提高天井钻杆扭矩和耐磨性的方法及天井钻杆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高天井钻杆扭矩和耐磨性的方法及天井钻杆。其方法是采用4330VMOD合金钢作为天井钻杆材料，并通过热处理提高了天井钻杆的综合力学性能，可满足日益发展的钻进技术对天井钻杆提出的大扭矩、高耐磨性的技术要求。本发明将天井钻杆加工成大直径大壁厚的整体钻杆，避免了钻杆在钻探过程中受到外力发生弯曲、断裂，提高了钻杆的使用寿命，提高了采矿企业的生产效率。本发明的天井钻杆一端采用三头外锥螺纹，另一端为三头内锥螺纹，靠近外螺纹处设置两个四方形上扣卡槽，可以保证钻杆认扣准确、迅速，旋合圈数少；安装和拆卸的快速，准确，提高效率。在强度允许范围内可连接若干个钻杆组件达到所需长度。
【专利说明】提高天井钻杆扭矩和耐磨性的方法及天井钻杆
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高天井钻杆扭矩和耐磨性的方法及天井钻杆，属于钻井钻具【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着世界采矿向深部发展，原来的掘进方式已不能适应现有发展要求。地下矿山用的钻进法，在各种用途的天井掘进中得到迅速推广。近几年来国外各主要制造厂为深部开采和掘进坚硬岩石制造了大扭矩大推拉力的天井钻机，天井钻机功率已由75 kW发展到750 kW，扩孔孔径可达7.1 m，钻孔深度达到1500 m。由于深矿藏的岩层坚硬且多为研磨性地层，因此，需要一种大扭矩且具有极高耐磨性的天井钻杆支持钻进。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提供一种提高天井钻杆扭矩和耐磨性的方法及天井钻杆。以满足日益发展的钻进技术对天井钻杆提出的大扭矩、高耐磨性的技术要求。
[0004]本发明的技术方案:
一种提高天井钻杆扭矩和耐磨性的方法，该方法的钻杆采用4330V MOD合金钢加工成外圆直径Φ为287-292mm，有效壁厚达45-50mm的整体钻杆；将加工好的钻杆在温度820~860°C下保温4~6小时后，淬火；再经600~660°C回火达到如下综合力学性能:抗拉强度≥1033Mpa、屈服强度≥964 Mpa、伸长率≥15%、断面收缩率≥45%、冲击功≥90J、整体硬度值达到330~364HB ;以提高天井钻杆的扭矩要求和耐磨性要求。
[0005]按前述方法制作的天井钻杆，包括杆体，杆体的外径Φ为287-292mm，杆体轴线设有水眼孔，杆体的有效壁厚为45-50mm。
[0006]前述天井钻杆中，所述杆体为4330V MOD合金钢的热处理制件。
[0007]前述天井钻杆中，所述水眼孔一端设有与其它钻杆连接用的内螺纹，与内螺纹相对的另一端杆体上设有与其它钻杆连接用的外螺纹，杆体中部设有上扣用的卡槽。
[0008]前述天井钻杆中，所述内螺纹和外螺纹均为三头锥螺纹。
[0009]前述天井钻杆中，所述卡槽为四方卡槽。
[0010]与现有技术相比，现有技术常规钻杆的综合力学性能:抗拉强度> 930Mpa、屈服强度≥689 Mpa、伸长率≥13%、断面收缩率≥45%、冲击功≥54 J、整体硬度值285~341HB ;相对于原有材料，本发明采用4330V MOD合金钢作为天井钻杆材料，并通过热处理提高了天井钻杆的综合力学性能，将天井钻杆加工成大直径大壁厚的整体钻杆，避免了钻杆在钻探过程中受到外力发生弯曲、断裂，提高了天井钻杆的使用寿命，提高了采矿企业的生产效率。抗拉强度≥1033Mpa、屈服强度≥964 Mpa、伸长率≥15%、断面收缩率≥45%、冲击功^ 90J、整体硬度值达到330~364HB ;可满足日益发展的钻进技术对天井钻杆提出的大扭矩、高耐磨性的技术要求。