[发明专利]一种用于深井钻井的钻杆用钢材处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢材处理工艺,具体涉及一种用于深井钻井的钻杆用钢材处理方法.

背景技术

深井钻井过程中涉及深部井段的泥页岩、泥质砂岩等岩石在上覆盖岩层压力的作用下，变得十分致密难于破碎。现有牙轮钻头的牙齿压入这类岩石的破碎坑体积很小，有的根本不产生体积破碎，而只留下一个很浅的齿痕。这些地层岩石在高密度钻井液条件下井底破碎出的岩屑延迟效应十分明显，机械钻速很慢。同时，深井钻井中钻杆在高压作用下发生弯曲，且只有将钻杆压弯的情况下才能提高机械转速，加速破岩。因此，对钻杆的强度、硬度和韧性都提出了较高的要求。在正常钻进时能够弯曲，在起下钻过程中需要回复原状以免破坏井壁，避免造成井壁损坏而破坏井壁稳定性。

现有的钻杆采用常规的热处理，无法满足钻井不断向深井发展的需求，尤其是在超过6000m的超深井钻井。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述钻杆存在的问题，本发明提供一种用于深井钻井的钻杆用钢材处理方法，以满足对深井钻井中对钻杆的要求。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于深井钻井的钻杆用钢材处理方法，包含下列步骤:

(1)将钻杆用钢材至少清理三次，清理钢材表面的油污和锈斑；

(2)正火：将钢材加热至800～820℃，维持稳定在2个小时后在空气中冷却；

(3)淬火：将钢材连续地旋转前进加热至820～840℃，维持温度在3个小时左右，钢材出炉口后再前进600mm后进行水淬，钢材的前进速度保持在每分钟200mm，水温为25～40℃，淬火硬度达到HRC48以上，淬火后的钢材在4小时内回火；

(3)回火：将钢材连续地旋转前进加热至500～530℃，钢材出炉后再前进800mm后进行水冷，钢材的前进速度保持在每分钟200mm；

(4)检验：回火后的钢材每件进行韧度、抗拉强度和屈服强度的检测，合格者入库；

(5)韧度、抗拉强度或屈服强度不合格的重新进行处理，韧度高的重新回火，韧度低的重新返淬，返淬次数最多三次。

进一步的，所述抗拉强度大于800Mpa、屈服强度大于600Mpa、韧度大于50J为合格。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

通过采用以上技术方案，处理操作步骤、工艺参数合理、规范，产品满足深井钻井对石油钻杆的硬度及强度、延伸度、收缩率、冲击功等力学性能的要求，合格率达95％以上。

具体实施方式

下面对本发明作详细说明。

一种用于深井钻井的钻杆用钢材处理方法，包含下列步骤:

(1)将钻杆用钢材至少清理三次，清理钢材表面的油污和锈斑；

(2)正火：将钢材加热至800～820℃，维持稳定在2个小时后在空气中冷却；

(3)淬火：将钢材连续地旋转前进加热至820～840℃，维持温度在3个小时左右，钢材出炉口后再前进600mm后进行水淬，钢材的前进速度保持在每分钟200mm，水温为25～40℃，淬火硬度达到HRC48以上，淬火后的钢材在4小时内回火；

(3)回火：将钢材连续地旋转前进加热至500～530℃，钢材出炉后再前进800mm后进行水冷，钢材的前进速度保持在每分钟200mm；

(4)检验：回火后的钢材每件进行韧度、抗拉强度和屈服强度的检测，合格者入库；

(5)韧度、抗拉强度或屈服强度不合格的重新进行处理，韧度高的重新回火，韧度低的重新返淬，返淬次数最多三次。

所述抗拉强度大于800Mpa、屈服强度大于600Mpa、韧度大于50J为合格。

结合钻杆在深井钻井中的工作环境、受力状况、性能分析，采用本方法的处理方法，可以使得钻杆满足深井钻井的要求，合格率达95％以上。

如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。