【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钻杆，尤其是涉及一种摩擦焊接钻杆及其焊接工艺，属于油气勘探开发。
技术介绍
1、铝合金钻杆具有密度小、比强度高、极限下入深度大、钻柱重量显著降低以及耐h2s腐蚀、低温韧性好、无磁性等优点。随着石油钻探技术向着更深、更复杂井况发展，深井、超深井、大位移水平井占比越来越多，高腐蚀等恶劣工况不断出现，对铝合金钻杆的强度、耐蚀性及可靠性提出了越来越高的要求。
2、目前，铝合金钻杆主要是指铝合金管体与钢制钻杆接头通过螺纹连接而成的钻杆，受铝合金管体材料限制，钻杆强度和硬度均较低，无法满足苛刻钻井工况的需求。此外，采用螺纹连接方式的铝合金钻杆在服役过程中反复受到拉、扭、弯、压等交变载荷作用，由于钢制钻杆接头与铝合金管体材料弹性模量差异较大，螺纹连接方式存在松脱扣及密封失效风险，铝合金钻杆的钢制钻杆接头部位也极易发生因腐蚀失效状况，无法满足酸性油气藏勘探开发需求。
技术实现思路
1、为了克服现有铝合金钻杆存在的上述不足，本专利技术提供一种摩擦焊接钻杆及其焊接工艺。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种摩擦焊接钻杆，包括材质为铝合金的管体，管体的一端与钛合金材质的公接头连接，另一端与钛合金材质的母接头连接，所述管体与母接头、公接头通过摩擦焊接方式固定连接。
3、所述管体铝合金材料的组分和质量百分比为：zn 7.3％～8.3％，mg 1.8％～2.5％，cu 1.5％～2.4％，fe 0.3％～0.5％，ti 0.1％～0.25％
4、所述公接头、母接头钛合金材料的组分和质量百分比为：al 5.5～6.8％，v3.5～4.5％，mo 2.0～3.5％，y 0.5～1.2％，zr 0.5～1.5％，fe≤0.3％，o≤0.2％，c≤0.1％，n≤0.05％，h≤0.015％，余量为ti和不可避免的杂质。
5、所述管体的管端加厚形式采用内加厚、外加厚和内外加厚其中一种加厚形式。
6、一种所述摩擦焊接钻杆的焊接工艺，管体两端与公接头、母接头摩擦焊接的工艺参数为，转速：400～450r/min；摩擦压力：35～40mpa，总位移：15～20mm；顶锻压力：60～75mpa，顶锻时间：10～12s。
7、对所述管体与公接头、母接头摩擦焊接后的焊缝及热影响区进行固溶+时效处理，其工艺参数为：
8、固溶温度480±20℃，保温时间1.5～2h，之后空冷至室温；
9、时效温度180±20℃，保温时间6～10h，之后自然冷却至室温。
10、本专利技术的有益效果是，设计合理，钛合金材质的公接头、母接头与铝合金管体通过摩擦压接方式连接，避免螺纹连接方式存在的松脱扣及密封失效风险；钛合金接头抗腐蚀性能好，使得铝合金钻杆整体抗腐蚀性能提升，能够满足工况日益复杂的高腐蚀井钻探开发需要；钛合金接头的铝合金钻杆，兼具钛合金和铝合金优点，比强度更高，下入极限深度增加，稳定性提高，具有较高的性价比。
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1.一种摩擦焊接钻杆，其特征是：包括材质为铝合金的管体，管体的一端与钛合金材质的公接头连接，另一端与钛合金材质的母接头连接，所述管体与母接头、公接头通过摩擦焊接方式固定连接。
2.根据权利要求1所述摩擦焊接钻杆，其特征是：所述管体铝合金材料的组分和质量百分比为：Zn 7.3％～8.3％，Mg 1.8％～2.5％，Cu 1.5％～2.4％，Fe 0.3％～0.5％，Ti0.1％～0.25％，Sc 0.1％～0.3％，Ni 0.1％～0.3％，Zr 0.1％～0.15％，Mn 0.1％～0.3％，Cr 0.1％～0.25％，Si≤0.25％，余量为Al和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述摩擦焊接钻杆，其特征是：所述公接头、母接头钛合金材料的组分和质量百分比为：Al 5.5～6.8％，V 3.5～4.5％，Mo 2.0～3.5％，Y 0.5～1.2％，Zr 0.5～1.5％，Fe≤0.3％，O≤0.2％，C≤0.1％，N≤0.05％，H≤0.015％，余量为Ti和不可避免的杂质。
4.根据权利要求2或3所述摩擦焊接钻杆，其特征是：所述管体的管端
5.一种权利要求1所述摩擦焊接钻杆的焊接工艺，其特征是：所述管体两端与公接头、母接头摩擦焊接的工艺参数为，转速：400～450r/min；摩擦压力：35～40MPa，总位移：15～20mm；顶锻压力：60～75MPa，顶锻时间：10～12s。
6.根据权利要求5所述焊接工艺，其特征是：对所述管体与公接头、母接头摩擦焊接后的焊缝及热影响区进行固溶+时效处理，其工艺参数为：
...【技术特征摘要】
1.一种摩擦焊接钻杆，其特征是：包括材质为铝合金的管体，管体的一端与钛合金材质的公接头连接，另一端与钛合金材质的母接头连接，所述管体与母接头、公接头通过摩擦焊接方式固定连接。
2.根据权利要求1所述摩擦焊接钻杆，其特征是：所述管体铝合金材料的组分和质量百分比为：zn 7.3％～8.3％，mg 1.8％～2.5％，cu 1.5％～2.4％，fe 0.3％～0.5％，ti0.1％～0.25％，sc 0.1％～0.3％，ni 0.1％～0.3％，zr 0.1％～0.15％，mn 0.1％～0.3％，cr 0.1％～0.25％，si≤0.25％，余量为al和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述摩擦焊接钻杆，其特征是：所述公接头、母接头钛合金材料的组分和质量百分比为：al 5.5～6.8％，v 3...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪海涛，刘玉贵，李德伟，左斌，孔令楠，胡海波，马亚静，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海石油装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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