[发明专利]一种高强韧性钛合金钻杆料的墩粗方法

说明书

本发明公开了一种高强韧性钛合金钻杆料的墩粗方法，钛合金钻杆成分重量百分比为：Al：5～7、Nb：2.0～3.0、Zr：0.5～2.0、Mo：0.7‑1.2、Fe：0.02‑0.05、Si：0.01‑0.03、Ti：余量，利用上述组合物钻杆料的墩粗方法是：步骤一、涂抹玻璃粉；步骤二、感应加热；步骤三、一次墩粗；步骤四、二次加热；步骤五、二次墩粗；步骤六、整管热处理。本发明的有益效果是：该钛合金钻杆料墩粗后满足API标准对110ksi钻杆产品的要求，可在苛刻腐蚀环境中使用，表现出的抗硫化氢应力腐蚀的能力远高于普通API钻杆，是替代碳钢在油气开采应用的最佳材料，满足腐蚀环境的油田需求。

技术领域

本发明涉及钻探用钻杆材料领用，特别涉及一种高强韧性钛合金钻杆料的墩粗方法。

背景技术

世界上有很多石油天然气为酸性油气田，具有很强的腐蚀性，其中硫化氢是重要的腐蚀介质。普通API钻杆只能满足在不含有腐蚀介质的油气井管中，或含有轻微腐蚀介质的油气井中，不适合在含有H2S、盐类等混合溶液的油气井中采用。因此开发研究高性能的抗硫化氢腐蚀钻杆就成为研究的重要课题。目前，国际、国内钻杆所用的材质大多数为碳钢管，随着油井开采的深度不断增加，地质环境逐渐恶劣，对钻杆的腐蚀越来越严重，钛合金钻杆的作用和优势越来越明显。

钛合金具有高比强度、高比模量、耐腐蚀等一系列优点，随着钛合金应用水平的不断提高，钛合金的韧性也日益得到重视。钛合金的冲击韧性一般不高。例如常见的高强度钛合金，例如TC4、Ti6246等钛合金具有强度高、耐腐蚀性能好等优点，但是其韧性较低，妨碍了其在钻杆方面的应用。另一方面，由于钛合金具有抗高温、高强度、难变形、加工成形难度极大等特点，造成了钛合金管的研制和加工技术难度大，特别是墩粗工艺速度较快，变形困难。因此，开发一种高强韧性钛合金钻杆料的墩粗方法就成了急需解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高强韧性钛合金钻杆料的墩粗方法，目的是实现钛合金钻杆料的墩粗成型，并保证其屈服强度满足110ksi要求，冲击韧性良好，并具有良好的抗H₂S、CO₂腐蚀的性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高强韧性钛合金钻杆料的墩粗方法，钛合金钻杆成分重量百分比为：Al：5～7、Nb：2.0～3.0、Zr：0.5～2.0、Mo：0.7-1.2、Fe：0.02-0.05、Si：0.01-0.03、Ti：余量，利用上述组合物钻杆料的墩粗方法是：步骤一、涂抹玻璃粉；步骤二、感应加热；步骤三、一次墩粗；步骤四、二次加热；步骤五、二次墩粗；步骤六、整管热处理。

所述涂抹玻璃粉：管材内、外均匀涂抹玻璃粉，厚度控制在1～2mm厚，涂抹结束时间控制在下一步骤前1～1.5h；所述感应加热：管端送入感应炉加热，加热温度970～990℃，加热时间5min；所述一次墩粗：将上述加热后的管材快速送入墩粗机，进行一次墩粗，加厚缩短量为110～130mm；所述二次加热：一次墩粗后的管材重新送入感应加热炉，加热温度900～920℃，加热时间5min；所述二次墩粗：将上述加热后的管材快速送入墩粗机，进行二次墩粗，加厚缩短量为60～75mm；所述热处理：二次墩粗后的管材经温度为900～950℃、保温时间为60min进行退火处理。

所述管材内、外均匀涂抹玻璃粉在钛合金管两端各500mm范围内；所述感应加热在加热后通过自动控制机架送入墩粗压机，过程时间控制在30s内；所述二次加热在加热后通过自动控制机架送入墩粗压机，过程时间控制在30s内。