高强度摩擦焊加重钻杆制造技术

本发明专利技术涉及一种高强度摩擦焊加重钻杆，由杆体、内螺纹接头、外螺纹接头组成，内螺纹接头的一端设有用于连接钻杆的内螺纹，内螺纹接头另一端的内螺纹接头过渡圆柱段通过磨擦焊接的方式与杆体的一端连接，内螺纹接头过渡圆柱段的直径与杆体的直径相同，外螺纹接头的一端设有用于连接钻杆的外螺纹，外螺纹接头另一端的外螺纹接头过渡圆柱段通过摩擦焊接的方式与杆体的另一端连接，外螺纹接头过渡圆柱段的直径与杆体的直径相同，在杆体中间段的部分外圆上设有耐磨带。本发明专利技术加重钻杆有效提高了管体与接头的综合力学性能，具有耐磨损，耐腐蚀，增加了内、外螺纹接头与杆体的抗扭性能，不易断裂，有效提高了加重钻杆的使用寿命，可在恶劣的工作环境下多次使用。

High strength friction welding aggravated drill rod

The invention relates to a high strength friction welding increased drill pipe is composed of rod bodies, internal thread joint, external thread joint, one end of the inner thread joint is provided with a threaded pipe, one end of the inner thread connector at the other end of the joint transition through the friction welding method of cylindrical section and the rod connection thread the diameter of the rod and the transition joint of the cylindrical section of the same diameter, end external thread joint is used for external thread connecting pipe, thread external thread joint at the other end of the joint transition cylindrical section by friction welding way and the rod is connected with the other end of the outer diameter of the thread, the rod and the transition joint diameter cylindrical section the same, in the middle section of the rod body part is arranged on the outer circumference of the wear-resistant belt. The invention can effectively improve the comprehensive weighting drill rod pipe and the joint mechanical properties, good abrasion resistance, corrosion resistance, increase the torsional behavior of internal and external thread joint and the rod body, not easy to break, to effectively improve the service life of drill pipe can be increased several times, in bad working conditions.

