專利名稱：一種高強(qiáng)韌鉆具的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一種高強(qiáng)韌鉆具的制備方法，應(yīng)用于石油鉆探開采領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著石油需求量的不斷攀升和原油可采儲(chǔ)量的不斷減少，開采難度的不斷加大，對(duì)石油鉆具的要求也日益提高。而常規(guī)鉆具所采用的4145H材料，對(duì)于超過5000米的深井、地質(zhì)狀況復(fù)雜開采難度大的高投入井、出現(xiàn)故障處理成本高的海上油井，常規(guī)鉆具日益顯現(xiàn)失效率高的弊端。在上述情況下，油田迫切需要一種具備更高性能要求的換代產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種材料純凈度高、綜合力學(xué)性能高，能夠滿足特殊環(huán)境下使用的種新型高強(qiáng)韌鉆具。技術(shù)解決方案是:
本發(fā)明制備方法如下:1)該鋼種的冶煉采用方法步驟是:采用電爐冶煉、真空度0.5乇下持續(xù)時(shí)間> 30分鐘進(jìn)行真空碳脫氧精煉、氬保護(hù)氣氛下電渣重熔法精煉得到35CrNiMo鋼錠；冶煉過程對(duì)于鋼中的有害氣體和夾雜物嚴(yán)格控制，使鋼的純凈度大為提聞。2)鍛壓采用如下方法步驟:鋼錠經(jīng)1250°C 1300°C均質(zhì)化擴(kuò)散退火20 30小時(shí)，然后采用2000t 3000t液壓機(jī)制坯，最后采用旋轉(zhuǎn)精鍛機(jī)鍛壓成型。高強(qiáng)韌鉆具屈服強(qiáng)度:135—150ksi即931 1034MPa，室溫沖擊功S IlOJ0本發(fā)明選用鋼種為改進(jìn)型的35CrNiMo，該鋼種由于相對(duì)于4145H，提高淬透性的合金元素增加，強(qiáng)韌性、淬透性大為提高，為熱處理后綜合力學(xué)性能全面提高奠定了基礎(chǔ)。由于其獨(dú)特的選材及成型工藝，從而對(duì)于使鋼的塑韌性、疲勞壽命大為增加，調(diào)質(zhì)后滿足了產(chǎn)品的力學(xué)性能要求。本發(fā)明材料制成的鉆具性能指標(biāo)從現(xiàn)行API標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度110_120ksi (758 827MPa)提高至Ij 135—150ksi (931 1034MPa)，室溫沖擊功由54J提高到彡110J，疲勞斷裂指標(biāo)也比原鋼種4145H有成倍的增加。發(fā)明效果I)材料采用以電爐冶煉、真空碳脫氧技術(shù)精煉、電渣重熔法最終精煉的35CrNiMo鋼制作。具有高的純凈度、低的有害元素含量和氣體含量。2)電渣重熔后的鋼錠經(jīng)過加熱、液壓機(jī)制坯、均質(zhì)化擴(kuò)散退火、旋轉(zhuǎn)精鍛機(jī)精鍛、奧氏體化后等溫退火工藝制坯，可有效提高鋼的致密度、均勻性，改善各向異性，顯著細(xì)化晶粒。3)熱處理后有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性水平，Rp0.2彡93IMPa, Rm彡1100 MPa,Rp0.2/ Rm^ 0.92，縱向Akv彡110J,橫向Akv彡80J。制得的鉆具綜合性能完全滿足高強(qiáng)韌新型鉆具的技術(shù)要求。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明高強(qiáng)韌鉆具材料選用鋼種為改進(jìn)型的35CrNiMo，該鋼種由于相對(duì)于4145H，提高淬透性的合金元素增加，強(qiáng)韌性、淬透性大為提高，為熱處理后綜合力學(xué)性能全面提高奠定了基礎(chǔ)。制備方法如下:1)該鋼種的冶煉采用方法步驟是:采用電爐冶煉、真空度0.5乇下持續(xù)時(shí)間> 30分鐘進(jìn)行真空碳脫氧精煉、氬保護(hù)氣氛下電渣重熔法精煉得到35CrNiMo鋼錠；冶煉過程對(duì)于鋼中的有害氣體和夾雜物嚴(yán)格控制，使鋼的純凈度大為提高。2)鍛壓采用如下方法步驟:鋼錠經(jīng)1250°C 1300°C均質(zhì)化擴(kuò)散退火20 30小時(shí)，然后采用2000t 3000t液壓機(jī)制坯，最后采用旋轉(zhuǎn)精鍛機(jī)鍛壓成型。高強(qiáng)韌鉆 具屈服強(qiáng)度:135—150ksi即931 1034MPa，室溫沖擊功S IlOJ0
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)韌鉆具的制備方法，其特征在于，I) 35CrNiMo鋼種的冶煉采用如下方法步驟:采用電爐冶煉、真空度0.5乇下持續(xù)時(shí)間>30分鐘進(jìn)行真空碳脫氧精煉、氬保護(hù)氣氛下電渣重熔法精煉得到35CrNiMo鋼錠； 2)鍛壓采用如下方法步驟:鋼錠經(jīng)1250°C 1300°C均質(zhì)化擴(kuò)散退火20 30小時(shí)，然后米用2000t 3000t液壓機(jī)制還，最后米用旋轉(zhuǎn)精鍛機(jī)鍛壓成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)韌鉆具的制備方法，其特征在于，鉆具屈服強(qiáng)度:135—150ksi 即 931 1034MPa，室溫沖擊功:彡 IlOJ0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)韌鉆具的制備方法，應(yīng)用于石油鉆探開采領(lǐng)域。本發(fā)明制備方法如下采用電爐冶煉、真空度0.5乇下持續(xù)時(shí)間≥30分鐘進(jìn)行真空碳脫氧精煉、氬保護(hù)氣氛下電渣重熔法精煉得到35CrNiMo鋼錠；2)鍛壓鋼錠經(jīng)1250℃～1300℃均質(zhì)化擴(kuò)散退火20～30小時(shí)，然后采用2000t～3000t液壓機(jī)制坯，最后采用旋轉(zhuǎn)精鍛機(jī)鍛壓成型。本發(fā)明選用鋼種為改進(jìn)型的35CrNiMo，該鋼種由于相對(duì)于4145H，提高淬透性的合金元素增加，強(qiáng)韌性、淬透性大為提高，為熱處理后綜合力學(xué)性能全面提高奠定了基礎(chǔ)。由于其獨(dú)特的選材及成型工藝，從而對(duì)于使鋼的塑韌性、疲勞壽命大為增加，調(diào)質(zhì)后滿足了產(chǎn)品的力學(xué)性能要求。
文檔編號(hào)C22C38/44GK103243271SQ201310167070
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月9日
發(fā)明者雷丙旺, 胡永平, 趙永光, 周仲成, 李連貴, 李寶臣, 石寶鳳, 田君, 任勝利, 張義新, 王尚貴, 涂明金, 青格勒?qǐng)D, 王云華, 侯彪正, 李金昆 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團(tuán)有限公司