[发明专利]钻杆管体的热处理工艺

说明书

本发明公开了一种钻杆管体的热处理工艺，包括淬火、回火热处理，按如下步骤和工艺参数进行操作：①淬火，a、将钻杆管体输送到升温至880℃‑930℃的步进式淬火炉内，保温40‑60分钟，b、钻杆管体出炉后，15秒钟内进入10℃‑30℃的淬火液，淬火时间不少于30秒，②回火，将钻杆管体输送到升温至560℃‑590℃的步进式回火炉内，保温60‑85分钟，再将钻杆管体出炉，自然冷却至室温。采用本发明，钻杆的冲击功性能好，比V150钢级标准值超出30％以上；热处理后的钻杆管体的强度、延伸率等力学指标达到V150钢级的要求，合格率达98％以上；且本发明的热处理操作步骤、工艺参数合理。

技术领域

本发明涉及一种管体的热处理工艺，尤其是一种制造具有较高机械性能的钻杆管体的淬火、回火工艺，使其能达到V150钢级的标准。

背景技术

石油钻杆是油田钻井的主要工具，结构中包括钻杆管体和钻杆管体两端的钻杆接头。在油气的开采和提炼过程中，要求钻杆管体必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。

随着石油行业的不断发展，越来越多的深井、超深井被开发，这对钻杆就提出了越来越高的要求。目前API系列钻杆中强度最高的是S135钢级，但随着钻井深度的增加，对钻杆的强度要求也在不断增加，S135钢级的钻杆已经无法满足部分深井的要求。

国外钻杆行业提出了V150钢级这一钻杆行业新钢级的标准。V150钢级钻杆对原材料和热处理能力均提出了更高的要求。目前国内公开的热处理工艺，很难达到V150钢级钻杆的技术要求，尤其是热处理后的钻杆管体的拉伸性能不能满足要求，相关的热处理工艺国外也未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可靠的、便于操作的制造符合V150钢级的钻杆管体的热处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案包括淬火、回火，用于热处理工艺的钢种成分及含量为，C：0.24-0.30，Cr：0.85-1.20，Mo：0.50-0.75，V：0-0.05，Si：0.10-0.40，Mn：0.60-1.00，Cu：0-0.05，S：≤0.015，P：≤0.020，余量为Fe，单位为质量百分比，按如下步骤和工艺参数进行操作：

①淬火

a、将钻杆管体输送到升温至880℃-930℃的步进式淬火炉内，保温40-60分钟，

b、钻杆管体出炉后，15秒钟内进入10℃-30℃的淬火液，淬火时间不少于30秒；

②回火

将钻杆管体输送到升温至560℃-590℃的步进式回火炉内，保温60-85分钟，再将钻杆管体出炉，自然冷却至室温。

进一步的改进在于：

淬火后的钻杆管体在四小时内进行回火。

所述的淬火液为自来水，淬火液的温度通过冷却塔调节。

淬火步骤①中所述的钻杆管体在淬火液中进行自转，自转速率为70-100转/分钟。

按照步骤①和步骤②处理钻杆管体不多于200支后，做1次加厚端和钻杆管体的机械性能试验，试验项目为抗拉强度和冲击功，合格后，入库。本步骤是为了加强质量监控。所述的冲击功试验不合格的钻杆管体重新按照步骤①和②进行淬火、回火热处理，重新淬火、回火热处理的次数不超过三次。

所述的冲击功试验合格时，抗拉强度偏高的钻杆管体重新按照步骤②进行回火，回火次数不超过三次，抗拉强度偏低的钻杆管体重新按照步骤①和②进行淬火、回火热处理，重新淬火、回火热处理次数不超过三次。