专利名称：一种高强韧钻具的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种一种高强韧钻具的制备方法，应用于石油钻探开采领域。
背景技术：
随着石油需求量的不断攀升和原油可采储量的不断减少，开采难度的不断加大，对石油钻具的要求也日益提高。而常规钻具所采用的4145H材料，对于超过5000米的深井、地质状况复杂开采难度大的高投入井、出现故障处理成本高的海上油井，常规钻具日益显现失效率高的弊端。在上述情况下，油田迫切需要一种具备更高性能要求的换代产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种材料纯净度高、综合力学性能高，能够满足特殊环境下使用的种新型高强韧钻具。技术解决方案是:
本发明制备方法如下:1)该钢种的冶炼采用方法步骤是:采用电炉冶炼、真空度0.5乇下持续时间> 30分钟进行真空碳脱氧精炼、氩保护气氛下电渣重熔法精炼得到35CrNiMo钢锭；冶炼过程对于钢中的有害气体和夹杂物严格控制，使钢的纯净度大为提闻。2)锻压采用如下方法步骤:钢锭经1250°C 1300°C均质化扩散退火20 30小时，然后采用2000t 3000t液压机制坯，最后采用旋转精锻机锻压成型。高强韧钻具屈服强度:135—150ksi即931 1034MPa，室温冲击功S IlOJ0本发明选用钢种为改进型的35CrNiMo，该钢种由于相对于4145H，提高淬透性的合金元素增加，强韧性、淬透性大为提高，为热处理后综合力学性能全面提高奠定了基础。由于其独特的选材及成型工艺，从而对于使钢的塑韧性、疲劳寿命大为增加，调质后满足了产品的力学性能要求。本发明材料制成的钻具性能指标从现行API标准屈服强度110_120ksi (758 827MPa)提高至Ij 135—150ksi (931 1034MPa)，室温冲击功由54J提高到彡110J，疲劳断裂指标也比原钢种4145H有成倍的增加。发明效果I)材料采用以电炉冶炼、真空碳脱氧技术精炼、电渣重熔法最终精炼的35CrNiMo钢制作。具有高的纯净度、低的有害元素含量和气体含量。2)电渣重熔后的钢锭经过加热、液压机制坯、均质化扩散退火、旋转精锻机精锻、奥氏体化后等温退火工艺制坯，可有效提高钢的致密度、均匀性，改善各向异性，显著细化晶粒。3)热处理后有较高的强度和冲击韧性水平，Rp0.2彡93IMPa, Rm彡1100 MPa,Rp0.2/ Rm^ 0.92，纵向Akv彡110J,横向Akv彡80J。制得的钻具综合性能完全满足高强韧新型钻具的技术要求。
图1为本发明工艺流程图。
具体实施例方式本发明高强韧钻具材料选用钢种为改进型的35CrNiMo，该钢种由于相对于4145H，提高淬透性的合金元素增加，强韧性、淬透性大为提高，为热处理后综合力学性能全面提高奠定了基础。制备方法如下:1)该钢种的冶炼采用方法步骤是:采用电炉冶炼、真空度0.5乇下持续时间> 30分钟进行真空碳脱氧精炼、氩保护气氛下电渣重熔法精炼得到35CrNiMo钢锭；冶炼过程对于钢中的有害气体和夹杂物严格控制，使钢的纯净度大为提高。2)锻压采用如下方法步骤:钢锭经1250°C 1300°C均质化扩散退火20 30小时，然后采用2000t 3000t液压机制坯，最后采用旋转精锻机锻压成型。高强韧钻 具屈服强度:135—150ksi即931 1034MPa，室温冲击功S IlOJ0
权利要求
1.一种高强韧钻具的制备方法，其特征在于，I) 35CrNiMo钢种的冶炼采用如下方法步骤:采用电炉冶炼、真空度0.5乇下持续时间>30分钟进行真空碳脱氧精炼、氩保护气氛下电渣重熔法精炼得到35CrNiMo钢锭； 2)锻压采用如下方法步骤:钢锭经1250°C 1300°C均质化扩散退火20 30小时，然后米用2000t 3000t液压机制还，最后米用旋转精锻机锻压成型。
2.根据权利要求1所述的一种高强韧钻具的制备方法，其特征在于，钻具屈服强度:135—150ksi 即 931 1034MPa，室温冲击功:彡 IlOJ0
全文摘要
本发明涉及一种高强韧钻具的制备方法，应用于石油钻探开采领域。本发明制备方法如下采用电炉冶炼、真空度0.5乇下持续时间≥30分钟进行真空碳脱氧精炼、氩保护气氛下电渣重熔法精炼得到35CrNiMo钢锭；2)锻压钢锭经1250℃～1300℃均质化扩散退火20～30小时，然后采用2000t～3000t液压机制坯，最后采用旋转精锻机锻压成型。本发明选用钢种为改进型的35CrNiMo，该钢种由于相对于4145H，提高淬透性的合金元素增加，强韧性、淬透性大为提高，为热处理后综合力学性能全面提高奠定了基础。由于其独特的选材及成型工艺，从而对于使钢的塑韧性、疲劳寿命大为增加，调质后满足了产品的力学性能要求。
文档编号C22C38/44GK103243271SQ201310167070
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月9日 优先权日2013年5月9日
发明者雷丙旺, 胡永平, 赵永光, 周仲成, 李连贵, 李宝臣, 石宝凤, 田君, 任胜利, 张义新, 王尚贵, 涂明金, 青格勒图, 王云华, 侯彪正, 李金昆 申请人:内蒙古北方重工业集团有限公司