一种钻杆接头及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钻杆接头，钻杆接头的元素成分包括铁元素，合金元素和微量元素，微量元素包括以下的质量成分：碳元素含量0.25-0.32%，钼元素含量0.30-0.38%，硫元素含量不大于0.01%，磷元素含量不大于0.015%；其它元素含量与API标准成分相同。公开一种钻杆接头制备方法：冶炼管坯；对管坯进行模锻成型处理；对锻件进行调质处理。本发明专利技术通过将钻杆接头中元素质量成分进行调整，减小碳元素含量，可降低钻杆接头的硬度，从而减小硫化氢对钻杆接头的腐蚀效果；钼元素可提高钻杆接头的耐腐蚀性并且能够提高钻杆接头的韧性，使得钻杆接头的抗冲击性能提高，减小因钻杆接头断裂而导致事故发生的可能性；此外，本发明专利技术制造成本低，可在大量勘探作业中使用，节省生产和使用开支。

【技术实现步骤摘要】
一种钻杆接头及其制备方法
本专利技术涉及石油勘探及煤层气勘探领域，特别涉及一种钻杆接头及其制备方法。
技术介绍
钻杆是石油天然气勘探与开发中的重要工具。常用的钻杆是以API（AmericanPetroleumInstitute，美国石油协会）为标准的E75、X95、G105和S135四个钢级，字母后的数字表示钻杆材料的最小屈服强度，随着油气资源的不断开发和利用，大量含硫的酸性油气田正在被开发，由于硫化氢会对钢材料造成腐蚀和氢致开裂，使钻杆在勘探过程中发生脆性断裂事故，钻杆材料越硬，对硫化氢的敏感性越高，发生腐蚀的风险越大。现有技术中，在含硫酸油气田的开发过程中，常常使用低钢级的G105钻杆或抗硫钻杆。钢制G105钻杆所用的钻杆接头是与之相匹配的G105钻杆接头，但是由于G105钻杆接头的硬度较高，使得钻杆接头在使用过程中易出现硫化氢腐蚀，导致钻杆接头开裂，引起失效事故发生；而对于抗硫钻杆，造价过高，不适于大量使用。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：现有技术中的钻杆接头虽然采用了G105型号的钻杆接头，但在实际应用中由于硬度较高仍然易被硫化氢腐蚀，并且此类型号的钻杆接头韧性差，使得钻杆接头的抗冲击性能差，易使得钻杆接头刺漏失效，并且钻杆接头在受到严重腐蚀时会使接头断裂导致钻柱落井，引发井下事故，对油田生产带来巨大损失；而抗硫钻杆虽然抗腐蚀性能较好，但成本较高，不适于大量勘探作业的使用，因此现有的钻杆接头不能满足实际的使用需要。
技术实现思路
为了解决现有技术的钻杆接头不满足使用需要的问题，本专利技术实施例提供了一种钻杆接头。所述技术方案如下：一方面，提供了一种钻杆接头，所述钻杆接头的元素成分包括铁元素，合金元素和微量元素，所述微量元素包括以下的质量成分：碳元素含量0.25-0.32%，钼元素含量0.30-0.38%，硫元素含量不大于0.01%，磷元素含量不大于0.015%；其它元素含量与API标准成分相同。进一步地，所述钻杆接头内径尺寸比API标准钻杆接头内径尺寸小6-10%。作为优选，所述钻杆接头的台肩倒角直径比API标准钻杆接头的台肩倒角直径大4-6%。另一方面，提供了一种钻杆接头的制备方法，所述钻杆接头的制备方法包括以下步骤：步骤1：微量元素成分按照碳元素为0.25-0.32%，钼元素为0.30-0.38%，硫元素含量不大于0.01%，磷元素含量不大于0.015%，其它元素含量与API标准成分相同冶炼所述钻杆接头的管坯；步骤2：将冶炼的所述管坯进行模锻成型处理，初步形成钻杆接头模型；步骤3：将模锻成型后的所述钻杆接头锻件进行高温调质处理，使得所述钻杆接头锻件中的回火索氏体组织大于或等于95%，组织晶粒度大于或等于8级。作为优选，所述步骤2还包括扩径加工工艺，具体为：将所述钻杆接头模型进行扩径，使得所述钻杆接头模型直径相比API标准钻杆接头模型直径扩大25-33%。进一步地，所述制备方法还包括步骤4，具体为：将调质处理后的所述钻杆接头进行精加工处理。作为优选，所述步骤4，具体为：将调质处理后的所述钻杆接头的内径尺寸进行精加工处理，使得所述钻杆接头内径尺寸相比API标准的钻杆接头内径尺寸缩小6-10%。进一步地，所述步骤4，具体为：将调质处理后的所述钻杆接头的台肩倒角直径进行精加工处理，使得所述钻杆接头的台肩倒角直径比API标准的钻杆接头的台肩倒角直径扩大4-6%。作为优选，所述制备方法还包括步骤5：将所述钻杆接头进行精加工处理后，对所述钻杆接头齿底倒角圆弧进行滚压处理。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例提供的钻杆接头及其制备方法，通过将钻杆接头中元素质量成分进行调整，将碳元素含量变为0.25-0.32%，钼元素含量变为0.30-0.38%，硫元素和磷元素含量分别不大于0.01%和0.015%，相比API标准，本专利技术减小钻杆接头中碳、硫和磷元素含量，可降低钻杆接头的硬度和非金属杂质含量，从而减小硫化氢对钻杆接头的腐蚀效果；而钼元素可提高钻杆接头的耐腐蚀性并且能够提高钻杆接头的韧性，综合上述元素的限定，使得钻杆接头的抗冲击性能提高，大大减小了因钻杆接头断裂而导致发生井下事故的可能性；此外，本专利技术制造成本低，可在大量勘探作业中使用，大大节省生产和使用开支。