CN106437543A - 一种高韧性非开挖定向钻杆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高韧性非开挖定向钻杆，其包括钻杆本体，所述钻杆本体包括管体，所述管体的两端分别设置有公扣和母扣，其特征在于，所述公扣上设置有一加厚段，所述加厚段上开设有一凹槽，所述凹槽的槽宽为所述加厚段长度的1/3。上述高韧性非开挖定向钻杆的加厚段上采用凹槽设计，增加了钻杆在较大曲率下的弯曲半径，同时保证了横截面的有效面积，使总体强度远远大于非加厚区，保证了使用时的总体性能，提高了钻杆导向的灵活性,可减少施工成本,提高施工效益。

Description

一种高韧性非开挖定向钻杆
技术领域
本发明涉及一种钻杆，尤其是涉及一种高韧性非开挖定向钻杆。
背景技术
在定向穿越工程中，为克服钻具在穿越工程中较大的负载及穿越工程的效率，非开挖钻机采用了增大发动机功率，这样就使定向穿越用钻具，特别是钻杆的强度要求更高；同时为提高工程作业效率，施工人员往往在定向穿越过程中采用较大的导向角度，这就要求定向穿越用钻具，特别是钻杆要求有更好的韧性。目前定向穿越用钻杆常用S135钢级，其强韧性一般也能符合穿越工程需求，但在非开挖同型号钻机采用加大发动机功率及施工采用大角度，大曲率施工时，往往会出现钻杆断裂或使用过后钻杆无法回弹。
虽然依据标准SY/T 6896.2--2013中所提及V150钢级，其制造形式为摩焊钻杆，其钻杆管体达到了V150标准，但焊接接头及焊缝区域标准偏低，且焊缝本身存在焊接缺陷的机率较大，对定向工程存在工程安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高韧性非开挖定向钻杆，其具有韧性高、弯曲半径大和重复使用性好的特点，以解决现有技术中非开挖定向钻杆存在的上述问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种高韧性非开挖定向钻杆，其包括钻杆本体，所述钻杆本体包括管体，所述管体的两端分别设置有公扣和母扣，其中，所述公扣上设置有一加厚段，所述加厚段上开设有一凹槽。
特别地，所述钻杆本体的组份按质量百分比为：C：0.20～0.25％、Si：0.10～0.40％、Mn：0.90～1.10％、S≤0.008％、P≤0.010％、V≤0.1％、Al≤0.004％，Mo≥0.55％，Cr≥1.30％，其中Mo和Cr的总质量百分比为：1.85～2.20％，余量为Fe和不可避免的杂质。
特别地，所述凹槽的槽宽为所述加厚段长度的1/3。
特别地，所述钻杆本体采用整体镦粗成形。
特别地，所述凹槽的槽底处的横截面积不小于管体的横截面积的1.3倍。
特别地，所述凹槽的槽形为U形，三角形，方形和梯形的任一种。
特别地，所述凹槽的槽形采用开口大底部小的等腰梯形结构，且所述凹槽的底角采用圆弧角过渡。
本发明的有益效果为，与现有技术相比所述高韧性非开挖定向钻杆存在如下优点：
1)加厚段上的凹槽设计，降低了钻杆施工时的弯曲半径，同时保证了横截面的有效面积，使总体强度远远大于非加厚区，保证了使用时的总体性能，提高了钻杆导向的灵活性,可减少施工成本,提高施工效益；
2)管材化学成份的优化结合整体成形工艺,不仅无焊缝区,避免了焊接所造成的焊区薄弱区的风险,降低了制造成本；同时使钻杆有更好的弹性,使钻杆在使用后不易变形弯曲,重复使用性较好。
附图说明
图1是本发明具体实施方式1提供的高韧性非开挖定向钻杆的剖面图；
图2是本发明具体实施方式1提供的高韧性非开挖定向钻杆的凹槽槽底处的截面图；
图3是本发明具体实施方式1提供的高韧性非开挖定向钻杆的管体的截面图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