本专利材料的整体性能得到了较大的提高,主要是材料的冲击功提升幅度较大，提高到原有材料的165%，保证钻杆井下大扭矩工作时不会产生断裂现象。硬度及强度提高到原有材料的110%以上，提高了钻杆的整体耐磨性能。本发明的天井钻杆一端采用三头外锥螺纹，另一端为三头内锥螺纹，靠近外螺纹处设置两个四方形上扣卡槽，可以保证天井钻杆认扣准确、迅速，旋合圈数少；安装和拆卸的快速，准确，提高效率。在强度允许范围内可连接若干个钻杆组件达到所需长度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构示意图。
[0012]图中的标记为:1-杆体、2-水眼孔、3-内螺纹、4-外螺纹、5-卡槽。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
[0014]一种提高天井钻杆扭矩和耐磨性的方法，如图1所示。该方法的天井钻杆采用4330V MOD合金钢加工成外圆直径0为287-292mm，有效壁厚达45-50mm的整体钻杆；将加工好的钻杆在温度820~860°C下保温4~6小时后，淬火；再经600~660°C回火达到如下综合力学性能:抗拉强度> 1033Mpa、屈服强度> 964 Mpa、伸长率> 15%、断面收缩率≤45%、冲击功≤90 J、整体硬度值达到330~364HB ;以提高天井钻杆的扭矩要求和耐磨性要求。
[0015]前述方法制成的天井钻杆，如图1所示。包括杆体1，杆体I的外径小为287-292mm，杆体I轴线设有水眼孔2，杆体I的有效壁厚为45_50mm。所述杆体I为4330VMOD合金钢的热处理制件。所述水眼孔2 —端设有与其它钻杆连接用的内螺纹3，与内螺纹3相对的另一端杆体I上设有与其它钻杆连接用的外螺纹4，杆体I中部设有上扣用的卡槽
5。内螺纹3和外螺纹4均为三头锥螺纹。三头外锥连接螺纹与内锥连接螺纹可以保证天井钻杆认扣准确、迅速，旋合圈数少；安装和拆卸的快速，准确，提高效率。在强度允许范围内若干个钻杆组件连接，可连接到所需长度。卡槽5为四方卡槽。卡槽用于通过工具旋转钻杆，便于与其它钻杆进行连接。
【权利要求】
1.一种提高天井钻杆扭矩和耐磨性的方法，其特征在于:该方法的钻杆采用4330VMOD合金钢加工成外圆直径0为287-292mm，有效壁厚达45-50mm的整体钻杆；将加工好的钻杆在温度820~860°C下保温4~6小时后，淬火；再经600~660°C回火达到如下综合力学性能:抗拉强度≤1033Mpa、屈服强度≤964 Mpa、伸长率≤15%、断面收缩率≤45%、冲击功≤90 J、整体硬度值达到330~364HB ;以提高天井钻杆的扭矩要求和耐磨性要求。
2.一种按权利要求1所述方法制作的天井钻杆，包括杆体(1)，其特征在于:杆体(1)的外径0为287-292mm，杆体(1)轴线设有水眼孔(2)，杆体(1)的有效壁厚为45_50mm。
3.根据权利要求2所述天井钻杆，其特征在于:所述杆体(1)为4330VMOD合金钢的热处理制件。
4.根据权利要求2所述天井钻杆，其特征在于:所述水眼孔(2)—端设有与其它钻杆连接用的内螺纹(3)，与内螺纹(3)相对的另一端杆体(1)上设有与其它钻杆连接用的外螺纹(4)，杆体(1)中部设有上扣用的卡槽(5)。
5.根据权利要求4所述天井钻杆，其特征在于:所述内螺纹(3)和外螺纹(4)均为三头锥螺纹。
6.根据权利要求4所述天井钻杆，其特征在于:所述卡槽(5)为四方卡槽。
【文档编号】C21D9/08GK103789523SQ201210489852
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年11月27日 优先权日:2012年11月27日
【发明者】黄保黔, 胡卫宇, 陈文平, 兰键, 郑波强, 洪德强, 张发贵, 任杰, 李汇平 申请人:贵州高峰石油机械股份有限公司