专利名称：：整体加重钻杆及其生产加工方法
技术领域：
：本发明涉及石油开探用的整体加重钻杆及其生产加工方法。
背景技术：
：在石油开采的过程中，用得最多的主要工具是"石油钻杆"。它的屈服强度、钻井深度、使用寿命、加工成本和重复利用次数一直是生产加工石油钻杆厂家和石油开采用户考虑、关心的问题。目前对加重钻杆生产加工的方法分别为焊接式和棒材加工式两种。焊接式加工是需要在加重管体与加重接头采取摩擦焊接的方法成为加重钻杆;棒材加工式是在棒材体上用打孔、钻挖和车螺纹等方法加工而成的加重钻杆。前者是当前比较普通的加工方法，存在着钻杆管体强度较低的缺点，后者是由于加工成本高、难度大而限制着推广。
发明内容本发明是为了克服现有技术生产加工钻杆采用焊接式和棒材加工式两种方法的缺点，而提供的一种开探石油用的整体加重钻杆及其生产加工方法，通过本发明管端镦粗工艺加工制作而成"整体式镦粗加重钻杆"，该整体式镦粗加重钻杆具有成品强度高、钻井深度深、使用寿命长、加工成本低和重复利用次数多的特点。本发明采取的技术方案是一种整体加重钻杆，包括管体、设置在管体一端的母扣端、设置在管体另一端的公扣端；其特点是，所述的管体、母扣端、公扣端均采用铬钼合金钢无缝钢管构成，并一体成形。一种利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其特点是，包括原料检验步骤(1)、加工成形步骤(2)、后续加工整理步骤(3);所述的加工成形步骤釆用管端镦粗工艺，包括下列工序(2-1)加热、镦粗、挤压工序先对钢管的一端进行中频加热，使用母扣工具模，对该端进行镦粗、挤压，形成母4扣端；再对钢管另端进行中频加热，使用公扣工具模，对该端进行镦粗、挤压，形成公扣端；(2-2)调质工序将镦粗后的钢管母扣端和公扣端分别进行调质热处理，包括淬火和回火。上述利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其中，工序(2-l)中所述的对钢管一端中频加热，其温度要求达到123(TC，控制AT:土3(TC。上述利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其中工序(2-1)中所述的对钢管另一端中频加热，其温度要求达到1230°C，控制AT:士30°C。上述利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其中工序(2-1)中所述的镦粗挤压的夹紧力为3.97.8MN，镦粗压力425MPa，挤压速度0.360.07m/s。上述利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其中工序(2-2)中所述的钢管两端淬、回火调质处理，其淬火温度为860°C，回火温度为570°C。上述利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其中所述的原料检验步骤(1)包括对原料铬钼合金钢无缝钢管进行探伤检验，并将符合要求的铬钼合金钢无缝钢管按加工为母扣端和公扣端的位置排放。上述利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其中后续加工整理步骤(3)包括(3-1)、校直工序对加重钻杆局部或整体平面型零件进行冲压，提高其平直度；(3-2)、机械加工工序按照图纸要求车削加重钻杆所有的外型尺寸，包括螺纹部分；(3-3)、半成品检验工序检査半成品的内外壁必须光滑；(3-4)、镦焊耐磨带工序按照产品技术要求进行镦焊耐磨带；(3-5)、成品检验工序对耐磨带进行检验。上述利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其中工序(3-4)和(3-5)中所述的对耐磨带的技术要求为达到屈服强度980Mpa、抗拉强度1105Mpa、延伸率16%、冲击功(-20)75J的标准。由于本发明采取了以上的技术方案，采取铬钼合金钢无缝钢管作为管体，采用"整体式镦粗加重钻杆"的新工艺对铬钼合金钢无缝钢管进行镦粗加厚成型。热处理采用现有的热处理炉，比传统的加重钻杆工艺更简单、更经济、更批量化。加工后的钢级达到S级。