请参阅图1至图3所示，本实施例中，一种高韧性非开挖定向钻杆包括钻杆本体1，所述钻杆本体1采用整体镦粗成形，无焊缝区。所述钻杆本体1包括管体10，所述管体10的两端分别设置有公扣11和母扣12，所述公扣11上设置有一加厚段13，所述加厚段13上开设有一凹槽14，设所述凹槽14的槽宽为L2，所述加厚段13的长度为L1，则L2/L1＝1/3。且所述凹槽14的槽形采用开口大底部小的等腰梯形结构，且所述凹槽14的底角采用圆弧角过渡。
本实施例中，设所述凹槽14的槽底处的横截面积为B，所述管体10的横截面积为A，则B≥1.3A。
所述钻杆本体1的组份按质量百分比采用以下配比：
1，C：0.20％、Si：0.10％、Mn：0.90％、S≤0.008％、P≤0.010％、V≤0.1％、Al≤0.004％，Mo≥0.55％，Cr≥1.30％，其中Mo和Cr的总质量百分比为：1.85～2.20％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2，C：,0.25％、Si：0.40％、Mn：1.10％、S≤0.008％、P≤0.010％、V≤0.1％、Al≤0.004％，Mo≥0.55％，Cr≥1.30％，其中Mo和Cr的总质量百分比为：1.85～2.20％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3，C：0.22％、Si：0.25％、Mn：1.00％、S≤0.008％、P≤0.010％、V≤0.1％、Al≤0.004％，Mo≥0.55％，Cr≥1.30％，其中Mo和Cr的总质量百分比为：1.85～2.20％，余量为Fe和不可避免的杂质。
4，C：0.24％、Si：0.30％、Mn：0.95％、S≤0.008％、P≤0.010％、V≤0.1％、Al≤0.004％，Mo≥0.55％，Cr≥1.30％，其中Mo和Cr的总质量百分比为：1.85～2.20％，余量为Fe和不可避免的杂质。
对本发明高韧性非开挖定向钻杆测试性能，如下表所示，
以上检测性能明显优于市场所常用的S135钢级性能，具有更高的强度。
在钻杆弯曲回弹测试中，本发明的高韧性非开挖定向钻杆下压30mm,卸压后回复原位；下压40mm,卸压后仍回复原位；下压50mm，卸压后变形1mm。
本发明高韧性非开挖定向钻杆所测得的机械性能达到V150钢级要求,使钻杆能承受较大的拉力及扭矩,特别是在发动机功率加大的情况下更有优势。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种高韧性非开挖定向钻杆，其包括钻杆本体，所述钻杆本体包括管体，所述管体的两端分别设置有公扣和母扣，其特征在于，所述公扣上设置有一加厚段，所述加厚段上开设有一凹槽。
2.根据权利要求1所述的高韧性非开挖定向钻杆，其特征在于，所述钻杆本体的组份按质量百分比为：C：0.20～0.25％、Si：0.10～0.40％、Mn：0.90～1.10％、S≤0.008％、P≤0.010％、V≤0.1％、Al≤0.004％，Mo≥0.55％，Cr≥1.30％，其中Mo和Cr的总质量百分比为：1.85～2.20％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的高韧性非开挖定向钻杆，其特征在于，所述凹槽的槽宽为所述加厚段长度的1/3。
4.根据权利要求1或2所述的高韧性非开挖定向钻杆，其特征在于，所述钻杆本体采用整体镦粗成形。
5.根据权利要求1或2所述的高韧性非开挖定向钻杆，其特征在于，所述凹槽的槽底处的横截面积不小于管体的横截面积的1.3倍。
6.根据权利要求1或2所述的高韧性非开挖定向钻杆，其特征在于，所述凹槽的槽形为U形，三角形，方形和梯形的任一种。
7.根据权利要求6所述的高韧性非开挖定向钻杆，其特征在于，所述凹槽的槽形采用开口大底部小的等腰梯形结构，且所述凹槽的底角采用圆弧角过渡。
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