钻杆管体的热处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种钻杆管体的热处理工艺，包括淬火、回火热处理，按如下步骤和工艺参数进行操作：①淬火，a、将钻杆管体输送到升温至880℃-930℃的步进式淬火炉内，保温40-60分钟，b、钻杆管体出炉后，15秒钟内进入10℃-30℃的淬火液，淬火时间不少于30秒，②回火，将钻杆管体输送到升温至560℃-590℃的步进式回火炉内，保温60-85分钟，再将钻杆管体出炉，自然冷却至室温。采用本发明专利技术，钻杆的冲击功性能好，比V150钢级标准值超出30％以上；热处理后的钻杆管体的强度、延伸率等力学指标达到V150钢级的要求，合格率达98％以上；且本发明专利技术的热处理操作步骤、工艺参数合理。

Heat treatment process of drill pipe body

The invention discloses a heat treatment process of drill pipe body, including quenching and tempering treatment, the operation is carried out according to the following steps and process parameters: quenching, a, will be transported to the drill pipe is heated to 880 DEG -930 DEG step quenching furnace, heat 40-60 minutes, B, drill pipe released after the quenching liquid 10 DEG -30 DEG to 15 seconds, the quenching time of not less than 30 seconds, the tempering, will drill pipe conveyed to the heating up to 560 DEG -590 DEG step type tempering furnace, heat 60-85 minutes, and then the drill pipe from the natural cooling to room temperature. By using the invention, impact performance of drill pipe, exceed 30% of the value of more than grade V150 steel; heat treatment of drill pipe after pipe body strength, elongation and other mechanical indexes reach V150 grade requirements, qualified rate of more than 98%; and the heat treatment procedure of the invention, the reasonable process parameters.

