第一節(jié) 產(chǎn)品定義及應(yīng)用特點
一、產(chǎn)品定義
鉆桿是石油天然氣 行業(yè) 進行油氣資源勘探、開發(fā)的重要工具。
鉆桿接頭(對焊接頭)是石油、天然氣鉆井作業(yè)中使用的與鉆桿管體對焊接頭，包括內(nèi)外螺紋接頭。
石油鉆桿接頭螺紋形式V-0.038RV-0.040和V-0.050螺紋牙型
石油鉆桿接頭螺紋形式-0.055V-0.065螺紋牙型
二、應(yīng)用特點
鉆桿接頭用于石油鉆井時連接上、下鉆桿,使用時承受繁重的工作扭矩,是石油鉆桿的薄弱環(huán)節(jié),因此深入 研究 鉆桿接頭鍛造成形工藝,提高鉆桿接頭質(zhì)量是有理論與應(yīng)用價值的。
第二節(jié) 鉆桿接頭 行業(yè) 發(fā)展歷程
鉆桿的質(zhì)量取決于鉆桿管體、接頭及焊接區(qū)域。鉆桿的失效形式主要是疲勞斷裂、腐蝕疲勞和超載，失效部位主要在鉆桿管體加厚過渡區(qū)、鉆桿接頭螺紋和焊縫區(qū)3個部位。因此， 研究 和改進鉆桿生產(chǎn)工藝技術(shù)，提高鉆桿質(zhì)量及使用壽命也應(yīng)從這3個部位著手。針對上述問題，目前國內(nèi)外用于生產(chǎn)鉆桿管體和接頭的鋼材大都選用專門的材料，專門設(shè)計鋼的化學(xué)成分，如Cr-Mo系列AISI4137HM鋼，同時嚴(yán)格控制冶金工藝，增加鋼的淬透性，細化晶粒，保證均勻的顯微組織和機械性能及良好的可焊性能，保證均勻一致的硬度，增加材料韌性，提高鋼的斷裂韌性，延長疲勞裂紋孕育期。
上世紀(jì)70年代初，加壓氣焊及閃光對焊技術(shù)用于舊鉆桿的修復(fù)和新鉆桿的生產(chǎn)，但這兩種焊接方法的焊接工藝參數(shù)不易控制，容易在焊接部位因粒狀或塊狀氧化物和硅酸鹽類非金屬夾雜物殘留在焊縫中，形成致命的淺平微坑狀焊接灰斑缺陷。存在灰斑缺陷的對焊鉆桿在使用中極易導(dǎo)致早期脆性斷裂，遠不能滿足鉆井要求，因此這兩種焊接方法逐漸被淘汰。
后來，為滿足鉆井技術(shù)對鉆桿的要求， 研究 了一種新型鉆桿生產(chǎn)技術(shù)———摩擦焊接工藝。這種焊接方法由于加熱時間短，熱影響區(qū)狹?。ê缚p兩端均不超過20mm），焊接加壓頂端能擠掉焊縫中產(chǎn)生的有害夾雜物微粒等，使鉆桿焊接質(zhì)量大大提高，避免了閃光焊等焊接方法易產(chǎn)生的各種有害焊接缺陷。隨著摩擦焊接工藝的不斷改進和完善以及焊接參數(shù)控制程序化和自動化，焊接質(zhì)量進一步穩(wěn)定提高，且生產(chǎn)效率高、成本低。當(dāng)今摩擦焊工藝在鉆桿生產(chǎn)工藝中占主導(dǎo)地位。
鉆桿構(gòu)件中，鉆桿管體加工工藝最復(fù)雜，技術(shù)含量也最高，其生產(chǎn)工藝流程為:轉(zhuǎn)爐或電爐煉鋼→爐外精煉→連鑄管坯→管坯驗收→管坯環(huán)行爐加熱→管坯穿孔→定徑→連軋→再加熱→張力減徑→矯直→外表面檢驗→切頭切定尺→內(nèi)表面及尺寸檢驗→管端加厚→管端修磨及檢驗→調(diào)質(zhì)熱處理→熱矯直→取樣機械性能 分析 →縱、橫向無損探傷及內(nèi)外表面缺陷檢查。
在管端加厚過程中，Miu和R不易達到合理的數(shù)值，這主要取決于鐓粗設(shè)備及對溫度梯度的控制，美國格蘭特公司的鉆桿管體在此方面處理較好。
國內(nèi)鉆桿接頭質(zhì)量已達到國外水平，通過引進先進的摩擦對焊機及焊接工藝，焊縫性能已穩(wěn)定，若使用高質(zhì)量的鉆桿管體，國產(chǎn)鉆桿的整體性能完全能達到進口鉆桿的性能。
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