CN102268530A - 焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法 - Google Patents

焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法 Download PDF

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徐春霞
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Abstract

本发明涉及一种焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法，包括如下步骤：步骤一、将加重钻杆焊缝用320V电压升温到880℃～900℃，保温180S±20S后，在温度为20～40℃，质量百分浓度为9%～12%的淬火液中冷却100S±20S，出炉后到回火炉；步骤二、将加热线圈对准焊缝偏接头30mm±2mm处，用220V电压升温到705℃～715℃，保温540～990S后，再将加热线圈对准焊缝处，用220V电压升温到695℃～705℃，保温420～540S，出炉到水冷；步骤三、在焊缝温度降到650℃之前水冷，降温至100℃以内。本发明中进行两次不同位置，不同温度的回火处理，分别保证了接头和管体硬度，又降低了其脆性，达到了更好的抗拉强度和屈服强度。

Description

焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法
技术领域
本发明涉及一种热处理方法，特别是一种焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法。
背景技术
加重钻杆的壁厚介于钻杆和钻铤之间，其结构形式类似于钻杆。它能承受拉伸载荷，也允许承受压缩载荷。将其接在钻杆与钻铤之间，能防止钻柱截面模数的突然变化，减少钻杆的疲劳破坏。能够代替一部分钻铤，可减轻提升负荷，增加钻机的钻深能力。在定向井中能代替大部分钻铤，可在较低扭矩下高转速钻进，提高改变井眼方向的能力。由于加重钻杆刚度、与井壁接触面积都小于钻铤，也不易形成压差卡钻。
在美国石油学会API7-1标准中，焊接式加重钻杆的机械性能只包括了加重接头的拉伸要求，硬度要求，冲击强度要求，对加重管体也只要求了最小抗拉强度，最小屈服强度和最小延伸率，而对焊缝的要求也只是要求焊缝的强度（焊缝的横截面面积乘以焊缝的最小屈服强度）和超过管体部分的强度（管体的最小横截面面积乘以管体的最小屈服强度），在焊接的热影响区的硬度试验要求是表面硬度小于37HRC.现有的焊接式加重钻杆没有对焊缝的弯曲试验进行要求，而弯曲试验又能很好的检测出高频感应加热淬火等表面处理的零件的材料质量和表层强度等性能的差异，故现有的焊接式加重钻杆其使用安全性，可靠性差。
 发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种使用安全、可靠的焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法。
为了实现上述目的，本发明针对焊接式加重钻杆焊缝的热处理采用如下技术方案：
一种焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法，包括如下步骤：
步骤一、将加重钻杆焊缝用320V电压升温到880℃～900℃，保温180S±5S后，在温度为20～40℃，质量百分浓度为9%～12%的中国上海泰利德化学有限公司的水溶性淬火液中冷却100S±5S，出炉后到回火炉；
步骤二、将加热线圈对准焊缝偏接头30mm±2 mm 处，用220V电压升温到705℃～715℃，保温540～990S后，再将加热线圈对准焊缝处，用220V电压升温到695℃～705℃，保温420～540S，出炉到水冷；
步骤三、在焊缝温度降到650℃之前水冷，降温至100℃以内。
本发明的有益效果是：
本发明中进行两次不同位置，不同温度的回火处理，分别保证了接头和管体硬度，又降低了其脆性，达到了更好的抗拉强度和屈服强度。焊缝区域的抗拉≥720MPA，屈服≥530MPA，延伸率≥20%，弯曲无裂。其抗拉和屈服均超过API7-1规定的10%和40%。
附图说明
图1（a）和图1（b）分别为经本发明的焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法后的管体热影响区金相组织图和晶粒图。
图2（a）和图3（b）分别经本发明的焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法后的接头热影响区金相组织图。
图3（a）和图3（b）分别经本发明的焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法后的焊缝金相组织图。
具体实施方式
下面结合附图，进一步详细说明本发明焊接式加重钻杆焊缝热处理方法的具体实施方式。
实施例1：
本发明的焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法包括如下步骤：
步骤一、将经机加工后的成型加重钻杆接头与机加工成型管体摩擦焊焊接之后，在进行退火，车飞边后，在中频加热炉中，将加重钻杆焊缝用320V电压升温到880℃～900℃，保温180S后，在温度为20～40℃，质量百分浓度为9%～12%的中国上海泰利德化学有限公司的淬火液（TECTYLE  QUENCH 2251N）中冷却100S，出炉后到回火炉；
步骤二、将加热线圈对准焊缝偏接头30mm处，用220V电压升温到705℃～715℃，保温540～990S后，再将加热线圈对准焊缝处，用220V电压升温到695℃～705℃，保温420～540S，出炉到水冷；
步骤三、在焊缝温度降到650℃之前水冷，冷却水量要充分大，保证焊缝区域在短时间内降温至100℃以内。
在步骤二的回火工艺中，由于经过两次不同位置的回火，使焊缝及其热影响区脆性降低，消除或减少内应力，得到需要的韧性和塑性。
经本发明的焊接式加重钻杆焊缝热处理方法后的焊缝热影响区的金相组织图见图3，晶粒细而均匀，为焊缝区域得到更好的韧性和塑性提供了保证。
实施例2：
步骤一、将经机加工后的成型加重钻杆接头与机加工成型管体摩擦焊焊接之后，在进行退火，车飞边后，在中频加热炉中，将加重钻杆焊缝用320V电压升温到880℃～900℃，保温180S后，在温度为20～40℃，质量百分浓度为9%～12%的中国上海泰利德化学有限公司的水溶性淬火液（TECTYLE  QUENCH 2251N）中冷却100S，出炉后到回火炉；
步骤二、将加热线圈对准焊缝偏接头30mm处，用220V电压升温到705℃～715℃，保温540～990S后，再将加热线圈对准焊缝处，用220V电压升温到695℃～705℃，保温420～540S，出炉到水冷；
步骤三、在焊缝温度降到650℃之前水冷，冷却水量要充分大，保证焊缝区域在短时间内降温至100℃以内。
图1（a）和图1（b）分别为经本发明的焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法后的管体热影响区金相组织图和晶粒图。图2（a）和图3（b）分别经本发明的焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法后的接头热影响区金相组织图。
以上为本发明的最佳实施方案。

Claims (2)

1.一种焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤一、将加重钻杆焊缝用320V电压升温到880℃～900℃，保温180S±5 S后，在温度为20～40℃，质量百分浓度为9%～12%的中国上海泰利德化学有限公司的水溶性淬火液中冷却100S±5 S，出炉后到回火炉；
步骤二、将加热线圈对准焊缝偏接头30mm±2 mm 处，用220V电压升温到705℃～715℃，保温540～990S后，再将加热线圈对准焊缝处，用220V电压升温到695℃～705℃，保温420～540S，出炉到水冷；
步骤三、在焊缝温度降到650℃之前水冷，降温至100℃以内。
2.根据权利要求1所述的一种焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法，其特征在于所述焊接式加重钻杆焊缝区域的抗拉≥720MPA，屈服≥530MPA，延伸率≥20%，弯曲无裂。
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