專利名稱：焊接鉆桿管端加厚區(qū)防刺漏鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種焊接鉆桿管端加厚區(qū)防刺漏鉆桿，屬于石油、天然氣鉆井工具中的鉆桿技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在石油、天然氣鉆井過程中，鉆柱是鉆井工具中連接鉆頭、用以傳遞動力的桿件。 鉆柱通常的組成部分有鉆頭、鉆鋌、鉆桿、穩(wěn)定器、專用轉(zhuǎn)換接頭及方鉆桿。鉆柱的基本作用是(1)起下鉆頭；( 施加鉆壓；(3)傳遞動力；(4)輸送鉆井液；(5)進行特殊作業(yè)擠壓泥漿、處理井下事故等。鉆桿是鉆柱組成的主要桿件，是鉆柱的重要組成部分之一，位于整個鉆柱的上部，占整個鉆柱長度的80% 90%。在打井過程中，鉆桿可以多次使用。API 標(biāo)準(zhǔn)把鉆桿分為E75、X95、G105、S135四個鋼級，外徑從23/8〃到65/8〃共8個規(guī)格，長度一般在十米左右。鉆桿管體材質(zhì)為鉻鉬合金結(jié)構(gòu)鋼，普通鉆桿的生產(chǎn)過程為管體來料檢驗一管端加厚一管體熱處理一管體校直一管端校直一管體磁超探一管端粗車一摩擦焊接(包括沖內(nèi)飛邊和形變淬火)一焊縫退火一精車焊區(qū)外圓一焊區(qū)回火一彎曲試驗一焊區(qū)內(nèi)外圓修磨一焊區(qū)磁超探一涂漆包裝一入庫。另外，還有各工序后的檢驗及管體熱處理后理化實驗和焊區(qū)無損探傷后的理化實驗，接頭是協(xié)作專業(yè)廠家按標(biāo)準(zhǔn)提供。由于鉆桿工作環(huán)境惡劣，工作環(huán)境差，受力情況比較復(fù)雜，易磨損、易腐蝕、易疲勞，極易發(fā)生失效事故，因此要求鉆桿必須具備承受巨大的內(nèi)外壓、扭矩、彎曲和振動等功能。在所有鉆桿事故中，管體加厚過渡區(qū)疲勞失效，導(dǎo)致刺漏甚至斷裂事故是最最普遍的失效形式，約占鉆桿失效的 80%。因此，如何預(yù)防鉆桿管端加厚過渡區(qū)刺漏，是當(dāng)下鉆桿制造過程中迫切需要解決的難題。針對API 5DP規(guī)定的鉆桿管端內(nèi)加厚(IU)和內(nèi)外加厚(IEU)的要求，對加厚尺寸有硬性規(guī)定，尺寸要求包括加厚外徑(Φ ου)、內(nèi)徑(Φ(10υ)、內(nèi)外加厚長度(Liu Leu)、內(nèi)外過渡區(qū)長度(Miu Meu) 0按規(guī)定尺寸制造后的鉆桿端部內(nèi)過渡區(qū)從加厚內(nèi)徑(Φ(10υ)到管體內(nèi)徑(Φ(Μρ)，尺寸變化大，錐度大。在鉆桿使用過程中，泥漿液從鉆桿內(nèi)部通過時有兩種情形一種是從管體到加厚端，此種是從尺寸大端到尺寸小端，在高速泥漿經(jīng)過時，在管端加厚內(nèi)過渡區(qū)極易形成點蝕失效；一種是從加厚端到管體，此種是從尺寸小端到尺寸大端，在高速泥漿經(jīng)過時，在管體內(nèi)過渡區(qū)極易形成渦流，長時間的作用下極易造成腐蝕失效。兩種情形在交變載荷作用下，都易形成疲勞失效，最終導(dǎo)致鉆桿加厚過渡區(qū)刺漏乃至斷裂現(xiàn)象的發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能夠使泥漿順利的通過內(nèi)加厚端和管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)，有效減弱內(nèi)過渡區(qū)點蝕和渦流的影響，有效預(yù)防鉆桿管體到加厚端過渡區(qū)刺漏的發(fā)生的焊接鉆桿管端加厚區(qū)防刺漏鉆桿。本實用新型的目的是通過以下方式實現(xiàn)的[0006]本實用新型包括管體、加厚端、管體到加厚端過渡區(qū)，管體到加厚端過渡區(qū)在鉆桿桿體外的一面稱為外過渡區(qū)，在鉆桿桿體內(nèi)的一面稱為內(nèi)過渡區(qū)，其特征是管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)錐面的錐度為1 (16 20)，且管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)的錐面與其兩端的管體、 加厚端的直面銜接處的圓弧半徑大于R300mm。本實用新型的優(yōu)點是本實用新型的鉆桿管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)錐度明顯減小， 泥漿在通過管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)時能比較平穩(wěn)的穿過，大大減弱了點蝕和渦流現(xiàn)象。