[发明专利]定向钻杆的加工工艺

权利要求书

1.一种定向钻杆的加工方法，其特征在于：包括下料、毛坯件机加工及热处理、焊接、钻杆热处理及机加工、表面处理，所述下料包括公接头下料、钢管下料和母接头下料；所述毛坯件机加工及热处理包括接头锻造、粗车、调质及半精车，钢管机加工及校直；所述焊接为摩擦焊；所述钻杆热处理及机加工包括焊缝回火、车焊疤和数车螺纹；所述表面处理包括磷化及喷漆,

具体包括以下步骤：

下料：

a1.公接头下料，通过锯床对圆钢下料达工艺尺寸，并预留锻造、车削及摩擦焊余量；

a2.钢管下料，通过锯床对无缝调质钢管下料达工艺尺寸，并预留车削及摩擦焊余量；

a3.母接头下料，通过锯床对圆钢下料达工艺尺寸，并预留锻造、车削及摩擦焊余量；

b．毛坯件机加工及热处理：

b1.将公接头根据设计尺寸依次进行：锻造，使用相应模具将所述a1的下料精锻出指定的尺寸形状；粗车，根据粗车图纸要求对锻造毛坯件进行车削并达到工艺设计要求；调质，所述a1下料的材料牌号为某合金结构钢，先淬火后回火处理，淬火温度820℃-880℃，介质为油淬,回火温度580℃-620℃；半精车，使用车床完成公接头的外形尺寸加工，预留精车余量，为数控加工公扣螺纹留下余量空间；数车，采用数控车床精车公接头外螺纹并达到图纸设计要求；

b2.将钢管根据设计尺寸依次进行：车端面，使用车床将钢管两端面车光车平，并且达到设计的表面粗糙度及垂直度要求；校直，通过液压力机校直，采用压力机进行点式校直，达到设计的直线度要求；

b3.将母接头根据设计尺寸依次进行：锻造，使用相应模具将所述a3的下料精锻出指定的尺寸形状；粗车，根据粗车图纸设计要求对锻造毛坯件进行车削并达到工艺设计要求；调质，所述a3下料的材料牌号为某合金结构钢，先淬火后回火处理，淬火温度820℃-880℃，介质为油淬,回火温度580℃-620℃；半精车，使用车床完成母接头的外形尺寸加工，预留精车余量，为数控加工母扣螺纹留下余量空间；

c.焊接：使用C63A摩擦焊机将公接头、钢管及母接头焊接为一整体，焊缝焊接温度为1070℃-1085℃，单头焊缝缩短量为10mm，钻杆直线度公差≦0.50mm/m；

d．钻杆整体热处理及机加工：

d1.钻杆整体进行回火处理，回火温度在600-620℃之间，直流电压420±20V，加热时间为35s，加热长度20mm；

d2.数车，钻杆总长及内螺纹加工，车削钻杆端面，保证总长尺寸，同时使用定制螺纹成形刀片加工内螺纹，最后加工配合孔及挡圈槽达尺寸；

e．表面处理：

e1.磷化，将钻杆先除油、除锈后整体浸入磷化液对螺纹进行中温磷化处理；所述磷化液为由Fe(H2PO4)2、 Mn(H2PO4)2、 Zn(H2PO4)2 组成的酸性稀水溶液，PH值为1.8-2.2，溶液相对密度为1.08-1.30，其中中温磷化的温度为50℃-75℃；

e2.喷漆，对钻杆外表面需要防锈的部分进行喷漆处理；

f.加工完成，钻杆外管入库待装。

2.根据权利要求1所述的定向钻杆的加工方法，其特征在于：所述步骤b1中锻造毛坯件经过调质处理之后进行硬度检测及金相分析，采用的检测设备为洛氏硬度计及金相分析仪。

3.根据权利要求1所述的定向钻杆的加工方法，其特征在于：所述步骤b3中锻造毛坯件经过调质处理之后进行硬度检测及金相分析，采用的检测设备为洛氏硬度计及金相分析仪。

4.根据权利要求1所述的定向钻杆的加工方法，其特征在于：所述步骤d1中，经过回火处理之后的钻杆进行精车加工去除焊接留下的内外疤痕及毛刺。

5.根据权利要求1所述的定向钻杆的加工方法，其特征在于：对焊接后的钻杆进行检测，其检测方法包括：用扭矩检测设备对焊接后的Ф70定向钻杆进行抗扭能力检测，要求破坏扭矩＞12000N.m；同时对焊接后的钻杆试样进行拉伸试验，要求试样拉伸屈服强度≥850MPa；冲击试验，要求试样平均值AKv2≥16.3J及钻杆超声波无损探伤。

6.根据权利要求1所述的定向钻杆的加工方法，其特征在于：所述步骤d2中的钻杆内螺纹加工完成后，用锥度塞规、螺纹塞规检测其锥度、螺距、紧密距和牙形角并达设计要求：螺纹螺距平均值误差为±0.025mm，螺纹全长误差公差值不大于0.1mm。