一种海洋钻井隔水导管螺纹接头的加工工艺的制作方法

本发明涉及海洋钻井技术领域，尤其涉及一种海洋钻井隔水导管螺纹接头的加工工艺。

背景技术：

隔水管是海洋油气开采必不可少的一种管状结构，本质上是连接海洋表面浮体和海底井口的导管结构。隔水管系统在钻井和生产阶段起着多种作用，包括隔绝海水、提供钻井液往返的通道、支持辅助管线、引导钻具、下放与撤回井口防喷器组等。随着深水油气资源的开发，深水隔水管的应用越来越广。在深水钻井中，随着水深的增加，隔水管的受力状态更加恶劣和复杂，将受到风、浪、流等长期的作用，同时钻杆柱以一定转速在隔水管内部旋转，与其经过的所有通道均可能发生接触、摩擦和磨损，海洋石油工业发生过多起隔水管磨损事故，严重威胁海洋钻井作业安全，并带来较大的经济和环境损失。

现有的海洋钻井隔水存在以下问题：（1）防腐蚀性能差，由于隔水管长期受到海水的腐蚀，因此需要较强的防腐性能；（2）由于隔水管在使用过程中会和通道之间发生接触、摩擦和磨损，导致隔水管的机械结构发生变化，引发隔水管磨损事故，严重威胁海洋钻井作业安全，并带来较大的经济和环境损失。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明提供了一种海洋钻井隔水导管螺纹接头的加工工艺，工艺简单，操作容易，能够提高海洋钻井隔水导管螺纹接头的防腐性能和耐磨性能，提高隔水管道螺纹接头的使用寿命和使用安全性。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种海洋钻井隔水导管螺纹接头的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

s1:材料受入：在加工前先对接头进行外观的检测，目测有没有存在严重的缺陷；

s2:正火处理：将接头放置在罩式炉中进行加热处理，使得罩式炉达到900±10℃，然后进行120-180小时的保温处理，达到保温时间后，将接头移出罩式炉，在空气中冷却到室温；

s3：粗加工：将经过正火处理的接头使用数控机床进行切割打磨，去除原料上的余料，使得接头的形状尺寸初步成型;

s4:调质：将粗加工之后的接头放置在罩式炉中进行淬火处理，使得罩式炉达到880±10℃，然后进行180-240小时的保温处理，达到保温时间后，将接头移出罩式炉，放置在冷却水中进行冷却，将冷却后的接头重新放置到罩式炉重新加热，进行回火处理，加热到600-620℃后，进行210-270小时的保温处理，达到保温时间后，将接头移出罩式炉，在空气中冷却到室温；

s5:精加工：将经过调质后的接头放到数控机床上进行进一步加工，将接头加工到规定的尺寸大小；

s6:磷化：包括以下步骤：

s6-1:将精加工后的接头放入脱脂液中进行脱脂处理，再用清水冲洗接头上残留的脱脂液，所述脱脂液的配比为25kg:5kg:8kg=热水：肥皂粉：洗洁精的混合液；

s6-2:将脱脂后接头放入酸化液中进行除锈处理，再用清水冲洗接头上残留的酸化液，所述酸化液为100%纯碳钢酸洗钝化液；

s6-3：将出脱脂后的接头放入表调液中进行表面调节处理，所述表调液为配比为1000l:6kg=水：tl-003猛系磷化专用表面调整剂；

s6-4：将表面调节后的接头放入90-98℃的磷化液中进行15-20min的磷化处理，再用清水冲洗接头上残留的磷化液，所述磷化液为14%的覆膜液；

s6-5：将磷化后的接头进行干燥处理后，在接头上涂刷或者浸渍润滑油型的除锈油；

s7:将磷化处理后的接头进行检验，检验完成后入库。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s2或s4中罩式炉的起始温度小于350℃。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s4中冷却水的起始水温不高于38℃，淬火后的冷却水水温部高于49℃。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s5-1至s5-4中的清水为ph值为6-8的自来水。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）隔水管接头采用高强管线钢加工而成，在粗加工前增设正火处理，能够细化接头材料的晶粒、消除应力，以获得平衡状态的组织从而改变综合力学性能和切削性能，在精加工前采用高温淬火+低温回火的热处理方式，能够有效的调整钢的性能，以获得钢的较好的强度、塑性和韧性，达到良好的综合机械性能；

