[发明专利]用于提高钻杆内螺纹接头耐磨性的方法

说明书

技术领域

本发明属于钻杆技术领域，特别涉及一种用于提高钻杆内螺纹接头耐磨性的方法。

背景技术

钻杆是石油天然气钻井过程中的一种最常用工具，由钻杆管体和钻杆接头两部分组成。由于钻杆接头外径远大于钻杆管体外径，所以钻井过程中，钻杆接头部位易发生磨损。钻杆接头的磨损降低了钻杆接头的承载能力，磨损量过大时将会导致钻杆发生早期失效或报废。请参阅图2，为了降低钻杆接头的磨损，目前的主要解决方法是在钻杆接头外表面敷焊一层硬度较高的耐磨带材料。在实际作业过程中，耐磨带材料首先发生磨损，从而避免钻杆接头外表面的磨损，如图1所示；但其缺点在于耐磨带材料价格昂贵，极大的增加了运营成本，且敷焊的耐磨带易开裂剥落。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于提高钻杆内螺纹接头耐磨性方法，该方法具有操作工艺简单、制备钻杆接头耐磨性能强的特点。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于提高钻杆内螺纹接头耐磨性方法，包括：成型步骤；将钻杆接头加工成包含若干个台肩的台阶状结构；其中，位于所述钻杆接头最外层的台肩外径设定为K₁，位于所述钻杆接头最内层的台肩外径设定为K₂；所述K₁比所述K₂大4mm-10mm；加热步骤；将位于所述钻杆接头最外层的台肩表面温度加热至T₁；冷却步骤；对所述钻杆接头最外层的台肩表面进行淬火冷却处理至所述最外层的台肩表面温度为T₂，并从T₂开始自然冷却；其中，所述T₁比所述T₂大600℃-750℃。

进一步地，所述加热步骤包括：用时5S-10S将位于所述钻杆接头最外层的台肩表面温度加热至T₁；并对所述钻杆接头最外层的台肩表面在所述T₁下保温3S-10S。

进一步地，位于所述钻杆接头最外层的台肩长度K₃的数值范围是80mm-115mm。

进一步地，所述T₁的数值范围是900℃-950℃。

一方面，所述成型步骤可包括：将钻杆接头加工成包含2台肩的台阶状结构，包括：第一台肩、第二台肩；将所述第一台肩的外径设定为185mm，所述第二台肩的外径设定为175mm；其中，所述第一台肩与所述第二台肩以圆弧过渡，所述圆弧的曲率半径是8mm。所述加热步骤包括：用时5S将所述第一台肩的表面温度加热至930℃；将所述第一台肩在930℃下保温5S。

又一方面，所述成型步骤可包括：将钻杆接头加工成包含2台肩的台阶状结构，包括：第一台肩、第二台肩；将所述第一台肩的外径设定为215mm，所述第二台肩的外径设定为195mm；其中，所述第一台肩与所述第二台肩以圆弧过渡，所述圆弧的曲率半径是12mm。所述加热步骤包括：用时10S将所述第一台肩的表面温度加热至950℃；将所述第一台肩在950℃下保温10S。

再一方面，所述成型步骤可包括：将钻杆接头加工成包含2台肩的台阶状结构，包括：第一台肩、第二台肩；将所述第一台肩的外径设定为145mm，所述第二台肩的外径设定为140mm；其中，所述第一台肩与所述第二台肩以圆弧过渡，所述圆弧的曲率半径是5mm。所述加热步骤包括：用时3S将所述第一台肩的表面温度加热至900℃；将所述第一台肩在900℃下保温3S。

本发明提供的一种用于提高钻杆内螺纹接头耐磨性的方法，将钻杆接头加工成包含若干个台肩的台阶状（阶梯状）结构；并对钻杆接头最外层的台肩表面依次通过加热步骤、冷却步骤分别进行加热、冷却处理；使得最终钻杆接头最外层的台肩表面（耐磨台肩）硬度大于HRC50，具有操作工艺简单、耐磨性能强的特点，有效避免了钻杆接头内层台肩的磨损，减少了维修、更替次数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于提高钻杆内螺纹接头耐磨性的方法整体工艺流程示意图；以及

图2为现有技术中敷焊耐磨带的钻杆内螺纹接头示意图；以及

图3为本发明实施例提供的一种用于提高钻杆内螺纹接头耐磨性的方法中，钻杆内螺纹接头加工成型后的结构示意图以及