专利名称：铝合金钻探管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻探管。
背景技术：
工业迅猛发展刺激海洋石油工业和天然气工业及地质勘探业的急剧发展，从而对包括钻探管在内的钻探工具也提出越来越高的要求。由于传统钢质钻探管容易出现过度磨损从而增加了钻探费用及降低钻探效率等问题，自上个世纪50年代起，俄罗斯等开始研制铝合金钻探管以取代传统钢质钻探管。近几十年来，欧美、日本等发达国家高度重视铝合金钻探管的研发及应用。目前，俄国和美国铝合金钻探管的应用已分别达到总掘进数的50% 及60%以上，取得了相当可观的钻井技术经济指标。因为铝合金不仅具有弹性模量低、柔性大、所需回转扭矩小，能够降低钻探管弯曲处的应力，具有良好的抗疲劳性能和抗冲击能力，而且铝合金钻杆与孔壁间的摩擦系数小，有利于提高钻杆和钻头的使用寿命；再则铝合金钻探管耐蚀耐寒性良好，在低温条件下也能完全保持其全部操作特征；此外，铝合金比强度大，采用铝合金钻探管能显著减轻设备重量，节约材料和运输费用并能缩短钻井时间，因而大大降低了钻探成本及提高钻探效率。铝合金钻探管的形状一般均属于异型断面管材，其端部和/或中部的壁厚会加厚。其中，钻探管端部壁厚加厚的目的是为了车削加工连接用螺纹后仍具有一定壁厚以保证一定的强度，中部壁厚加厚的目的是为了加大钻探管的截面回转半径，相对减小钻探管的长细比，提高其刚度和强度。目前国外铝合金钻探管的外形主要四类1.内壁端部有加厚层，2.内壁端部和外壁中部都有加厚层，3.外壁端部有加厚层，4.内、外壁端部均加厚。 其中第1、3和4种形状的钻探管中部未进行加厚，降低了钻探管的刚度和强度，第二种形状的钻探管内外径均发生变化，无法采用辊矫方法进行矫直，也不便于进行拉力或压力矫直。目前，铝合金钻探管的生产方法一般均采用单根正向热挤压方法，该方法具有更换模具简单迅速，制品表面质量较好的特点。但正向热挤压法由于挤压过程中挤压筒和金属坯料间的摩擦力大，耗能高，而且金属变形不均勻，压余多。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种铝合金钻探管，以解决目前铝合金钻探管的刚度和强度较低且不便于进行拉力或压力矫直的问题。本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是方案一所述钻探管包括多段变内径管，所述钻探管由多段变内径管制成一体，每段变内径管由第一段、第二段、第三段、第四段和第五段依次连接制成一体，第一段的内径由开口端至第一段与第二段的连接端逐渐变大，第二段的内径等于第一段与与第二段的连接端处内径，第三段的内径由第二段与第三段的连接处至第三段的中心位置处逐渐变小，再由第三段的中心位置至第三段与第四段连接处逐渐变大，第四段的直径等于第三段与第四段连接处内径，第五段的内径由第四段与第五段连接处至开口端逐渐变小。
3[0007]方案二 所述钻探管包括多段变外径管，所述钻探管由多段变外径管制成一体，每段变外径管由第一段、第二段、第三段、第四段和第五段依次连接制成一体，第一段的外径由开口端至第一段与第二段的连接端逐渐变小，第二段的内径等于第一段与与第二段的连接端处内径，第三段的内径由第二段与第三段的连接处至第三段的中心位置处逐渐变大， 再由第三段的中心位置至第三段与第四段连接处逐渐变小，第四段的直径等于第三段与第四段连接处内径，第五段的内径由第四段与第五段连接处至开口端逐渐变大。本实用新型具有以下有益效果本实用新型的铝合金钻探管的刚度和强度高且便于进行拉力或压力矫直。
图1是本实用新型方案一的整体结构主视图，图2是本实用新型方案二的整体结构示意图，图3是制造方案一中钻探管的工艺流程图，图4是制造方案二中钻探管的工艺流程图。
具体实施方式
具体实施方式
