉强度Rm≥970MPa，屈服强度Rp0.2≥862MPa，特别是在-20℃下的所要能够承受的平均冲击值往往高达71J以上。

在制造钻杆接头时，毛坯精加工前的调质工序是一道关键工序，也是石油钻杆接头的核心技术。如果调质不良，可能导致钻杆接头在钻探过程中由于自身抗拉强度不足导致接头断裂。同时，调质也会影响到接头的低温冲击值，如果调质不良，导致钻杆接头的低温冲击值较低，也将导致钻杆接头在钻探过程中发生断裂。

目前，现有的调质方法是技术人员根据经验选择工艺参数，如果接头性能不合格，再根据检测结果调整工艺参数进行返工调质。这种方法周期较长，需要消耗大量能源和人力资源，需要经过多次调质才能使接头达到性能要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，为解决在石油钻杆接头制造过程中需要进行多次调质的问题，实现只经过一次调质就能够达到产品性能要求，提出一种新的调质方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种石油钻杆接头制造过程中的调质方法，首先检测出钻杆接头毛坯中主要合金元素的具体含量是否符合国家标准。如果检测结果符合国标，则采用碳当量计算法，根据检测出的每个合金元素的具体含量值，将其折算成各自对应的C当量值，并计算出这些C当量值的总和。之后，根据计算出的C当量总和，确定出淬火时选用的温度范围，以及回火时选用的温度范围。

在调质时，即根据上述确定出的温度参数进行调质，由此实现一次性调质即可使接头达到性能指标要求。

有益效果

本发明方法，通过分析接头毛坯中各合金元素的含量并将其折算成C当量，然后根据C当量总和确定出淬火时选用的温度范围以及回火时选用的温度范围。这种方法能够快速准确的确定出调质工艺参数，避免了以往需要多次返工调质的方式，在保证产品性能的前提下，极大的缩短了调质时间，并节约了能源、降低了生产成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

一种石油钻杆接头制造过程中的调质方法，包括以下步骤：

首先，检测出钻杆接头毛坯中至少8种合金元素C、Si、Mn、P、Mo、Cr、Ni、Cu的具体含量是否与该型号钻杆接头毛坯的国家规定标准相符合。如果检测结果不符合国标，则不采用该钻杆接头毛坯。

如果检测结果符合国标，采用碳当量计算法，将C、Si、Mn、P、Mo、Cr、Ni、Cu元素的含量折算成对应的C当量值，并计算出这些C当量值的总和。

之后，根据计算出的C当量总和，确定出淬火时选用的温度范围，以及回火时选用的温度范围，即：

若C当量总和＜0.862％时，淬火时的温度要求控制在870～880℃，回火时的温度要求控制在570～580℃；若C当量总和≥0.862％时，淬火时的温度要求控制在860～870℃，回火时的温度要求控制在580～595℃。

在调质时，根据上述确定出的温度参数进行调质，即可实现只经一次性调质就使接头达到性能指标要求。

实施例

下面以采用本发明方法对5″型号石油钻杆接头进行调质为例进行说明。

首先，通过采用国家标准化学检测法，检测出5″钻杆接头毛坯中主要合金元素C、Si、Mn、P、Mo、Cr、Ni、Cu的百分含量，具体如下：

C：0.37％     Si：0.23％    Mn：0.96％    P：0.013％

Mo：0.31％    Cr：1.11％    Ni：0.12％    Cu：0.014％

在国家标准中，5″钻杆接头毛坯中，C元素含量为0.35％～0.38％，Si元素含量为0.15％～0.35％，Mn元素含量为0.85％～1％，P元素含量≤0.013％；Mo元素含量为0.28％～0.33％，Cr元素含量为0.9％～1.2％，Ni元素含量≤0.25％，Cu元素含量≤0.25％。可见，该钻杆接头毛坯中8种主要合金元素均在标准范围之内。

然后，采用碳当量计算法，根据检测出的每个合金元素的具体含量值，将其折算成各自对应的C当量值，并计算出这些C当量值的总和，具体如下：