使整体加重钻杆产品的接头和管体机械强度均达到理想效果。本发明的特征性能通过以下的附图及其实施例进一步描述。图1是本发明整体加重钻杆的一种实施例的结构示意图。图2是本发明生产加工整体加重钻杆的流程的的结构示意图。具体实施例方式请参阅图1，图1是本发明加重钻杆的一种实施例的结构示意图。本发明一种整体加重钻杆，利用铬钼合金钢无缝钢管整体加工而成。包括管体l、设置在管体一端的母扣端11、设置在管体另一端的公扣端12;所述的管体、母扣端、公扣端均采用铬钼合金钢无缝钢管构成，并一体成形。生产加工该整体加重钻杆的方法包括原料检验步骤(1)、加工成形步骤(2)、后续加工整理步骤(3);所述的加工成形步骤采用管端镦粗工艺。下面以生产加工31/2〃51/2"的加重钻杆为例，详细说明本发明的方法。请配合参阅图2。生产加工时首先根据加重钻杆的设计标准，准备好专门的镦粗挤压模具。然后开始生产加工，包括原料检验步骤(1):对原材料进行探伤检测，准备好符合条件(如铬钼合金S高钢级别)的无缝钢管(如图2中a所示)作为加重钻杆的原材料。加工成形步骤(2):对符合条件的无缝钢管进行加热镦粗挤压将无缝钢管推至挤压模具中，启动镦粗挤压机，使无缝钢管整体锻压(一体化)至符合上述模具形状的成品；再反向启动镦粗挤压机，使已经成型的加重钻杆顺利脱模。具体包括下列工序(2-1)加热、镦粗、挤压工序先对钢管的一端进行中频加热，使用母扣工具模(如图2中b所示)，对该端进行镦粗、挤压，形成母扣端11(如图2中C所示)，对该钢管一端中频加热，其温度要求达到1230°C，控制AT:士30。C。再对钢管另端进行中频加热，使用公扣工具模(如图2中d所示)，对该端进行镦粗、挤压，形成公扣端12(如图2中e所示)；对钢管另一端中频加热，其温度要求达到1230°C，控制AT:士30。C。该工序(2-1)中所述的镦粗挤压的夹紧力为3.97.8MN，镦粗压力425MPa，挤压速度0.360.07ra/s。(2-2)调质工序将镦粗后的钢管母扣端和公扣端分别进行调质热处理，包括淬火和回火。本发明的热处理采用现有的热处理炉。所述的钢管两端淬、回火调质处理，其淬火温度为86(TC，回火温度为57(TC。本发明的后续加工整理步骤(3)包括(3-1)、校直工序对加重钻杆局部或整体平面型零件进行冲压，提高其平直度；(3-2)、机械加工工序按照图纸要求车削加重钻杆所有的外型尺寸，包括螺纹部分；(3-3)、半成品检验工序:检查半成品的内外壁必须光滑；(3-4)、镦焊耐磨带工序按照产品技术要求进行镦焊耐磨带；(3-5)、成品检验工序对耐磨带进行检验，该检验要求达到屈服强度980Mpa，抗拉强度1105Mpa，延伸率16%，冲击功(-20)75J的标准。最后形成产品l，如图1所示。采用本发明的方法生产加工的整体式加重钻杆与现有的焊接式、棒材加工式加工的钻杆其成品物理性能比较请见表1:表l:焊接式、棒材加工式、整体式加重钻杆物理性能对应表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>采用本发明的方法生产加工的加重钻杆具有强度高、成本低、钻井深度深和钻杆重复使用率高的优点强度高从上表可以看出本发明整体锻压加工的"屈服强度"高于其它的200MPa;"抗拉强度"高50MPa;"冲击功"大10J。成本低以5英寸(700kg/根)加重钻杆为例焊接式和本发明整体式加重钻杆的成本在5000元左右/根，而棒材加重钻杆的成本却在12000元左右/根。销售价格上除了焊接式因为强度欠佳价格仅仅在15000元左右/根外，其它两种方法生产加工的加重钻杆均在20000元左右/根，其中棒材加重钻杆的毛利率在5000元左右/根，而本发明一体式加重钻杆的毛利率在15000元左右/根(折合每吨21400元)。可见本发明一体式加重钻杆的毛利率是焊接式的1.5倍，是棒材加工钻杆的1.8倍。钻井深度深由于本发明整体加工的优良特性，棒材加重和整体式加重的钻杆适宜使用在4000米以下深度的油井，而焊接式加重的钻杆只能使用在4000米及以上深度的油井。钻杆重复使用率高:钻杆重复使用率的高低直接关系到钻井的成本和钻杆资源的再利用。焊接式加重钻杆由于强度上的限制使在油井的钻探过程中回收再利用的次数很少，而本发明产品整体加重钻杆因为一体式加工的特性，使用寿命长，重复使用的次数要多很多，这给钻井成本的下降打下了基础。