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的钻杆接头制备方法的流程图；图2是本专利技术又一实施例提供的钻杆接头结构示意图。其中：1外螺纹接头，2内螺纹接头，3螺纹，4齿底倒角圆弧，D接头内径尺寸，d台肩倒角直径。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一如图2所示，本专利技术实施例提供了一种钻杆接头，所述钻杆接头的元素成分包括铁元素，合金元素和微量元素，所述微量元素包括以下的质量成分：碳元素含量0.25-0.32%，钼元素含量0.30-0.38%，硫元素含量不大于0.01%，磷元素含量不大于0.015%；其它元素含量与API标准成分相同。其中，本专利技术实施例对API标准钻杆接头中的碳元素、钼元素、硫元素和磷元素在含量上进行修改，并以API标准G105钻杆接头的元素含量作为参照，因此本专利技术实施例中其它元素含量与API标准钻杆接头的元素含量一致，例如硅元素质量成分约0.20-0.26%，铬元素质量成分约1.00-1.20%，锰元素质量成分约0.75-0.95%等。将钻杆接头内的元素质量成分如此设置，通过降低碳含量，可降低钻杆接头的硬度，使得钻杆接头不易被硫化氢腐蚀，若碳含量过低则不能达到所要求的钻杆接头的强度，若碳含量高于0.32%，则钻杆接头易受到硫化氢腐蚀，因此，作为优选，碳元素质量成分约为0.3%；钼元素能够细化钻杆接头组织晶粒，使得钻杆接头组织精密度更高，从而提高钻杆接头的耐腐蚀性和韧性，作为优选，钼元素质量百分含量0.35%，硫、磷元素对钢会造成热脆性和冷脆性，属于钢中有害元素，因此要降低硫、磷元素在钢中的含量。综合限定上述元素范围，不仅能够使钻杆接头满足强度要求降低硫化氢对钻杆接头的影响，而且提高钻杆接头的韧性，增加了钻杆接头抗冲击能力，能够有效解决现有技术中钻杆接头纵向开裂的问题。本专利技术实施例通过将API标准钻杆接头中元素质量成分进行调整，减小钻杆接头中碳、硫和磷元素含量，可降低钻杆接头的硬度和非金属杂质含量，从而减小硫化氢对钻杆接头的腐蚀效果；而钼元素可以细化晶粒，获得更细的钻杆接头组织成分，从而提高钻杆接头的耐腐蚀性并且能够提高钻杆接头的韧性，综合上述元素的限定，使得钻杆接头的抗冲击性能提高，大大减小了因钻杆接头断裂而导致发生井下事故的可能性；此外，本专利技术制造成本低，可在大量勘探作业中使用，大大节省生产和使用开支。如图2所示，进一步地，所述钻杆接头内径尺寸D比API标准钻杆接头内径尺寸小6-10%。如图2所示，作为优选，所述钻杆接头的台肩倒角直径d比API标准钻杆接头的台肩倒角直径大4-6%。其中，钻杆接头内径尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻杆接头，所述钻杆接头的元素成分包括铁元素，合金元素和微量元素，其特征在于，所述微量元素包括以下的质量成分：碳元素含量0.25?0.32%，钼元素含量0.30?0.38%，硫元素含量不大于0.01%，磷元素含量不大于0.015%；其它元素含量与API标准成分相同。

【技术特征摘要】
1.一种钻杆接头，所述钻杆接头的元素成分包括铁元素，合金元素和微量元素，其特征在于，所述微量元素包括以下的质量成分：碳元素含量0.3％，钼元素含量0.30-0.38％，硫元素含量不大于0.01％，磷元素含量不大于0.015％；其它元素含量与API标准成分相同；其中，所述钻杆接头内径尺寸比API标准钻杆接头内径尺寸小6-10％；所述钻杆接头的台肩倒角直径比API标准钻杆接头的台肩倒角直径大4-6％。2.一种权利要求1所述的钻杆接头的制备方法，其特征在于，所述钻杆接头的制备方法包括以下步骤：步骤1：微量元素成分按照碳元素为0.3％，钼元素为0.30-0.38％，硫元素含量不大于0.01％，磷元素含量不大于0.015％，其它元素成分按照API标准成分冶炼所述钻杆接头的管坯；步骤2：将冶炼的所述管坯进行模锻成型处理，初步形成钻杆接头模型；步骤3：将模锻成型后的所述钻杆接头锻件进行高温调质处理，使得所述钻杆接头锻件中的回火索氏体组织大于或等于95％，组织晶粒度大于或等于8级。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永刚，李方坡，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油天然气集团公司管材研究所，
类型：发明
国别省市：