一种钛合金钻杆、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种钛合金钻杆、制备方法及其应用，所述钛合金钻杆按质量百分含量计由以下组分组成：Al 3‑5％；V 6‑9％；Cr 2‑7％；Mo 1.5‑3.5％；Zr 2.5‑5％；W 1‑5％；Fe 1‑5％；Si 1‑5％；C≤0.1％；N≤0.05％；H≤0.015％；O≤0.25％；余量为Ti。所述钛合金钻杆具备良好的高温耐腐蚀性，在150℃‑260℃下对H

A titanium alloy drill pipe, its preparation method and its application

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金钻杆、制备方法及其应用
本专利技术涉及石油天然气钻杆
，具体涉及一种钛合金钻杆、制备方法及其应用。
技术介绍
随着石油天然气工业的发展，深井、超深井、高温高压井、大位移水平井、超短曲率半径井等特殊工况井的开发越来越多，对钻具的要求也越来越高。钻井是石油天然气勘探和开发的一个重要环节，目前采用的主要方法是旋转钻井法，通过旋转钻具传递扭矩，带动钻头旋转、破碎和切削岩石，向地下钻进，钻出设计深度的井眼，获取石油或天然气。钻杆的作用则是将钻机扭矩传递给钻头，实现钻进，负责传输钻井液，并与钻头一起提升、下放和旋转。目前，钢制钻杆仍然是国内外常用的钻杆。按照美国石油学会(API)的标准，钢制钻杆的钢材等级分为五级：D、E、95(X)、105(G)、135(S)。钢制钻杆的钢材等级越高，钢制钻杆的屈服强度越大，钢制钻杆的其他强度也就越大。然而，钢制钻杆往往存在许多问题。首先，钢制钻杆不耐腐蚀，很容易被CO2、H2S等气体腐蚀，长期使用会导致钻杆断裂甚至石油天然气泄漏等问题；其次，钢制钻杆密度较大，当开采超深井时，往往需要改装钻机来承受本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛合金钻杆，其特征在于，所述钛合金钻杆按质量百分含量计由以下组分组成：Al 3-5％；V 6-9％；Cr 2-7％；Mo 1.5-3.5％；Zr 2.5-5％；W 1-5％；Fe 1-5％；Si 1-5％；C≤0.1％；N≤0.05％；H≤0.015％；O≤0.25％；余量为Ti。/n

【技术特征摘要】
1.一种钛合金钻杆，其特征在于，所述钛合金钻杆按质量百分含量计由以下组分组成：Al3-5％；V6-9％；Cr2-7％；Mo1.5-3.5％；Zr2.5-5％；W1-5％；Fe1-5％；Si1-5％；C≤0.1％；N≤0.05％；H≤0.015％；O≤0.25％；余量为Ti。


2.根据权利要求1所述的钛合金钻杆，其特征在于，所述钛合金钻杆按质量百分含量计由以下组分组成：Al3.5-4.5％；V6-8％；Cr2.7-6％；Mo2-3.5％；Zr2.5-4.5％；W1-4％；Fe2-4.5％；Si1-4.5％；C≤0.1％；N≤0.05％；H≤0.015％；O≤0.25％；余量为Ti。


3.根据权利要求1或2所述的钛合金钻杆，其特征在于，所述钛合金钻杆按质量百分含量计由以下组分组成：Al4-4.5％；V6-7.3％；Cr3.5-5.5％；Mo2.5-3.5％；Zr2.5-3.5％；W1-2.5％；Fe2-3％；Si1-3％；C≤0.1％；N≤0.05％；H≤0.015％；O≤0.25％；余量为Ti。


4.根据权利要求1-3任一项所述的钛合金钻杆，其特征在于，所述钛合金钻杆的屈服强度为510-1040MPa；
优选地，所述钛合金钻杆的抗拉强度为600-1300MPa；
优选地，所述钛合金钻杆的延伸率≥12％；
优选地，所述钛合金钻杆的V型夏比纵向全尺寸试样冲击功≥50J。


5.一种权利要求1-4任一项所述钛合金钻杆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按照钛合金目标质量配比进行配料，然后依次进行熔炼、锻造得到钛合金棒材；
(2)对步骤(1)得到的钛合金棒材依次进行车光、热穿孔或热挤压制备钛合金管坯，再依次进行冷轧、退火、热矫直、镦粗和热处理，得到钛合金管体；
(3)对步骤(1)得到的钛合金棒材依次进行热处理、车光、掏孔或镦锻，得到钻杆接头坯料，然后进行螺纹加工，得到钛合金接头；
(4)将步骤(2)得到的钛合金管体和步骤(3)得到的钛合金接头进行摩擦焊接，然后依次进行内外飞边、焊缝热处理，得到所述钛合金钻杆；
其中，步骤(2)和步骤(3)没有先后顺序。


6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述冷轧的道次为2-7次；
优选地，步骤(2)所述退火包括真空退火和/或氧化退火；
优选地，步骤(2)所述退火的加热温度为600-950...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠世，郭淑君，
申请(专利权)人：中世钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51