超級13Cr工具接頭的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超級13Cr工具接頭的制造方法，其包括下列步驟：制得坯料；鍛造坯料；將鍛造后的坯料加熱到600-700℃進行去應力退火；淬火；回火。采用本技術方案可以制得力學性能達到110ksi超級13Cr工具接頭。
【專利說明】超級13Cr工具接頭的制造方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種接頭的制造方法，尤其涉及一種高合金接頭的制造方法。

【背景技術】
[0002] 用于石油天然氣鉆探的鉆桿是按APISPEC5DP標準生產制造的。其結構是在鉆桿 管體兩端各摩擦對焊一個外螺紋鉆桿接頭和一個內螺紋鉆桿接頭。符合APISPEC5DP標準 的鉆桿為低合金鋼材質。
[0003] 隨著石油工業(yè)的發(fā)展，鉆桿的服役條件日趨惡劣，APISPEC5DP標準的低合金鋼材 質鉆桿已不能滿足日益苛刻的鉆井作業(yè)要求，迫切需要高合金鉆桿。為此，市場上出現了鋁 合金鉆桿與鈦合金鉆桿。錯合金鉆桿是按照IS015546標準生產的。錯合金鉆桿是由錯合 金鉆桿管體與一個低合金鋼制外螺紋接頭和一個低合金鋼制內螺紋接頭通過細扣螺紋連 接而成的。鈦合金鉆桿的結構與鋁合金鉆桿類似。
[0004] 采用鋁合金鉆桿與鈦合金鉆桿的主要目的有兩個：一是利用鋁合金鉆桿與鈦合金 鉆桿比重低的特點鉆探超深井，二是利用鋁合金鉆桿與鈦合金鉆桿可以抵抗硫化物應力腐 蝕的特性鉆探含硫井。
[0005] 對于某些含C02的氣田，其地層為致密砂巖，如果采用常規(guī)的鉆桿鉆井、油管完井 的作業(yè)方式，產量僅有幾萬立方米/天，此外，由于對含有較高C0 2的氣田必須采用超級 13Cr系列高合金油管產品，因此會導致開采產量過低而成本過高，無工業(yè)開采價值。
[0006] 如果能夠采用氮氣鉆井工藝，就可能解決上述問題而獲得日產百萬立方米天然氣 的高產量。但采用氮氣鉆井工藝時，不能將鉆桿提出以換成油管完井，否則將污染產層，使 產量重回幾萬立方米/天。這就需要一種抗C0 2腐蝕的超級13Cr高合金鉆桿接頭。


【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種超級13Cr工具接頭的制造方法，采用該方法可以生產 出適配于超級13Cr鉆桿的超級13Cr工具接頭，進而將該鉆桿用于開采含C0 2較高的氣田。
[0008] 根據上述目的，本發(fā)明提出了一種超級13Cr工具接頭的制造方法，其包括下列步 驟：
[0009] (1)制得坯料；
[0010] (2)鍛造坯料；
[0011] (3)將鍛造后的坯料加熱到600-700°C進行去應力退火；
[0012] (4)淬火；
[0013] (5)回火。
[0014] 現有的高合金鉆桿，包括鋁合金鉆桿與鈦合金鉆桿，均是通過細扣螺紋將鋼制接 頭與鋁合金或鈦合金管體連接。由于鋼制接頭與鋁合金或鈦合金管體存在電偶腐蝕，使得 鋼制接頭很容易產生嚴重腐蝕。采用本技術方案制得的超級13Cr工具接頭，用于超級13Cr 鉆桿，當其與超級13Cr管體連接時，不會發(fā)生電偶腐蝕，因此不會在接頭部位產生嚴重腐 蝕。
[0015] 在現有的工具接頭制造工藝中，工具接頭鍛造后采用正火處理，正火處理的溫度 一般為800?950°C。這種工藝會使得超級13Cr工具接頭形成馬氏體組織，使后續(xù)步驟難 以進行。而本技術方案通過采用600-700°C的去應力退火處理，使得處理后的超級13Cr工 具接頭的組織為回火馬氏體組織，從而便于后續(xù)加工。
[0016] 在上述超級13Cr工具接頭的制造方法中，控制超級13Cr工具接頭的化學元素質 量百分配比為：C0. 01 ?0· 05%，Si 彡 0· 5%，Μη0· 2 ?1. 0%，Crl2 ?14%，Mol ?3%，Ni4 ? 6%，余量為Fe和不可避免的雜質。
[0017] 進一步地，在步驟（2)中，鍛造溫度為1150_1200°C。
[0018] 進一步地，在步驟（4)中，淬火溫度為950-1000°C。
[0019] 進一步地，在步驟（4)中，淬火為油淬。
[0020] 在現有的工具接頭制造工藝中，淬火處理主要采用具有一定介質濃度的水基淬火 液進行整體淬火。采用水基淬火液淬火需調整介質的濃度。發(fā)明人通過大量試驗和分析發(fā) 現，若淬火液濃度過高，則淬火效果不好；若淬火液濃度過低，則會失去介質作用，導致出現 淬火裂紋。同時在連續(xù)生產過程中，淬火液會有損耗，需隨時監(jiān)測介質濃度，給穩(wěn)定生產帶 來一定困難。因此，在本技術方案中，采用油淬的方式進行淬火。油的性能非常穩(wěn)定，無須 調整介質濃度，也不會產生因濃度過高或過低產生淬火裂紋。
[0021] 進一步地，在步驟（5)中，回火溫度為600_650°C。
[0022] 在上述超級13Cr工具接頭的制造方法中，在步驟（3)和（4)之間還具有將坯料進 行粗加工的步驟。
[0023] 本發(fā)明所述的超級13Cr工具接頭的制造方法可以制得質量優(yōu)秀的超級13Cr工具 接頭，從而與超級13Cr管體適配生產超級13Cr鉆桿。采用本技術方案制得的超級13Cr工 具接頭與管體連接處不存在電偶腐蝕，不會在接頭部位產生嚴重腐蝕。采用本技術方案制 得的超級13Cr工具接頭可以達到llOksi以上的力學性能。

