[发明专利]一种钻杆高工位结构的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻杆，特别是一种钻杆高工位结构的加工方法。

背景技术

钻杆是石油天然气钻采的必须工具。钻杆从结构上分为钻杆管体、公接头、母接头三部分，公母接头经过焊接连接成整体形成钻杆，钻杆间通过公母接头的螺纹旋接，形成钻柱，钻柱主要起传递扭矩和钻井液循环作用。世界上普遍采用美国石油学会的API系列标准，因此也称为API钻杆或标准钻杆。API标准钻杆母接头台肩处作为上卸扣卡固工位，高度较低，造成钻井工人在上卸扣时必须弯腰作业，劳动强度大，作业效率低。具有高工位结构的特殊钻杆通过在母接头下方增加卡固结构，提高了钻杆上卸扣作业工位，改善了上卸扣作业工况。目前高工位结构钻杆采用特厚壁管车削成型的方法进行加工，由于车削量大，不仅浪费材料，加工效率低，而且加工费用高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻杆高工位结构的加工方法，主要解决上述现有技术所存在的缺陷，它有效提高了高工位结构钻杆的加工效率，降低了材耗水平和生产成本。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种钻杆高工位结构的加工方法，其特征在于：它通过外部模具控制成型，对通用钻杆管体进行中部加厚成型，形成锻态的高工位结构，再通过精车加工，达到要求形状尺寸。

所述的钻杆高工位结构的加工方法，其特征在于：具体工艺过程如下：

A高工位结构的锻造成型；

B锻态高工位结构的精车加工；

C高工位结构的热处理；

D无损探伤、摩擦焊接、校直过程。

所述的钻杆高工位结构的加工方法，其特征在于：所述的步骤A的具体工序如下：

A1首先选定原料管，其长度较普通钻杆管体长50～90mm；

A2依据所需高工位结构的位置、长度、高度、高工位结构过渡锥面锥度、精加工余量数据，利用变形前后体积不变理论，确定整个加厚过程中的参与变形管体长度；

A3高工位结构的加热成型。

所述的钻杆高工位结构的加工方法，其特征在于：所述的步骤A3中以5英寸规格，总加厚量为16mm，管体原始壁厚为9.19mm，则最佳加厚道次为三道次，第一道次加厚比为1.35，第二道次加厚比为1.45，第三道次加厚比为1.45，经过三道次加厚，管体壁厚达到26.08mm，并依靠模具约束，形成高工位结构的过渡锥面；加厚设备为500/1000吨卧式液压加厚机组，加厚时加热设备为180KW中频加热炉，加热温度为1050～1120℃。

所述的钻杆高工位结构的加工方法，其特征在于：所述的步骤B是对锻态的高工位结构进行车削加工，形成外形尺寸精确的高工位结构。

所述的钻杆高工位结构的加工方法，其特征在于：所述的步骤C中以5英寸G105钢级，使用天然气加热的连续淬火回火炉，加热温度870～920℃，保温时间以节拍控制，采用水淬；回火温度为550～630℃，回火保温时间30～45分钟。

所述的钻杆高工位结构的加工方法，其特征在于：所述的步骤D是对带有高工位结构的管体进行热处理后，需要进行无损探伤，检查是否存在淬火裂纹等质量缺陷，确认合格的，进行管体与接头的摩擦焊接，形成完整钻杆；高工位结构钻杆的无损探伤、摩擦焊接、焊缝热处理、校直等过程，与标准钻杆的工艺相同。

本发明创新了一种高工位结构钻杆中高工位结构的加工方法，即：通过镦锻加厚+精车+热处理的加工方法，有效提高了高工位结构钻杆的加工效率，降低了材耗水平和生产成本。

具体实施方式

本发明提供了一种钻杆高工位结构的加工方法的加工方法。具体工艺过程如下：

A高工位结构的锻造成型。

A1首先选定原料管，其长度较普通钻杆管体长50～90mm。

A2依据所需高工位结构的位置、长度、高度、高工位结构过渡锥面锥度、精加工余量等数据，利用变形前后体积不变理论，整个加厚过程中的参与变形管体长度。以5英寸规格为例，原始管体外径为127mm，壁厚为9.19mm，高工位结构高度为16mm（含加工余量2mm），长度为60mm，38度过渡锥面长度为22.85mm，18度过渡锥面长度为49.25mm，利用体积公式计算可得，管体缩减长度为210mm，参与变形的管体长度为