[发明专利]一种提高V150高强度钻杆耐蚀性的表面处理工艺

说明书

本发明涉及一种提高V150高强度钻杆耐蚀性的表面处理工艺，所述V150钻杆包括V150钢级管体及其两端公接头和母接头组成。通过对管体进行喷砂和抛丸处理，对公母接头进行氮化处理，得到表面均匀的耐腐蚀V150高强度钻杆。本发明采用一种简单方便的方法对V150高强度钻杆进行表面处理，减缓在强腐蚀性钻井液环境中的局部腐蚀和应力腐蚀程度，延长钻杆在苛刻环境中的使用寿命，降低钻井成本。

技术领域

本发明属于石油钻杆技术领域，特别是一种提高V150高强度钻杆(额定最小屈服强度为1034MPa)，在高温高压高腐蚀性等恶劣作业环境中耐蚀性能的表面处理工艺。

背景技术

随着钻井技术的发展及工业生产对资源的需求，钻井作业已经由常规钻井逐渐转向深井、超深井、大位移水平井等复杂井，V150高强度钻杆(额定最小屈服强度为1034MPa)能抵御强拉、强扭、弯曲等各种交变载荷，与普通S135钻杆相比(额定最小屈服强度为930MPa)，能提高钻井效率，在深井、超深井中具有显著优势。但随着强度的提高，钻杆表面状态对其耐局部腐蚀能力影响越大，表面不均匀性更易诱导产生局部腐蚀，从而降低钻杆的使用寿命。此外，钻杆接头从焊接端面到大钳处外径圆弧变化，容易堆积钻井液且不容易去除，在钻杆等钻及存放过程中容易发生腐蚀。

喷砂能有效清除工件表面，获得一定的表面粗糙度，有利于后续加工。抛丸处理在工件表面造成一定深度的塑性变形，有改变表面应力状态，改变表面形貌的作用，施工技术简单，效果显著。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高V150高强度钻杆耐蚀性的表面处理工艺，减缓V150高强度钻杆在高温高压高腐蚀性中的表面局部腐蚀和应力腐蚀问题。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种提高V150高强度钻杆耐蚀性的表面处理工艺，对管体进行喷砂和抛丸处理，对接头进行氮化处理。

优选地，所述的用于提高V150高强度钻杆耐蚀性的表面处理工艺，其工艺步骤包括，

步骤1，对钻杆管体进行喷砂处理，清洁钻杆表面；

步骤2，对钻杆管体进行抛丸处理，消除表面局部应力，获得表面均匀压应力的管体，提高管体疲劳强度和抗腐蚀性能；

步骤3，对钻杆接头进行氮化处理，提高接头耐蚀性能。

优选地，所述的提高V150高强度钻杆耐蚀性的表面处理工艺，所述的钻杆管体喷砂范围是管体外壁，所述的接头氮化处理范围是接头焊接端面起，向螺纹方向30-300mm，最好是，所述的接头氮化处理范围是接头焊接端面起，向螺纹方向70-150mm，优选为70mm、85mm、100mm、110mm、135mm或150mm等。

优选地，所述的提高V150高强度钻杆耐蚀性的表面处理工艺，所述的喷砂工艺，选用圆角金刚砂，砂粒规格为80-200目，单一喷枪出丸量为1-15kg/min，更为优选的单一喷枪出丸量是6-13kg/min，优选为6kg/min、8kg/min、10kg/min、12kg/min等。喷枪距表面100-200mm，优选为100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm等。喷砂后钻杆管体表面锚纹度达到40-90μm。

优选地，所述的提高V150高强度钻杆耐蚀性的表面处理工艺，所述的抛丸工艺，选用S110-S550规格钢丸，钢丸硬度为HRC45-60，喷射压力0.2-1.5Mpa，喷砂压力优选为0.7-1.2Mpa，例如0.75Mpa、0.9Mpa、1.05Mpa、1.2Mpa等。喷射角度为45°-85°，喷丸覆盖率为200％。

优选地，所述的提高V150高强度钻杆耐蚀性的表面处理工艺，所述的氮化工艺为气体氮化，氮化温度为480-550℃，优选为485℃、505℃、510℃、525℃、540℃、550℃等。氮化时间为7-20h优选为15-20h。