【技术实现步骤摘要】
高强度摩擦焊加重钻杆
本专利技术属于钻井工具领域，具体涉及一种高强度摩擦焊加重钻杆。
技术介绍
加重钻杆是井下钻井工具的一部分。为缓解钻杆和钻铤的壁厚反差，降低钻井事故的作为过渡组件。其结构形式与钻杆类似，能承受拉伸载荷，也能承受压缩载荷，减少疲劳破坏，在钻井过程中承担着十分重要的工作。在油田勘探开发钻井过程中，尤其是在深井、大位移井、水平井、大斜度井中，环境恶劣，加重钻杆易磨损、易腐蚀、易疲劳，给油田带来重大损失。因此，钻井过程此问题已引起钻井界的密切关注。近几年，摩擦焊加重钻杆技术得到了广泛使用，但现有的加重钻杆焊接质量差，易磨损、易腐蚀、易疲劳，导致加重钻杆的综合力学性能较差，易断裂，大大缩短了加重钻杆的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种高强度摩擦焊加重钻杆，该加重钻杆有效提高了管体与接头的综合力学性能，具有耐磨损，耐腐蚀的特性，不易断裂，有效提高了加重钻杆的使用寿命。本专利技术的技术方案：一种高强度摩擦焊加重钻杆，由杆体、内螺纹接头、外螺纹接头组成，内螺纹接头的一端设有用于连接钻杆的内螺纹，内螺纹接头另一端的内螺纹接头过渡圆柱段通过磨擦焊接的方式与杆体的一端连接，内螺纹接头过渡圆柱段的直径与杆体的直径相同，外螺纹接头的一端设有用于连接钻杆的外螺纹，外螺纹接头另一端的外螺纹接头过渡圆柱段通过摩擦焊接的方式与杆体的另一端连接，外螺纹接头过渡圆柱段的直径与杆体的直径相同，在杆体中间段的部分外圆上设有耐磨带。进一步地，所述内螺纹接头大径段的直径与所述外螺纹接头大径段的直径相同。进一步地，所述内螺纹接头上内螺纹的锥度与所述外螺纹接头的锥度相同。进一步地，在杆体中间段的部分外圆上设有耐磨带，所述耐磨带的长度占杆体长度的2／3。进一步地，所述杆体的整体为圆柱状结构，杆体采用金属材料制成，所述杆体为实心杆体或中空杆体中的作意一种。进一步地，所述内螺纹接头和外螺纹接头是由金属材料制成。上述高强度摩擦焊加重钻杆的摩擦焊接方法，包括以下步骤：（1）将内螺纹接头、杆体、外螺纹接头要进行焊接的端成进行片面，保证其端面干净无杂质；（2）将杆体径向固定，采用摩擦焊接的方式将内螺纹接头、外螺纹接头与杆体进行焊接，焊接时，转动内螺纹接头、外螺纹接头，并对杆体施加轴向推力，调整顶锻力为：1583±25PSI，转速为：605±25r/min，飞轮配重：5500（A轮）+7500（B轮）+7500（B轮），通过对顶锻力和转速使材料发生塑性变形与流动，并产生钻杆摩擦焊接时所需的能量，进而将杆体与内螺纹接头、外螺纹接头焊接成整体钻杆；（3）将步骤（2）焊接好的钻杆进行退火+回火处理，退火保温温度为730℃，保温时间600秒，回火保温温度为710℃，保温时间660秒；（4）对焊接好的钻杆的焊缝行车飞边、打磨、超声波探伤以及进行力学性能检测。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术杆体的直径与内、外螺纹接头的过渡圆柱段的直径相同，满足了焊接时的截面要求，通过对顶锻力和转速的调整使材料发生塑性变形与流动，进而连接母材时配合飞轮旋转的动能提供工件摩擦时所需要的能量，从而改变焊接能量及焊接能力，增加了内、外螺纹接头与杆体的抗扭性能，有效保证了内、外螺纹接头与杆体尺寸的一致性，以及两端内、外接头螺纹的直线度，提高了钻杆的加工质量，该加重钻杆有效提高了管体与接头的综合力学性能，具有耐磨损，耐腐蚀的特性，不易断裂，有效提高了加重钻杆的使用寿命，经检测，本专利技术加重钻杆达到以下力学性能：屈服强度：613Mpa；抗拉强度：751Mpa；断后延伸率：18.0;冲击试验：77J、98J、78J；弯曲试验：弯曲180°凸起表面没有裂纹；全壁厚硬度：26.0HRC-34.0HRC之间；金相组织：铁素体+索氏体，无粗大组织；晶粒度：7.5级。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中：1-内螺纹接头，2-杆体，3-外螺纹接头，4-内螺纹，5-外螺纹，6-耐磨带，7-内螺纹接头过渡圆柱段，8-外螺纹接头过渡圆柱段，9-焊缝。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术作进一步的说明，以使本领域技术人员能够更好地理解本专利技术的技术方案。一种高强度摩擦焊加重钻杆，如图1所示，由杆体2、内螺纹接头1、外螺纹接头3组成，内螺纹接头1的一端设有用于连接钻杆的内螺纹4，内螺纹接头1另一端的内螺纹接头过渡圆柱段7通过磨擦焊接的方式与杆体2的一端连接，内螺纹接头过渡圆柱段7的直径与杆体2的直径相同，外螺纹接头3的一端设有用于连接钻杆的外螺纹5，外螺纹接头5另一端的外螺纹接头过渡圆柱段8通过摩擦焊接的方式与杆体2的另一端连接，外螺纹接头过渡圆柱段8的直径与杆体2的直径相同，在杆体2中间段的部分外圆上设有耐磨带6,耐磨带的长度占杆体长度的2／3。将杆体的直径与内、外螺纹接头的过渡圆柱段的直径设置成相同的，满足了焊接时的截面要求，通过对顶锻力和转速的调整使材料发生塑性变形与流动，进而连接母材时配合飞轮旋转的动能提供工件摩擦时所需要的能量，从而改变焊接能量及焊接能力，增加了内、外螺纹接头与杆体的抗扭性能，有效保证了内、外螺纹接头与杆体尺寸的一致性。另外，所述内螺纹接头大径段的直径与所述外螺纹接头大径段的直径相同，以及所述内螺纹接头上内螺纹的锥度与所述外螺纹接头的锥度相同，有效保证了内、外螺纹接头与杆体尺寸的一致性，以及两端内、外接头螺纹的直线度，提高了钻杆的加工质量。上述高强度摩擦焊加重钻杆的摩擦焊接方法，包括以下步骤：（1）将内螺纹接头、杆体、外螺纹接头要进行焊接的端成进行片面，保证其端面干净无杂质；（2）将杆体径向固定，采用摩擦焊接的方式将内螺纹接头、外螺纹接头与杆体进行焊接，焊接时，转动内螺纹接头、外螺纹接头，并对杆体施加轴向推力，调整顶锻力为：1583±25PSI，转速为：605±25r/min，飞轮配重：5500（A轮）+7500（B轮）+7500（B轮），通过对顶锻力和转速使材料发生塑性变形与流动，并产生钻杆摩擦焊接时所需的能量，进而将杆体与内螺纹接头、外螺纹接头焊接成整体钻杆；（3）将步骤（2）焊接好的钻杆进行退火+回火处理，退火保温温度为730℃，保温时间600秒，回火保温温度为710℃，保温时间660秒；（4）对焊接好的钻杆的焊缝9行车飞边、打磨、超声波探伤以及进行力学性能检测。本专利技术加重钻杆有效提高了管体与接头的综合力学性能，具有耐磨损，耐腐蚀的特性，不易断裂，可在恶劣的工作环境下多次使用，有效提高了加重钻杆的使用寿命，经检测，本专利技术加重钻杆达到以下力学性能：屈服强度：613Mpa；抗拉强度：751Mpa；断后延伸率：18.0;冲击试验：77J、98J、78J；弯曲试验：弯曲180°凸起表面没有裂纹；全壁厚硬度：26.0HRC-34.0HRC之间；金相组织：铁素体+索氏体，无粗大组织；晶粒度：7.5级。上述实施例仅用于本领域技术人员理解本专利技术的技术方案，而并非是对其进行限制，凡在本专利技术技术方案之内所作的任何修改、改进或等同替换，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
高强度摩擦焊加重钻杆，由杆体、内螺纹接头、外螺纹接头组成，其特征是：内螺纹接头的一端设有用于连接钻杆的内螺纹，内螺纹接头另一端的内螺纹接头过渡圆柱段通过磨擦焊接的方式与杆体的一端连接，内螺纹接头过渡圆柱段的直径与杆体的直径相同，外螺纹接头的一端设有用于连接钻杆的外螺纹，外螺纹接头另一端的外螺纹接头过渡圆柱段通过摩擦焊接的方式与杆体的另一端连接，外螺纹接头过渡圆柱段的直径与杆体的直径相同，在杆体中间段的部分外圆上设有耐磨带。

