[发明专利]一种钻杆焊区热处理工艺

说明书

本发明公开了一种钻杆焊区热处理工艺，钻杆焊区由材质26CrMo，强度等级105ksi的钻杆管体和材质37CrMnMo，强度等级130ksi的钻杆接头经惯性摩擦焊接形成，钻杆焊区热处理包括淬火步骤和回火步骤，对钻杆焊区进行淬火时，将淬火加热线圈的中心对准焊缝线偏钻杆管体侧3～8mm处；对钻杆焊区进行回火时，将回火加热线圈的中心对准焊缝线偏钻杆接头侧5～10mm处。本发明有利于降低焊缝线偏钻杆接头侧硬度，提高焊缝线偏钻杆管体侧硬度，使整个焊缝线区域硬度不均匀问题改善，拉伸强度和伸长率、冲击韧性更好，避免焊缝线区域成为整个焊区最薄弱的位置，同时，批量生产合格率高。

技术领域

本发明属于石油钻杆技术领域，尤其涉及一种钻杆焊区热处理工艺。

背景技术

石油钻杆由钻杆公、母接头和钻杆管体组成，而钻杆管体和钻杆接头由于壁厚不同，所选材料的化学成分、钢级、基体组织性能状态等均不同，因此，公、母接头与管体的连接尤其重要。

目前钻杆管体与钻杆接头最有效、最可靠的连接方法是惯性摩擦焊接，焊接后每根钻杆都有两个焊接区域，而钻杆管体与钻杆接头焊缝线(熔合面)是整根钻杆机械性能最薄弱的位置，焊区热处理工艺直接决定钻杆焊区力学性能和金相组织，不合适的热处理工艺会导致钻杆焊缝线区域硬度差异较大，进而导致焊缝线区域综合力学性能下降，应用过程中发生焊区失效事故。

因此，对于此类钻杆焊区热处理时，需考虑到材料主要合金元素含量不同、材料淬火性不同，材料力学性能不同。

根据经验，钻杆焊区热处理过程中，淬火温度越高，焊区硬度越高，回火温度越高，焊区强度硬度越低。此外，对于26CrMo钻杆管体与37CrMnMo钻杆接头，在实际热处理过程中，要达到相近的强度硬度，钻杆接头需要的回火加热温度更高，钻杆管体则需要的回火加热温度更低。

在现有技术中，对于26CrMo钻杆管体与37CrMnMo钻杆接头摩擦焊接而成的钻杆焊区热处理时，淬火加热线圈和回火加热线圈均对准焊缝线，热处理后焊缝偏钻杆管体侧和管体热影响区相对硬度较低，焊缝线偏接头区域和偏钻杆管体区域硬度差异非常大，对焊区进行拉伸试验时，断裂位置可能发生在焊缝偏钻杆管体侧，即焊缝线区域可能成为整个焊区最薄弱位置，这是钻杆设计制造中应该避免的。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，提供一种钻杆焊区热处理工艺，改善26CrMo钻杆管体与37CrMnMo钻杆接头焊接后整个焊缝线区域硬度不均匀的问题，避免焊缝线区域成为整个焊区最薄弱的位置，采用本发明所述的区热处理工艺生产的钻杆的拉伸强度、伸长率、冲击韧性都更好，同时，可提升批量生产的合格率。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种钻杆焊区热处理工艺，包括经惯性摩擦焊接的钻杆管体和钻杆接头焊接形成的钻杆焊区，所述钻杆焊区热处理包括淬火处理及和回火处理，在对钻杆管体和钻杆接头之间的钻杆焊区进行淬火时，将淬火加热线圈的中心对准焊缝线偏钻杆管体侧3～8mm处；在对钻杆管体和钻杆接头之间的钻杆焊区进行回火时，将回火加热线圈的中心对准焊缝线偏钻杆接头侧5～10mm处。

作为优选地，所述淬火处理过程包括：

步骤一，将钻杆焊区送至淬火加热线圈位置，将淬火加热线圈中心对准焊缝线偏钻杆管体侧3～8mm；

步骤二，利用55～75s，将焊区温度升高至830～900℃，并保温95～115s；

步骤三，淬火冷却采用外喷淋浓度12.5％的水溶性PAG介质，内喷压缩空气，外淋内喷时间超过50s。

作为优选地，所述回火过程具体包括：