一结合图1说明本实施方式，本实施方式的钻探管包括多段变内径管，所述钻探管由多段变内径管制成一体，每段变内径管由第一段1、第二段2、第三段3、 第四段4和第五段5依次连接制成一体，第一段1的内径由开口端至第一段1与第二段2 的连接端逐渐变大，第二段2的内径等于第一段1与与第二段2的连接端处内径，第三段3 的内径由第二段2与第三段3的连接处至第三段3的中心位置处逐渐变小，再由第三段3 的中心位置至第三段3与第四段4连接处逐渐变大，第四段4的直径等于第三段3与第四段4连接处内径，第五段5的内径由第四段4与第五段5连接处至开口端逐渐变小。结合图3说明，制造钻探管方法包括以下步骤步骤一、预热模具50 350°C，将空心铝合金锭坯7在循环风炉中加热，加热到温度为350 550°C时出炉，冷却至挤压温度后装入挤压机挤压筒8内；步骤二、涂覆润滑剂将挤压筒8加热到100 150°C，在空心铝合金锭坯7的表面涂覆玻璃粉状润滑剂，在挤压筒8的内表面涂覆玻璃粉状润滑剂；根据预成形管的剖面直径选择相应挤压模具10和挤压针6 ；步骤三、挤压成形依次将挤压针6、空心铝合金锭坯7、挤压模具10装在挤压筒8 内，然后开始采用反挤压方法，挤压速度为60 100mm/S，挤压比为4. 5 13. 5，预成形管进行在线淬火或在井式炉中进行固溶水淬处理；步骤四、采用液压或一般机械传动的压力或连续辊矫机对挤压后的空心铝合金锭坯7进行矫直；步骤五、对步骤四后成形的空心铝合金锭坯7表面处理；步骤六进行时效处理，处理温度为100-200°C，保温8-18小时步骤三中反挤压方法为将挤压针6小直径部分置于挤压模具10的中心部位置，挤出预成形管的第一段1 ；当挤压针6保持不动时，挤压杆9向前推进，挤压针6变直径部分及大直径部分逐渐位于挤压模具10的心部位置，相应地挤出预成形管的的第一段1和第二段2 ；随着挤压杆9向前进一步推进，挤压针6相对于挤压杆9后退，直至其小直径部分逐渐回位于挤压模具10的心部，挤出预成形管的第二段3和第三段4 ；挤压针6保持不动时， 随着挤压杆9的向前推进，挤压针6的变直径部位及大直径部分再次逐渐位于挤压模具10 的心部，相应地挤出预成形管的第三段3和第四段4 ；随着挤压杆9向前进一步推进，挤压针6相对于挤压杆9后退，直至其小直径部分逐渐回位于挤压模具10的心部位置，挤出预成形管的第四段4和第五段5。
具体实施方式
二 结合图1说明本实施方式，本实施方式的每段变内径管的长度为40-90mm，此结构。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图2说明本实施方式，本实施方式的所述钻探管包括多段变外径管，所述钻探管由多段变外径管制成一体，每段变外径管由第一段1、第二段2、第三段3、第四段4和第五段5依次连接制成一体，第一段1的外径由开口端至第一段1与第二段2的连接端逐渐变小，第二段2的内径等于第一段1与与第二段2的连接端处内径，第三段3的内径由第二段2与第三段3的连接处至第三段3的中心位置处逐渐变大，再由第三段3的中心位置至第三段3与第四段4连接处逐渐变小，第四段4的直径等于第三段3与第四段4连接处内径，第五段5的内径由第四段4与第五段5连接处至开口端逐渐变大。结合图4说明，制造钻探管方法包括以下步骤步骤一、预热模具50 350°C，将空心铝合金锭坯7在循环风炉中加热，加热到温度为350 550°C时出炉，冷却至挤压温度后装入挤压机挤压筒8内；步骤二、涂覆润滑剂将挤压筒8加热到100 150°C，在空心铝合金锭坯7的表面涂覆玻璃粉状润滑剂，在挤压筒8的内表面涂覆玻璃粉状润滑剂；根据预成形管的剖面直径选择相应挤压模具10和挤压针6 ；步骤三、挤压成形依次将挤压针6、空心铝合金锭坯7、挤压模具10装在挤压筒8 内，然后开始采用反挤压方法，挤压速度为60 100mm/S，挤压比为4. 5 13. 5，预成形管进行在线淬火或在井式炉中进行固溶水淬处理；步骤四、采用液压或一般机械传动的压力或连续辊矫机对挤压后的空心铝合金锭坯7采用张力矫直；步骤五、对步骤四后成形的空心铝合金锭坯7表面处理；步骤六进行时效处理，处理温度为100-200°C，保温8-18小时。