CN112280963A - 一种超高强度钻杆管体热处理方法 - Google Patents

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张献才
张传芳
李绪通
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Abstract

本发明涉及钻杆管体领域，提供一种超高强度钻杆管体热处理方法，包括淬火及高温回火，所述的热处理方法如下：1）将钻杆管体置于整体式天然气炉中，加热天然气炉使温度达到890‑910℃，保温90min，将钻杆管体从天然气炉中取出，喷水冷却至50‑100℃；2）再次将钻杆管体放入天然气炉中，加热至570‑590℃，保温120‑140min,然后将钻杆管体从天然气炉中取出，冷却至室温；优点为：本发明热处理后的钻杆管体屈服强度和抗拉强度提高10‑20%，机械性能达到Rp0.2为1034‑1172Mpa，抗拉强度＞1103Mpa，延伸率＞15%,常温V型冲击（10x10）＞80J。

Description

一种超高强度钻杆管体热处理方法
技术领域
本发明涉及钻杆管体领域，尤其是涉及一种超高强度钻杆管体热处理方法。
背景技术
随着深层油气资源的勘探开发和超深井、定向井、水平井等先进技术的推广和应用，钻柱承受更大的拉力、弯矩、扭矩、震动和磨阻载荷，钻杆的受力更加苛刻，钻杆的失效事故进入高发期。钻杆的失效严重影响了钻井的质量和速度，为了保证钻井过程中的安全可靠性，避免钻杆失效事故的发生，要求钻杆材料及热处理性能具备更高的安全性能。然而，目前广泛使用的高钢级钻杆G105和S135的设计和生产仍是按照API标准进行的，侧重对材料强度指标的要求而对材料韧性指标的要求较为宽泛，对反映钻杆材料韧性指标的冲击功规定仍为上世纪90年代针对低钢级钻杆提出的54J要求。现有的S135钢级钻杆已经不能满足7000米以上的深井钻探作业，所以工业社会的发展迫切需要开发出强度高于135钢级，韧性高于54J的钻杆。
发明内容
本发明的目的在于为解决现有技术的不足，而提供一种超高强度钻杆管体热处理方法。
本发明新的技术方案是：一种超高强度钻杆管体热处理方法，包括淬火及高温回火，所述的热处理方法如下：
1）将钻杆管体置于整体式天然气炉中，加热天然气炉使温度达到890-910℃，保温90min，将钻杆管体从天然气炉中取出，喷水冷却至50-100℃；
2）再次将钻杆管体放入天然气炉中，加热至570-590℃，保温120-140min,然后将钻杆管体从天然气炉中取出，冷却至室温。
所述的钻杆管体化学成分的质量百分比：C为0.2—0.3%，Si为0.17—0.35%，Mn为0.5—1.2%，P<0.015，S<0.005，Cr为0.8—1.2%，Mo为0.50—0.75%，Cu为<0.02%，AL为<0.05%，其余为Fe。
所述的钻杆管体为127x12.7mm。
所述的钻杆管体长度为9.2-9.4米。
热处理后的钻杆管体具有以下特征：Rp0.2为1034-1172Mpa，抗拉强度＞1103Mpa，延伸率＞15%,常温V型冲击（10x10）＞80J。
本发明的有益效果为：本发明热处理后的钻杆管体屈服强度和抗拉强度提高10-20%，机械性能达到Rp0.2为 1034-1172Mpa，抗拉强度＞1103Mpa，延伸率＞15%,常温V型冲击（10x10）＞80J。
具体实施方式
一种超高强度钻杆管体热处理方法，包括淬火及高温回火，所述的热处理方法如下：
1）将钻杆管体置于整体式天然气炉中，加热天然气炉使温度达到890-910℃，保温90min，将钻杆管体从天然气炉中取出，喷水冷却至50-100℃；
2）再次将钻杆管体放入天然气炉中，加热至570-590℃，保温120-140min,然后将钻杆管体从天然气炉中取出，冷却至室温。
所述的钻杆管体化学成分的质量百分比：C为0.2—0.3%，Si为0.17—0.35%，Mn为0.5—1.2%，P<0.015，S<0.005，Cr为0.8—1.2%，Mo为0.50—0.75%，Cu为<0.02%，AL为<0.05%，其余为Fe。
所述的钻杆管体为127x12.7mm。
所述的钻杆管体长度为9.2-9.4米。
热处理后的钻杆管体具有以下特征：Rp0.2为1034-1172Mpa，抗拉强度＞1103Mpa，延伸率＞15%,常温V型冲击（10x10）＞80J。
热处理后钻杆的机械性能在型号WAW-1000/064微机控制电液伺服万能试验机和ZBC2302-CE201601018摆锤式冲击试验机上进行，具体力学性能试验结果如下表：
Figure 734062DEST_PATH_IMAGE001
热处理前及热处理后钻杆的机械性能如下：
Figure 530111DEST_PATH_IMAGE002
。

Claims (5)

1.一种超高强度钻杆管体热处理方法，包括淬火及高温回火，其特征在于：
所述的热处理方法如下：
1）将钻杆管体置于整体式天然气炉中，加热天然气炉使温度达到890-910℃，保温90min，将钻杆管体从天然气炉中取出，喷水冷却至50-100℃；
2）再次将钻杆管体放入天然气炉中，加热至570-590℃，保温120-140min,然后将钻杆管体从天然气炉中取出，冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种超高强度钻杆管体热处理方法，其特征在于：
所述的钻杆管体化学成分的质量百分比：C为0.2—0.3%，Si为0.17—0.35%，Mn为0.5—1.2%，P<0.015，S<0.005，Cr为0.8—1.2%，Mo为0.50—0.75%，Cu为<0.02%，AL为<0.05%，其余为Fe。
3.根据权利要求1或2所述的一种超高强度钻杆管体热处理方法，其特征在于：所述的钻杆管体为127x12.7mm。
4.根据权利要求3所述的一种超高强度钻杆管体热处理方法，其特征在于：所述的钻杆管体长度为9.2-9.4米。
5.根据权利要求1所述的一种超高强度钻杆管体热处理方法，其特征在于：热处理后的钻杆管体具有以下特征：Rp0.2为1034-1172Mpa，抗拉强度＞1103Mpa，延伸率＞15%,常温V型冲击（10x10）＞80J。
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CN1690241A (zh) * 2004-04-28 2005-11-02 宝山钢铁股份有限公司 高强度石油钻杆及其制造方法
CN101781702A (zh) * 2010-03-16 2010-07-21 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 钻杆管体的热处理工艺
CN102071363A (zh) * 2011-02-25 2011-05-25 上海海隆石油管材研究所 一种适用于高寒地区的钻杆管体用钢
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