（2）将接头放置在磷酸盐溶液中加热进行磷化处理，使其表面产生一层致密的晶体，起到很好的防腐蚀作用，在90-98℃的温度下磷化晶粒结晶快，离子附着力强，形成磷化表面膜厚度值大，而且磷化晶粒密集排列，晶体均匀，晶粒之间孔隙小，其防锈能力和抗磨损能力大大提高，有效减少钻铤螺纹接头啮合时发生粘齿现象，增加螺纹耐磨性，和增加接头表面美观；

（3）工艺简单，操作容易，能够提高海洋钻井隔水导管螺纹接头的防腐性能和耐磨性能，提高隔水管道螺纹接头的使用寿命和使用安全性。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是本发明中磷化的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1-2所示一种海洋钻井隔水导管螺纹接头的加工工艺，包括以下步骤：

s1:材料受让：在加工前先对接头进行外观的检测，目测有没有存在严重的缺陷；

s2:正火处理：将接头放置在罩式炉中进行加热处理，罩式炉的起始温度小于350℃,使得罩式炉达到900±10℃，然后进行120-180小时的保温处理，达到保温时间后，将接头移出罩式炉，在空气中冷却到室温，正火处理能够细化晶粒、消除应力，以获得平衡状态的组织从而改变综合力学性能和切削性能；

s3:粗加工：将经过正火处理的接头使用数控机床进行切割打磨，去除原料上的余料，使得接头的形状尺寸初步成型；

s4:调质：将粗加工之后的接头放置在罩式炉中进行淬火处理，罩式炉的起始温度小于350℃,使得罩式炉达到880±10℃，然后进行180-240小时的保温处理，达到保温时间后，将接头移出罩式炉，放置在冷却水中进行冷却，将冷却后的接头重新放置到罩式炉重新加热，进行回火处理。其中冷却水的起始水温不高于38℃，淬火后的冷却水水温部高于49℃,加热到600-620℃后，进行210-270小时的保温处理，达到保温时间后，将接头移出罩式炉，在空气中冷却到室温；

采用高温淬火+低温回火的热处理方式，能够有效的调整钢的性能，以获得钢的较好的强度、塑性和韧性，达到良好的综合机械性能；

s5:精加工：将经过调质后的接头放到数控机床上进行进一步加工，将接头加工到规定的尺寸大小；

s6:脱脂：将精加工后的接头放入脱脂液中进行脱脂处理，所述脱脂液的配比为25kg:5kg:8kg=热水：肥皂粉：洗洁精的混合液，脱脂处理是为了除掉接头表面的油迹和前序机加工带来的切削液，为后面的酸洗和磷化做准备，用脱脂液进行冲洗直至接头表面无油，再用清水冲洗接头上残留的脱脂液；

s7:除锈：将脱脂后接头放入酸化液中进行除锈处理，所述酸化液为100%纯碳钢酸洗钝化液，去除接头表面的锈迹，同时使接头表面活化，再用清水冲洗接头上残留的酸化液；

s8：表面调整：将出脱脂后的接头放入表调液中进行表面调节处理，所述表调液为配比为1000l:6kg=水：tl-003猛系磷化专用表面调整剂，克服工件因脱脂及除锈过程中由于碱和酸对工件的粗化效应而引起的磷化膜变粗的现象，同时可增加金属表面的活性，加快磷化速度；

s9：高温磷化：将表面调节后的接头放入90-98℃的磷化液中进行15-20min的磷化处理，使其接头表面生成一层不溶性磷酸盐保护膜，可提高接头螺纹旋合时的减摩、润滑性，更是提高接头的耐腐蚀性，再用清水冲洗接头上残留的磷化液，所述磷化液为14%的覆膜液；

s10：干燥涂油：将磷化后的接头进行干燥处理后，去除接头表面的潮湿，提高防锈油的附着力，增强接头的防腐性能，在接头上涂刷或者浸渍润滑油型的除锈油，封闭接头表面磷化膜晶体间的孔隙，抵抗水汽和盐雾、酸雾等对金属的腐蚀，既增强接头的防腐性能，又提高螺纹旋合时的润滑性，降低结合面的摩擦；

s11:将磷化处理后的接头进行检验，检验完成后入库。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。