另外，由于管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)的錐面錐度減小或與其兩端的管體、加厚端的直面銜接處的圓弧半徑加大，必然要減小加厚端內(nèi)加厚實體，即增大加厚端內(nèi)徑，從而減小過渡區(qū)錐度后，為不影響焊接后焊區(qū)的機械強度，同時增大加厚端外加厚尺寸，既增大加厚端內(nèi)徑，同時增大加厚端外徑，保證加厚端壁厚基本不變，從而既保證焊區(qū)的機械強度，又能盡量避免管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)刺漏現(xiàn)象的發(fā)生。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參照附圖，本實用新型包括管體3、加厚端1、管體到加厚端過渡區(qū)2，管體到加厚端過渡區(qū)2在鉆桿桿體外的一面稱為外過渡區(qū)21，在鉆桿桿體內(nèi)的一面稱為內(nèi)過渡區(qū)22， 管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)22的錐面的錐度為1 (16 20)，且管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)22的錐面與其兩端的管體、加厚端的直面銜接處的圓弧半徑大于R300mm。本實用新型采用以下方式有效解決了已有鉆桿的缺陷一是減小加厚端內(nèi)加厚實體，即增大加厚端內(nèi)徑，從而減小內(nèi)過渡區(qū)的錐度，使其更加平滑過渡，同時增大加厚端外加厚實體，即增大加厚端外徑，保證加厚端壁厚保持基本不變；二是延長內(nèi)過渡區(qū)尺寸，從而進一步減小內(nèi)過渡區(qū)錐度；三是加大內(nèi)錐面與兩直面銜接處的圓弧半徑。一般地，將加厚端1的外加厚平端11的直徑加大3mm，將內(nèi)加厚平端12的直徑加大3mm，將內(nèi)過渡區(qū)22的長度在原基礎(chǔ)上增大20% 30%，使內(nèi)過渡區(qū)錐面錐度由原來的 1 11左右，減小到1 16到1 20，同時使內(nèi)過渡區(qū)22的錐面與兩直面銜接處的圓弧半徑大于R300mm，這樣就能使泥漿更加順利的通過加厚端內(nèi)加厚區(qū)域和內(nèi)過渡區(qū)，有效減弱內(nèi)過渡區(qū)點蝕和渦流的影響，有效預(yù)防了鉆桿管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)刺漏的發(fā)生。一年多的使用情況說明，售出的鉆桿再也沒有出現(xiàn)管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)刺漏的事故，大大降低了鉆桿事故的發(fā)生。
權(quán)利要求1. 一種焊接鉆桿管端加厚區(qū)防刺漏鉆桿，包括管體、加厚端、管體到加厚端過渡區(qū)，管體到加厚端過渡區(qū)在鉆桿桿體外的一面稱為外過渡區(qū)，在鉆桿桿體內(nèi)的一面稱為內(nèi)過渡區(qū)，其特征是管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)錐面的錐度為1 (16 20)，且管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)的錐面與其兩端的管體、加厚端的直面銜接處的圓弧半徑大于R300mm。
專利摘要本實用新型涉及一種焊接鉆桿管端加厚區(qū)防刺漏鉆桿，包括管體、加厚端、管體到加厚端過渡區(qū)，管體到加厚端過渡區(qū)在鉆桿桿體外的一面稱為外過渡區(qū)，在鉆桿桿體內(nèi)的一面稱為內(nèi)過渡區(qū)，其特征是管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)錐面的錐度為1∶(16～20)，且管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)的錐面與其兩端的管體、加厚端的直面銜接處的圓弧半徑大于R300mm。其優(yōu)點是能夠使泥漿順利的通過內(nèi)加厚端和管體到加厚端內(nèi)過渡區(qū)，有效減弱內(nèi)過渡區(qū)點蝕和渦流的影響，有效預(yù)防鉆桿管體到加厚端過渡區(qū)刺漏的發(fā)生。
文檔編號E21B17/00GK202140029SQ201120260489
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者曾浩, 賀培基 申請人:包頭市豐達石油機械有限責(zé)任公司