[发明专利]V150钢级钻杆焊缝的热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻杆焊缝的热处理方法，尤其是一种V150钢级钻杆焊缝的热处理方法。

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。美国专利3997374、4160543采用了空气淬火的方法，美国专利3997374采用在钻杆焊缝内外表面喷压缩空气的方法来达到焊缝淬火的目的，空气的冷却速度较慢，因此该方法只适用于类似4340H这种合金含量较高淬透性较好的油淬材质；中国专利200610024175.1公开了一种钻杆焊缝热处理淬火方法，在奥氏体化后的钻杆焊缝表面喷淬火液体，同时在钻杆焊缝内表面喷气，以此达到焊缝淬火的目的，但是没有公开具体的淬火温度和淬火时间和其它的参数，只是给出了一种淬火方式，并且给定的淬火冷却后的焊缝外表温度和后续的回火温度范围较大，并没有指出钻杆接头钢级为130Ksi，钻杆管体钢级为150Ksi的焊缝淬火和回火所需的具体温度；上述专利公开的焊缝热处理工艺均不能达到V150钢级的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，本发明提供的钻杆焊缝热处理工艺是钻杆接头钢级为130Ksi，钻杆管体钢级为150Ksi的焊缝的热处理工艺，得到的钻杆焊缝的屈服强度、抗拉强度、延伸率和-20⁰C条件下的平均冲击功均能达到V150钢级要求。

本发明所采取的技术方案为V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，包括淬火、回火，钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的，钻杆接头钢级为130Ksi，钻杆管体钢级为150Ksi；

淬火包括以下步骤：

a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置；

b、用时30～40秒将焊缝加热到950℃～975℃，并保温28～32秒； 

c、焊缝外表面采用淬火液淬火，内表面采用压缩空气淬火，淬火时间为110～130秒，淬火液的流量为270～290m³/min，压缩空气的出口压力控制在0.5Mpa以上； 

回火包括以下步骤：

a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置；

b、用时35～45秒将焊缝加热到670～695℃，保温170～190秒后，自然冷却至室温。

优选的淬火步骤b中将焊缝加热到960℃；回火步骤b中将焊缝加热到680℃。

优选的淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤c。

优选的淬火液为水、陶氏逆溶型淬火液UCON-E或陶氏逆溶型淬火液UCON-A。

本发明的有益之处为：采用本发明的钻杆焊缝热处理方法，得到的V150钢级钻杆焊缝的屈服强度≥827MPa，抗拉强度≥900MPa，延伸率≥13%，-20⁰C条件下的平均冲击功不低于54J，比V150钢级标准值超出30%以上；焊缝组织晶粒度达到8级或8级以上，热处理后的钻杆焊缝的一次合格率达99.7%以上。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为实施例1热处理后的焊缝的组织晶粒度图；

图2为实施例2热处理后的焊缝的组织晶粒度图；

图3为实施例3热处理后的焊缝的组织晶粒度图；

上述图片放大的倍数相同。

具体实施方式

实施例1

V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，包括淬火、回火，钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的，钻杆接头钢级为130Ksi，钻杆管体钢级为150Ksi；

淬火包括以下步骤：

a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置；

b、用时35秒将焊缝加热到960℃，并保温30秒； 

c、焊缝外表面采用淬火液淬火，淬火液为陶氏逆溶型淬火液UCON-E，内表面采用压缩空气淬火，淬火时间为120秒，淬火液的流量为280m³/min，压缩空气的出口压力控制在0.5Mpa； 

回火包括以下步骤：

a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置；

b、用时40秒将焊缝加热到680℃，保温180秒后，自然冷却至室温。

淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤c。