【具體實施方式】
[0024] 下面將結合具體的實施例來對本發(fā)明所述的超級13Cr工具接頭的制造方法進行 進一步地詳細說明。
[0025] 實施例1-5
[0026] 按照下列步驟制造超級13Cr工具接頭：
[0027] (1)制得坯料，控制其化學元素質量百分配比為：C0. 01?0.05%，Si彡0.5%， MnO. 2?1. 0%，Crl2?14%，Mol?3%，Ni4?6%，余量為Fe和不可避免的雜質；
[0028] (2)將坯料在1150-1200°C進行鍛造；
[0029] (3)將鍛造后的坯料加熱到600-700°C進行去應力退火；
[0030] (4)對坯料進行粗加工；
[0031] (5)將經過粗加工后的坯料加熱到950-1000°C后，在油槽中淬火冷卻；
[0032] (6)回火，控制回火溫度為600_650°C。
[0033] 表1列出了本案實施例1-5中工具接頭的成分配比。
[0034] 表1. (wt%，余量為Fe和其他不可避免的雜質）
【權利要求】
1. 一種超級13Cr工具接頭的制造方法，其包括下列步驟： (1) 制得坯料； (2) 鍛造坯料； (3) 將鍛造后的坯料加熱到600-700°C進行去應力退火； (4) 淬火； (5) 回火。
2. 如權利要求1所述的超級13Cr工具接頭的制造方法，其特征在于，控制超級13Cr 工具接頭的化學元素質量百分配比為：CO. 01?0. 05%，Si彡0. 5%，MnO. 2?1. 0%，Crl2? 14%，Mol?3%，Ni4?6%，余量為Fe和不可避免的雜質。
3. 如權利要求1所述的超級13Cr工具接頭的制造方法，其特征在于，在步驟（2)中，鍛 造溫度為1150_1200°C。
4. 如權利要求1所述的超級13Cr工具接頭的制造方法，其特征在于，在步驟（4)中，淬 火溫度為950-1000°C。
5. 如權利要求1所述的超級13Cr工具接頭的制造方法，其特征在于，在步驟（4)中，淬 火為油淬。
6. 如權利要求1所述的超級13Cr工具接頭的制造方法，其特征在于，在步驟（5)中，回 火溫度為600-650°C。
7. 如權利要求1所述的超級13Cr工具接頭的制造方法，其特征在于，在步驟（3)和（4) 之間還具有將坯料進行粗加工的步驟。
【文檔編號】B23P15/00GK104108003SQ201310139112
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月19日 優(yōu)先權日:2013年4月19日
【發(fā)明者】趙鵬, 于杰, 劉紹鋒, 張春霞, 王鳴華 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司