权利要求1、一种整体加重钻杆，包括管体、设置在管体一端的母扣端、设置在管体另一端的公扣端；其特征在于，所述的管体、母扣端、公扣端均采用铬钼合金钢无缝钢管构成，并一体成形。2、一种利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其特征在于，包括(1)对铬钼合金钢无缝钢管原料进行检验的步骤；(2)加工成形步骤；(3)后续加工整理步骤；所述的加工成形步骤采用管端镦粗工艺，包括下列工序(2-1)加热、镦粗、挤压工序先对铬钼合金钢无缝钢管的一端进行中频加热，使用母扣工具模，对该端进行镦粗、挤压，形成母扣端；再对铬钼合金钢无缝钢管另端进行中频加热，使用公扣工具模，对该端进行镦粗、挤压，形成公扣端；(2-2)调质工序将镦粗后的钢管母扣端和公扣端分别进行调质热处理，包括淬火和回火。3、根据权利要求2所述的利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其特征在于，工序(2-1)中所述的对钢管一端中频加热，其温度要求达到123CTC，控制AT:士30。C。4、根据权利要求2所述的利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其特征在于工序(2-1)中所述的对钢管另一端中频加热，其温度要求达到1230。C，控制AT:土30。C。5、根据权利要求2所述的利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其特征在于工序(2-1)中所述的镦粗挤压的夹紧力为3.97.8丽，镦粗压力425MPa，挤压速度0,360.07m/s。6、根据权利要求2所述的利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其特征在于工序(2-2)中所述的钢管两端淬、回火调质处理，其淬火温度为86CTC，回火温度为57(TC。7、根据权利要求2所述的利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其特征在于所述的铬钼合金钢无缝钢管原料检验步骤(1)包括对原料铬钼合金钢无缝钢管进行探伤检验，并将符合要求的铬钼合金钢无缝钢管按加工为母扣端和公扣端的位置排放。8、根据权利要求2所述的利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其特征在于后续加工整理步骤(3)包括(3-1)、校直工序对加重钻杆局部或整体平面型零件进行冲压，提高其平直度；(3-2)、机械加工工序按照图纸要求车削加重钻杆所有的外型尺寸，包括螺纹部分；(3-3)、半成品检验工序检査半成品的内外壁必须光滑；(3-4)、镦焊耐磨带工序按照产品技术要求进行镦焊耐磨带；(3-5)、成品检验工序对耐磨带进行检验。9、根据权利要求8所述的利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法，其特征在于工序(3-4)和(3-5)中所述的对耐磨带的技术要求为达到屈服强度980Mpa、抗拉强度1105Mpa、延伸率16%、冲击功(-20)75J的标准。全文摘要本发明公开了一种整体加重钻杆及其生产加工方法。整体加重钻杆包括管体、设置在管体两端的母扣端、公扣端；其特点是，管体、母扣端、公扣端均采用铬钼合金钢无缝钢管构成，一体成形。利用铬钼合金钢无缝钢管生产加工整体加重钻杆的方法包括原料检验步骤、加工成形步骤、后续加工整理步骤；其特点是，加工成形步骤采用管端镦粗工艺，包括下列工序分别对钢管的两端进行中频加热，分别使用母扣工具模和公扣工具模对各自端进行镦粗、挤压，形成母扣端和公扣端的工序；将镦粗后的钢管母扣端和公扣端分别进行调质热处理的工序。该整体式镦粗加重钻杆具有成品强度高、钻井深度深、使用寿命长、加工成本低和重复利用次数多的特点。文档编号E21B17/00GK101614112SQ200910183260公开日2009年12月30日申请日期2009年7月30日优先权日2009年7月30日发明者肖天普,邓龙仁,陈伟琛,陈文凤,龚剑兵申请人:南通文凤化纤有限公司