步骤三中的反挤压方法为将挤压针6的小直径端位于阶梯型挤压模具10的小直径开口位置处，挤压针6的大直径端位于阶梯型挤压模具10的大直径开口位置处，挤出预成形管的第一段，挤压杆9向前推进，挤压针6相应地缓慢后退，挤压针6与挤压模具10的相对位置不变；挤压针6保持不动，挤压杆9向前推进，挤压针6的变直径部位及大直径部分逐渐位于挤压模具10的小口径中心部位，相应地挤出预成形管的第一段1和第二段2 ；挤压杆9向前进一步推进，挤压针6相对于挤压杆9后退，直至挤压针6的小直径端位于阶梯型挤压模具10的小直径开口位置处，挤压针6的大直径端位于阶梯型挤压模具 10的大直径开口位置处，挤出预成形管的第二段2和第三段3 ；挤压针6保持不动时，随着挤压杆9的向前推进，挤压针6的变直径部位及大直径部分逐渐位于挤压模具10的小口径中心部位，相应地挤出预成形管的第三段3和第四段 4 ；[0030]挤压杆9向前进一步推进，挤压针6相对于挤压杆9后退，直至挤压针6的小直径端逐渐回位于阶梯型挤压模具10的小直径开口位置处，挤压针6的大直径端位于阶梯型挤压模具10的大直径开口位置处，挤出预成形管的第四段4和第五段5。
具体实施方式
四结合图2说明本实施方式，本实施方式的每段变外径管的长度为40-90mm，此结构。其它组成及连接关系与具体实施方式
三相同。
权利要求1.一种铝合金钻探管，其特征在于所述钻探管包括多段变内径管，所述钻探管由多段变内径管制成一体，每段变内径管由第一段(1)、第二段O)、第三段(3)、第四段(4)和第五段( 依次连接制成一体，第一段(1)的内径由开口端至第一段(1)与第二段O)的连接端逐渐变大，第二段( 的内径等于第一段(1)与与第二段O)的连接端处内径，第三段 (3)的内径由第二段( 与第三段C3)的连接处至第三段C3)的中心位置处逐渐变小，再由第三段(3)的中心位置至第三段C3)与第四段(4)连接处逐渐变大，第四段的直径等于第三段⑶与第四段⑷连接处内径，第五段(5)的内径由第四段⑷与第五段(5)连接处至开口端逐渐变小。
2.根据权利要求1所述铝合金钻探管，其特征在于每段变内径管的长度为40-90mm。
3.—种铝合金钻探管，其特征在于所述钻探管包括多段变外径管，所述钻探管由多段变外径管制成一体，每段变外径管由第一段(1)、第二段O)、第三段(3)、第四段(4)和第五段( 依次连接制成一体，第一段(1)的外径由开口端至第一段(1)与第二段O)的连接端逐渐变小，第二段( 的内径等于第一段(1)与与第二段O)的连接端处内径，第三段 (3)的内径由第二段( 与第三段C3)的连接处至第三段C3)的中心位置处逐渐变大，再由第三段(3)的中心位置至第三段C3)与第四段(4)连接处逐渐变小，第四段的直径等于第三段⑶与第四段⑷连接处内径，第五段(5)的内径由第四段⑷与第五段(5)连接处至开口端逐渐变大。
4.根据权利要求3所述铝合金钻探管，其特征在于每段变外径管的长度为40-90mm。
专利摘要铝合金钻探管，它涉及一种钻探管。针对目前铝合金钻探管的刚度和强度较低且不便于进行拉力或压力矫直。方案一所述钻探管包括多段变内径管，所述钻探管由多段变内径管制成一体，第一段的内径由开口端至第一段与第二段的连接端逐渐变大，第二段的内径等于第一段与与第二段的连接端处内径，第三段的内径由第二段与第三段的连接处至第三段的中心位置处逐渐变小，再由第三段的中心位置至第三段与第四段连接处逐渐变大，第四段的直径等于第三段与第四段连接处内径，第五段的内径由第四段与第五段连接处至开口端逐渐变小；方案二与方案一不同之处在于所述钻探管由多段变外径管制成一体。本实用新型用于钻探。
文档编号E21B17/00GK202140030SQ20112027483
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者李念奎 申请人:哈尔滨中飞新技术股份有限公司