[发明专利]一种钻杆管体热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械热处理加工领域，具体涉及一种钻杆管体热处理方法。

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。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

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种钻杆管体热处理方法，该种热处理方法简单方便，工艺参数合理，能有效提高钻杆管体的冲击功性能，增强其管体强度、延伸率等力学性能。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种钻杆管体热处理方法，按照以下步骤进行：

(1)将钻杆管体工件输送至退火炉中进行退火处理，待退火炉的退火区温度升至600-650℃后，向退火炉内通入氩气或氮气作为保护气体；

(2)将退火后的钻杆管体工件输送至淬火炉中进行淬火处理；

(3)淬火完毕后出淬火炉浸入温度为15-25℃的淬火液，淬火时间为40-60s；

(4)最后将钻杆管体工件输送到回火炉中进行回火处理，回火结束后出炉空冷至室温即可。

进一步地，在步骤(1)中，在退火处理前，先对退火炉进行预热，预热温度为480-520℃。

作为本发明的优化方案，在步骤(1)中，退火炉的退火区的温度设定为：退火炉一段的温度为660-680℃；退火炉二段的温度为680-720℃；退火炉三段的温度为700-740℃；退火炉四段的温度740-780℃；退火炉五段的温度为720-760℃。

作为本发明的优化方案，在步骤(1)中，退火炉的降温区的温度设定为：降温区一段的温度为680-720℃；降温区二段的温度为600-650℃；降温区三段的温度为500-600℃。

进一步地，在步骤(1)中，所述保护气体的流速为1.5-2.5L/min。

进一步地，在步骤(2)中，所述淬火的温度为680-720℃，保温时间为45-55min。

优选地，在步骤(3)中，所述淬火液采用等温分级淬火油。

进一步地，在步骤(4)中，所述回火处理步骤是先将钻杆管体工件升温至580-620℃，保温30-40min，之后降温至360-420℃，保温20-30min。

本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明设置的热处理步骤简单方便，工艺参数合理，处理合格率达99％以上，在各个炉内进行相应的热处理，消除了杆件表面的应力，消除了各向同性及剩磁，降低了输入功率；

(2)采用本发明的方法对钻杆管体工件进行热处理，钻杆管体的冲击功性能好，与V150钢级标准值的54J相比，超出35％以上；而且热处理后的钻杆管体的强度、延伸率等力学指标均达到V150钢级的要求，填补了国内外的空白，提高了企业的经济效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

一种钻杆管体热处理方法，按照以下步骤进行：

(1)先对退火炉进行预热，预热温度为480℃，再将钻杆管体工件输送至退火炉中，待退火炉的退火区温度升至600℃后，向退火炉内通入氩气作为保护气体，该保护气体的流速控制在1.5L/min；

退火炉的退火区的温度设定为：退火炉一段的温度为660℃；退火炉二段的温度为680℃；退火炉三段的温度为700℃；退火炉四段的温度740℃；退火炉五段的温度为720℃；

退火炉的降温区的温度设定为：降温区一段的温度为680℃；降温区二段的温度为600℃；降温区三段的温度为500℃；

(2)将退火后的钻杆管体工件输送至淬火炉中进行淬火处理，淬火的温度为680℃，保温时间为45min；