[发明专利]一种钛合金钻杆接头制备方法

说明书

本发明涉及石油钻杆技术领域，且公开了一种钛合金钻杆接头制备方法，包括以下步骤：1)对钛合金棒坯进行第一次径锻；2)对钛合金棒坯进行中心钻孔，制成钛合金管坯；3)对钛合金管坯进行第二次径锻；4)对钛合金管坯进行穿孔变截面径锻；5)变截面钛合金管热处理；6)变截面钛合金管锯切及接头粗加工；7)钛合金钻杆接头内外表面精加工及螺纹加工。该钛合金钻杆接头制备方法，通过对钛合金棒坯径锻、穿孔径锻、穿孔变截面径锻及变截面钛合金厚壁管热处理的方式制备钛合金钻杆接头，产品显微组织均匀，力学性能优异，节约材料成本。

技术领域

本发明涉及石油钻杆技术领域，具体为一种钛合金钻杆接头制备方法。

背景技术

与传统钢制钻杆相比，钛合金钻杆具有比强度高、弹性模量低、耐腐蚀及抗疲劳等特点，可有效解决短半径水平井钻具疲劳技术难题，可显著降低深井超深井钻机负荷和现场能耗，适用于高含硫酸性油气田开发，大幅提升钻井效率和安全，是深井、超深井、短半径水平井以及高酸性油气井钻井作业的技术利器。

国外Weatherford子公司Grant Prideco及RTI国际公司研发的钛合金钻杆于1999～2000年在美国进行了多次短半径水平井钻井应用，并证明钛合金钻杆相比于钢钻杆疲劳寿命高，对于小曲率半径井更具有优越性。国内在钛合金钻杆方面的研究正处于起步阶段，研究人员积极开展国产化钛合金钻杆研究，成功研制出钛合金钻杆产品，并在部分油田进行了下井试验。

目前所研制的钛合金钻杆接头采用钛合金棒坯机加工内孔及接头外形的工艺方法制造钻杆接头，采用这种钛合金钻杆接头制造方法，将会有40～60％的钛合金材料在加工过程中损失，严重影响钛合金钻杆接头制造成本。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种钛合金钻杆接头制备方法，具备产品综合性能好和节约材料成本等优点，解决了会有40～60％的钛合金材料在加工过程中损失，严重影响钛合金钻杆接头制造成本的问题。

(二)技术方案

为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种钛合金钻杆接头制备方法，包括以下步骤：

1)对钛合金棒坯进行第一次径锻；

2)对钛合金棒坯进行中心钻孔，制成钛合金管坯；

3)对钛合金管坯进行第二次径锻；

4)对钛合金管坯进行穿孔变截面径锻；

5)变截面钛合金管热处理；

6)变截面钛合金管锯切及接头粗加工；

7)钛合金钻杆接头内外表面精加工及螺纹加工。

进一步的，所述步骤1)中的第一次径锻具体为：将自由锻之后的钛合金棒坯加热至1000℃～1050℃，保温60min，采用普通径锻锤头进行第一次径锻，第一次径锻后钛合金棒坯截面变化比25％～40％。

进一步的，所述步骤2)中的中心钻孔具体为：将第一次径锻后的钛合金棒坯冷却至室温，进行外表面粗加工，并进行中心钻孔制成钛合金管坯。

进一步的，所述步骤3)中的第二次径锻具体为：将钛合金管坯加热至900℃～950℃，保温60min，钛合金管坯中心插入芯棒，采用普通径锻锤头进行第二次径锻，第二次径锻后钛合金管坯截面变化比15％～30％。

进一步的，所述步骤4)中的穿孔变截面径锻具体为：将第二次径锻的钛合金管坯加热至900℃～950℃，保温60min，钛合金管坯中心插入芯棒，采用定制梯形径锻锤头对钛合金管坯指定位置进行局部第三次径锻，第三次径锻后形成变截面钛合金管坯，最大截面变化比小于50％。