本发明涉及钻杆的制造技术，尤其是一种高韧性石油钻杆及其制造方法，属于石油钻杆技术领域。
背景技术：
深层油气资源的勘探开发，是实现油田油气资源战略接替的主要途径。大力发展深井超深井钻井技术，既是勘探开发的需要，也是积极适应钻井工程技术服务市场竞争的需要。
有关资料表明，中国的石油可采资源量目前预计为150亿吨，待发现和探明85亿吨左右，占可采石油资源探明程度的57％。这部分待探明的石油资源主要分布在塔里木、准噶尔、柴达木、吐哈四个盆地，是中国石油产量的主要接替区；同时，这部分资源量的73％埋藏在5000米以下。实现新地区、新领域、新层位尤其是深层的油气突破，寻找和扩大油田含油气范围及领域，成为顺利实现中国石油资源接替目标的主要手段，深井超深井钻井技术的快速、规模发展则是这一手段最重要的实现方式。
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。在油气的开采过程中，要求采用高强度钻杆，钻杆管体必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲、和振动。目前api5dp中的标准s钢级钻杆，其屈服强度在931-1138mpa之间，冲击功要求(20℃、7.5x10mm)大于43j，但其在实际使用中常出现刺穿、腐蚀、疲劳断裂等现象，失效比较严重。因此急需开发一种高韧性、高强度的钻杆，要求冲击韧性达到(20℃、7.5x10mm)大于64j以上，符合“先漏后破”的失效准则，从而避免钻杆在深井、超深井作业时出现疲劳断裂的情况。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高韧性石油钻杆及其制造方法，通过降低了钢种中cr、mo、ni等贵金属的用量，在强度不变的情况下，大大降低生产成本；通过成分调整和合理的热处理工艺，大大提高钻杆的韧性，能够满足深井、超深井作业工况需求。
本发明的技术方案为：
一种高韧性石油钻杆，该钻杆管体的钢种成分和质量百分比组成为：c：0.21％-0.27％，si：0.25％-0.40％，mn：1.05％-1.25％，cr：0.90％-1.15％，mo：0.30％-0.50％，ni：≤0.1％，v：0.04％-0.10％，cu：0-0.10％，s：≤0.005％，p：≤0.015％，余量为fe，单位为质量百分比。
本发明还提供了上述高韧性石油钻杆的制造方法，包括下述步骤：
(1)将无缝钢管两端加厚：将钢管管端500mm以内加热至1200-1300℃，采用机械镦粗加厚两端，制成钻杆管体；加热方式采用中频炉加热；
(2)制成的钻杆管体进行整体热处理，热处理工艺为淬火+高温回火；
(3)焊接；
该钻杆管体的钢种成分和质量百分比组成为：c：0.21％-0.27％，si：0.25％-0.40％，mn：1.05％-1.25％，cr：0.90％-1.15％，mo：0.30％-0.50％，ni：≤0.1％，v：0.04％-0.10％，cu：0-0.10％，s：≤0.005％，p：≤0.015％，余量为fe，单位为质量百分比。
步骤(2)中，淬火工艺为：淬火炉温度为850℃-880℃，保温30-50分钟，采用10℃-30℃的水进行淬火，淬火时间不少于28秒。
步骤(2)中，回火工艺为：回火炉温度为610℃-630℃，保温60-90分钟，自然冷却至室温。
步骤(3)中钻杆管体与接头通过摩擦压接焊的方式进行焊接，形成钻杆。
1、本发明通过cr、mn、mo元素的配比调整，来提高钻杆的韧性和焊接性能，不仅实现了低成本、高韧性，而且焊接性能有了很大的提升。
2、针对钻杆成分的调整，设计合理的热处理工艺，通过淬火温度、回火温度、保温时间的合理搭配，使钻杆管体能够整体充分均匀达到奥氏体，产品性能稳定，充分发挥了钢种的潜力，使钻杆的性能达到最优，对钻杆性能起到了决定性作用。