【技术特征摘要】
1.高强度摩擦焊加重钻杆，由杆体、内螺纹接头、外螺纹接头组成，其特征是：内螺纹接头的一端设有用于连接钻杆的内螺纹，内螺纹接头另一端的内螺纹接头过渡圆柱段通过磨擦焊接的方式与杆体的一端连接，内螺纹接头过渡圆柱段的直径与杆体的直径相同，外螺纹接头的一端设有用于连接钻杆的外螺纹，外螺纹接头另一端的外螺纹接头过渡圆柱段通过摩擦焊接的方式与杆体的另一端连接，外螺纹接头过渡圆柱段的直径与杆体的直径相同，在杆体中间段的部分外圆上设有耐磨带。2.根据权利要求1所述的高强度摩擦焊加重钻杆，其特征是：所述内螺纹接头大径段的直径与所述外螺纹接头大径段的直径相同。3.根据权利要求1所述的高强度摩擦焊加重钻杆，其特征是：所述内螺纹接头上内螺纹的锥度与所述外螺纹接头的锥度相同。4.根据权利要求1所述的高强度摩擦焊加重钻杆，其特征是：在杆体中间段的部分外圆上设有耐磨带，所述耐磨带的长度占杆体长度的2／3。5.根据权利要求1所述的高强度摩擦焊加重钻杆，其特征是：所述杆体的整体为圆柱状结构，杆体采用金属材料制成，所述杆体...

【专利技术属性】
技术研发人员：程馨玉，袁继兰，秦旭欣，刘军燕，马福平，张剑，喻仲珏，赵晶，郑锡坤，
申请(专利权)人：山西风雷钻具有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14