【技术实现步骤摘要】
钻杆管体的热处理工艺
本专利技术涉及一种管体的热处理工艺，尤其是一种制造具有较高机械性能的钻杆管体的淬火、回火工艺，使其能达到V150钢级的标准。
技术介绍
石油钻杆是油田钻井的主要工具，结构中包括钻杆管体和钻杆管体两端的钻杆接头。在油气的开采和提炼过程中，要求钻杆管体必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。随着石油行业的不断发展，越来越多的深井、超深井被开发，这对钻杆就提出了越来越高的要求。目前API系列钻杆中强度最高的是S135钢级，但随着钻井深度的增加，对钻杆的强度要求也在不断增加，S135钢级的钻杆已经无法满足部分深井的要求。国外钻杆行业提出了V150钢级这一钻杆行业新钢级的标准。V150钢级钻杆对原材料和热处理能力均提出了更高的要求。目前国内公开的热处理工艺，很难达到V150钢级钻杆的技术要求，尤其是热处理后的钻杆管体的拉伸性能不能满足要求，相关的热处理工艺国外也未见报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可靠的、便于操作的制造符合V150钢级的钻杆管体的热处理工艺。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案包括淬火、回火，用于热处理工艺的钢种成分及含量为，C：0.24-0.30，Cr：0.85-1.20，Mo：0.50-0.75，V：0-0.05，Si：0.10-0.40，Mn：0.60-1.00，Cu：0-0.05，S：≤0.015，P：≤0.020，余量为Fe，单位为质量百分比，按如下步骤和工艺参数进行操作：①淬火a、将钻杆管体输送到升温至880℃-930℃的步进式淬火炉内，保温40-60分钟，b、钻杆管体出炉后，15秒钟内进入10℃-30℃的淬火液，淬火时间不少于30秒；②回火将钻杆管体输送到升温至560℃-590℃的步进式回火炉内，保温60-85分钟，再将钻杆管体出炉，自然冷却至室温。进一步的改进在于：淬火后的钻杆管体在四小时内进行回火。所述的淬火液为自来水，淬火液的温度通过冷却塔调节。淬火步骤①中所述的钻杆管体在淬火液中进行自转，自转速率为70-100转/分钟。按照步骤①和步骤②处理钻杆管体不多于200支后，做1次加厚端和钻杆管体的机械性能试验，试验项目为抗拉强度和冲击功，合格后，入库。本步骤是为了加强质量监控。所述的冲击功试验不合格的钻杆管体重新按照步骤①和②进行淬火、回火热处理，重新淬火、回火热处理的次数不超过三次。所述的冲击功试验合格时，抗拉强度偏高的钻杆管体重新按照步骤②进行回火，回火次数不超过三次，抗拉强度偏低的钻杆管体重新按照步骤①和②进行淬火、回火热处理，重新淬火、回火热处理次数不超过三次。采用本专利技术对上述钢种的钻杆管体进行热处理后，钻杆管体的冲击功性能好，与V150钢级标准值的54J相比，超出30％以上；而且热处理后的钻杆管体的强度、延伸率等力学指标均达到V150钢级的要求，填补了国内外的空白；本专利技术设置的热处理步骤简单，工艺参数合理，处理合格率达98％以上。具体实施方式下面通过具体实施方式对专利技术作进一步详细的说明。采用某公司的钻杆管体，其化学成分为，C：0.26，Cr：0.98，Mo：0.64，V：0.005，Si：0.22，Mn：0.75，Cu：0.03，S：0.001，P：0.008，余量为Fe，单位为质量百分比。按照下列步骤进行热处理：①淬火a、将钻杆管体输送到升温至910℃的步进式淬火炉内，保温60分钟；b、钻杆管体出炉后，15秒钟内进入23℃的淬火液，淬火液为自来水，并以88转/分钟的速率进行自转，淬火时间40秒，其中淬火液的温度通过冷却塔调节，钻杆管体以一定速率自转是为了快速、均匀淬火，形成细小、均匀的晶粒组织。②回火淬火1小时内，将钻杆管体输送到升温至575℃的步进式回火炉内，保温70分钟；再将钻杆管体出炉，自然冷却至室温。经以上热处理步骤，钻杆管体的机械性能如下：屈服强度1090MPa抗拉强度1180MPa延伸率22.0％夏比冲击功(21℃)纵向99J。上述钻杆管体的机械性能符合下述V150钢级技术要求：屈服强度1034-1138MPa抗拉强度≥1103MPa延伸率≥13.0％夏比冲击功(21℃)纵向≥54J。经本专利技术的钻杆管体的热处理工艺处理后的管体的金相组织，晶粒细小均匀，加厚端内外壁均为10级，管体内壁9级、外壁9.5级，为钻杆管体的抗拉、抗疲劳等方面的性能提供了保证。按照上述步骤淬火、回火热处理钻杆管体100支后，做1次加厚端和钻杆管体的机械性能试验作为质量监控，试验项目为抗拉强度和冲击功。两项试验结果均符合V150钢级的技术要求，将上述处理的100支钻杆管体入库。若冲击功试验不合格的钻杆管体重新按照步骤①和②进行淬火、回火热处理，重新淬火、回火热处理的次数不超过三次。当冲击功试验合格时，抗拉强度偏高的钻杆管体重新按照步骤②进行回火，回火次数不超过三次，抗拉强度偏低的钻杆管体重新按照步骤①和②进行淬火、回火热处理，重新淬火、回火热处理次数不超过三次。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻杆管体的热处理工艺，包括淬火、回火，用于热处理工艺的钢种成分及含量为，C：0.24‑0.30，Cr：0.85‑1.20，Mo：0.50‑0.75，V：0‑0.05，Si：0.10‑0.40，Mn：0.60‑1.00，Cu：0‑0.05，S：≤0.015，P：≤0.020，余量为Fe，单位为质量百分比，其特征在于，按如下步骤和工艺参数进行操作：①淬火a、将钻杆管体输送到升温至880℃‑930℃的步进式淬火炉内，保温40‑60分钟，b、钻杆管体出炉后，15秒钟内进入10℃‑30℃的淬火液，淬火时间不少于30秒，所述的钻杆管体在淬火液中进行自转，自转速率为70‑100转/分钟，所述的淬火液为自来水，淬火液的温度通过冷却塔调节，②回火将钻杆管体输送到升温至560℃‑590℃的步进式回火炉内，保温60‑85分钟，再将钻杆管体出炉，自然冷却至室温。

【技术特征摘要】
1.一种钻杆管体的热处理工艺，包括淬火、回火，用于热处理工艺的钢种成分及含量为，C：0.24-0.30，Cr：0.85-1.20，Mo：0.50-0.75，V：0-0.05，Si：0.10-0.40，Mn：0.60-1.00，Cu：0-0.05，S：≤0.015，P：≤0.020，余量为Fe，单位为质量百分比，其特征在于，按如下步骤和工艺参数进行操作：①淬火a、将钻杆管体输送到升温至880℃-930℃的步进式淬火炉内，保温40-60分钟，b、钻杆管体出炉后，15秒钟内进入10℃-30℃的淬火液，淬火时间不少于3...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振荣，
申请(专利权)人：青岛三同德金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37