本发明的有益效果：
本发明通过降低了钢种中cr、mo、ni等贵金属的用量，在强度不变的情况下，大大降低生产成本；通过成分调整和合理的热处理工艺，大大提高钻杆的韧性，能够满足深井、超深井作业工况需求。
本发明的钻杆管体屈服强度达到950-1030mpa之间，抗拉强度大于1050mpa，断后延伸率大于18％，v型缺口冲击功(-20℃、7.5x10mm)大于90j；钻杆焊接部屈服强度达到800-900mpa之间，抗拉强度大于900mpa，v型缺口冲击功(-20℃、10x10mm)大于54j，钻杆管体性能高，冲击韧性好，钻杆焊接部的冲击韧性远远超出普通产品性能，抗疲劳性能优良。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明。
实施例1
钻杆管体的化学成分的质量百分比组成为，c：0.23％，si：0.27％，mn：1.11％，cr：0.97％，mo：0.40％，ni：0.03％，v：0.06％，cu：0.07％，s：0.002％，p：0.006％，余量为fe。其制造方法按照下列步骤进行：
(1)将无缝钢管两端加厚：
将无缝钢管的一端500mm以内加热至1220℃，加热方式采用3台中频炉的方式，加厚完成后将另一端按照同样方式加厚，制成钻杆管体。
(2)将制成的钻杆管体进行整体淬火：
将钻杆管体在升温至860℃的步进式淬火炉内，保温35分钟后出炉，在内喷外淋淬火机上淬火，采用的淬火液温度在23℃，淬火时间32秒；
(3)回火：
将钻杆管体输送到升温至610℃的步进式回火炉内，保温65分钟，再将钻杆管体出炉，自然冷却至室温。
(4)摩擦焊接；
将钻杆管体加厚端车削到要求的内外径，与钻杆接头通过摩擦压接焊的方式组合在一起形成钻杆。
经以上热处理步骤，钻杆的机械性能如下：
钻杆管体屈服强度达到970mpa之间，抗拉强度大于1070mpa，断后延伸率23％，v型缺口冲击功(-20℃、7.5x10mm)为102j；
钻杆焊接部屈服强度达到850mpa，抗拉强度大于965mpa，v型缺口冲击功(-20℃、10x10mm)为61j。
实施例2
钻杆管体的化学成分的质量百分比组成为，c：0.26％，si：0.35％，mn：1.18％，cr：1.15％，mo：0.46％，ni：0.03％，v：0.07％，cu：0.06％，s：0.002％，p：0.010％，余量为fe。其制造方法按照下列步骤进行：
(1)将无缝钢管两端加厚：
将无缝钢管的1端500mm以内加热至1280℃，加热方式采用3台中频炉的方式，1端加厚完成后将另1端按照同样方式加厚，制成钻杆管体。
(2)将制成的钻杆管体进行整体淬火：
将钻杆管体在升温至880℃的步进式淬火炉内，保温45分钟后出炉，在内喷外淋淬火机上淬火，采用的淬火液温度在18℃，淬火时间30秒；
(3)回火：
将钻杆管体输送到升温至630℃的步进式回火炉内，保温85分钟，再将钻杆管体出炉，自然冷却至室温。
(4)摩擦焊接；
将钻杆管体加厚端车削到要求的内外径，与钻杆接头通过摩擦压接焊的方式组合在一起形成钻杆。
经以上热处理步骤，钻杆的机械性能如下：
钻杆管体屈服强度达到1020mpa之间，抗拉强度大于1110mpa，断后延伸率21％，v型缺口冲击功(-20℃、7.5x10mm)为96j；
钻杆焊接部屈服强度达到880mpa，抗拉强度大于975mpa，v型缺口冲击功(-20℃、10x10mm)为58j。
实施例3
钻杆管体的化学成分的质量百分比组成为，c：0.25％，si：0.30％，mn：1.10％，cr：1.08％，mo：0.42％，ni：0.02％，v：0.06％，cu：0.03％，s：0.003％，p：0.012％，余量为fe。其制造方法按照下列步骤进行：
(1)将无缝钢管两端加厚：
将无缝钢管的1端500mm以内加热至1250℃，加热方式采用3台中频炉的方式，1端加厚完成后将另1端按照同样方式加厚，制成钻杆管体。
(2)将制成的钻杆管体进行整体淬火：
将钻杆管体在升温至870℃的步进式淬火炉内，保温40分钟后出炉，在内喷外淋淬火机上淬火，采用的淬火液温度在20℃，淬火时间32秒；
(3)回火：
将钻杆管体输送到升温至620℃的步进式回火炉内，保温75分钟，再将钻杆管体出炉，自然冷却至室温。
(4)摩擦焊接；
将钻杆管体加厚端车削到要求的内外径，与钻杆接头通过摩擦压接焊的方式组合在一起形成钻杆。
经以上热处理步骤，钻杆的机械性能如下：
钻杆管体屈服强度达到980mpa之间，抗拉强度大于1090mpa，断后延伸率20％，v型缺口冲击功(-20℃、7.5x10mm)为104j；
钻杆焊接部屈服强度达到840mpa，抗拉强度大于965mpa，v型缺口冲击功(-20℃、10x10mm)为62j。
实施例4
钻杆管体的化学成分的质量百分比组成为，c：0.21％，si：0.25％，mn：1.05％，cr：1.00％，mo：0.50％，ni：0.06％，v：0.04％，cu：0.10％，s：0.002％，p：0.006％，余量为fe。其制造方法按照下列步骤进行：
(1)将无缝钢管两端加厚：
将无缝钢管的一端500mm以内加热至1200℃，加热方式采用3台中频炉的方式，加厚完成后将另一端按照同样方式加厚，制成钻杆管体。
(2)将制成的钻杆管体进行整体淬火：
将钻杆管体在升温至850℃的步进式淬火炉内，保温30分钟后出炉，在内喷外淋淬火机上淬火，采用的淬火液温度在10℃，淬火时间31秒；
(3)回火：
将钻杆管体输送到升温至615℃的步进式回火炉内，保温60分钟，再将钻杆管体出炉，自然冷却至室温。
(4)摩擦焊接；
将钻杆管体加厚端车削到要求的内外径，与钻杆接头通过摩擦压接焊的方式组合在一起形成钻杆。
经以上热处理步骤，钻杆的机械性能如下：
钻杆管体屈服强度达到970mpa之间，抗拉强度大于1070mpa，断后延伸率23％，v型缺口冲击功(-20℃、7.5x10mm)为100j；
钻杆焊接部屈服强度达到850mpa，抗拉强度大于965mpa，v型缺口冲击功(-20℃、10x10mm)为61j。
实施例5
钻杆管体的化学成分的质量百分比组成为，c：0.27％，si：0.40％，mn：1.25％，cr：0.90％，mo：0.30％，ni：0.10％，v：0.10％，cu：0.02％，s：0.003％，p：0.005％，余量为fe。其制造方法按照下列步骤进行：
(1)将无缝钢管两端加厚：
将无缝钢管的一端500mm以内加热至1300℃，加热方式采用3台中频炉的方式，加厚完成后将另一端按照同样方式加厚，制成钻杆管体。
(2)将制成的钻杆管体进行整体淬火：
将钻杆管体在升温至860℃的步进式淬火炉内，保温50分钟后出炉，在内喷外淋淬火机上淬火，采用的淬火液温度在30℃，淬火时间33秒；
(3)回火：
将钻杆管体输送到升温至625℃的步进式回火炉内，保温90分钟，再将钻杆管体出炉，自然冷却至室温。
(4)摩擦焊接；
将钻杆管体加厚端车削到要求的内外径，与钻杆接头通过摩擦压接焊的方式组合在一起形成钻杆。
经以上热处理步骤，钻杆的机械性能如下：
钻杆管体屈服强度达到970mpa之间，抗拉强度大于1070mpa，断后延伸率23％，v型缺口冲击功(-20℃、7.5x10mm)为101j；
钻杆焊接部屈服强度达到850mpa，抗拉强度大于965mpa，v型缺口冲击功(-20℃、10x10mm)为60j。