一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿及其制造方法
【專利摘要】一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿及其制造方法，包括鉆桿本體和不銹鋼管，所述不銹鋼管的直徑小于鉆桿本體公接頭水眼內(nèi)徑0.1～0.3mm，壁厚為0.5～2mm，不銹鋼管插入到鉆桿本體內(nèi)，并通過擴(kuò)徑使不銹鋼管緊貼在鉆桿本體內(nèi)壁上，再對鉆桿本體和不銹鋼管的端部進(jìn)行焊接密封，保護(hù)鉆桿本體內(nèi)壁。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、采用液壓方式、靜水壓方式或機(jī)械方式擴(kuò)徑的不銹鋼管與鉆桿本體復(fù)合管安全、溫和，不會損傷鉆桿內(nèi)壁表面，起到很好的腐蝕保護(hù)；2、鉆桿本體與不銹鋼管復(fù)合管能保證鉆桿內(nèi)壁相對于涂層更均勻、可控、不脫落，使用壓力穩(wěn)定；3、具有耐高溫、耐磨性和抗腐蝕性能；4、表面光滑，減少磨損，極大提高流動效率，延長鉆桿使用壽命。
【專利說明】一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬復(fù)合管【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源需求的進(jìn)一步加大，石油資源勘探技術(shù)的提高，更深、更復(fù)雜的油氣田被勘探，對石油裝備技術(shù)要求也提到新的臺階。原始的鉆井裝備因地質(zhì)較淺，對鉆桿要求較低，腐蝕性較少。隨著石油資源勘探技術(shù)的提高，更多更深、有腐蝕性的油氣田被發(fā)現(xiàn)并開采，對以往的鉆井裝備要求也提高，鉆桿的腐蝕也更加嚴(yán)重。
[0003]目前鉆井隊伍人員在更深、更復(fù)雜的鉆井中采用內(nèi)涂層方式進(jìn)行保護(hù)鉆桿內(nèi)壁腐蝕。內(nèi)涂層方式有兩種:一種為涂料涂層方式；一種為電鍍涂層方式。其中涂料涂層方式使用最為廣泛。因現(xiàn)在井況的復(fù)雜化，大部分油氣田含H2S、C02、Cr等多種腐蝕成分越來越多，其中以H2S、CO2共存時的腐蝕最為普遍，過程最為復(fù)雜和苛刻，引起鉆井工程技術(shù)人員的極大關(guān)注，所以在采購鉆桿時特別提出了抗腐蝕、抗氧化性、耐高溫等條件。針對鉆桿在鉆采中易腐蝕的要求，近年來石油裝備研發(fā)人員和生產(chǎn)制造商們共同開發(fā)，研究出很多種保護(hù)鉆桿內(nèi)壁不受腐蝕方法，都?xì)w類為內(nèi)涂層方法，品種很多，其中以環(huán)氧粉末涂料研究最為廣泛，如美國的3M公司和日本的住友金屬株式會社等都是世界著名的環(huán)氧粉末的生產(chǎn)商。該項發(fā)明的推廣，因使鉆桿內(nèi)壁表面光滑，減少鉆采過程中鉆井液的摩擦阻力等優(yōu)勢在市場上得到了很好的運(yùn)用，也極大的提高了防腐蝕鉆桿的使用壽命，在一定程度上緩解了油田的腐蝕問題。但因涂層深度較淺，在復(fù)雜井況作業(yè)中，鉆桿內(nèi)壁耐磨性還是較差，在高溫下容易產(chǎn)生脫落情況，所以不能達(dá)到長久使用的效果。電鍍涂層方法是通過電解離子元素與金屬結(jié)合，但是這種方式容易引起表面微小凹坑缺陷產(chǎn)生，在鉆井使用過程中，相對涂料涂層保護(hù)鉆桿內(nèi)壁不受腐蝕方式起到的效果稍差，推廣應(yīng)用也相應(yīng)較少。
[0004]在石油鉆采工業(yè)的進(jìn)一步擴(kuò)大，各油田地層條件等差異不同，給防腐技術(shù)的普遍推廣帶來了困難，現(xiàn)有技術(shù)的鉆桿防腐辦法雖取得了一定成效，產(chǎn)生了很大效益，但是還是存在不耐高溫、不耐磨、不完全防腐蝕、易老化等不足問題，無法滿足特定油田現(xiàn)場生產(chǎn)和應(yīng)用的要求，研究深入的系統(tǒng)性也較缺乏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種可用于復(fù)雜井況下作業(yè)，起到耐高溫、耐磨、耐腐蝕、不脫落、不失效等效果，延長鉆桿使用壽命的一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿及其制造方法。
[0006]其技術(shù)方案是:一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿，包括鉆桿本體和不銹鋼管，所述不銹鋼管的直徑小于鉆桿本體公接頭水眼內(nèi)徑0.1—0.3mm，壁厚為0.5?2mm，不銹鋼管插入到鉆桿本體內(nèi)，并通過擴(kuò)徑使不銹鋼管緊貼在鉆桿本體內(nèi)壁上，再對鉆桿本體和不銹鋼管的端部進(jìn)行焊接密封，保護(hù)鉆桿本體內(nèi)壁。[0007]其中，所述不銹鋼管通過液壓方式、靜水壓方式或機(jī)械方式擴(kuò)徑緊貼在鉆桿本體內(nèi)壁上。所述鉆桿本體和不銹鋼管的端部通過電阻滾焊或釬焊方式對兩種材料的端部進(jìn)行焊接密封。
[0008]4、一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿的制造方法，工藝流程如下:
1)鉆桿本體內(nèi)壁需經(jīng)過預(yù)加熱、內(nèi)拋丸噴砂除銹除塵、空氣吹掃干凈過程，將鉆桿內(nèi)壁清理光滑干凈。不銹鋼管表面光滑清潔；
2)將兩種表面處理干凈的管料裝配一起，即將不銹鋼管裝入鉆桿本體內(nèi)部，
采用液壓方式、靜水壓方式或機(jī)械方式擴(kuò)徑等方式對鉆桿本體和不銹鋼管進(jìn)行加壓，在壓力達(dá)到允許的最大應(yīng)力值時，并保壓5 — 20分鐘，以使不銹鋼管達(dá)到緊貼鉆桿本體內(nèi)壁；
3)使用電阻滾焊方式將鉆桿內(nèi)壁內(nèi)已緊貼的不銹鋼管與鉆桿本體滾焊進(jìn)行牢固緊密，從鉆桿一端到另一端采用螺旋式滾焊，滾焊焊道為道道步進(jìn)方式，其焊道間距為100—200mmo
[0009]4)根據(jù)API 7G要求的鉆井壓力進(jìn)行多次反復(fù)試驗(yàn)，使鉆桿長度有效的增長部分，肉眼觀察兩端內(nèi)壁內(nèi)不銹鋼管是否有變化，對緊貼鉆桿內(nèi)壁不銹鋼管的新產(chǎn)品進(jìn)行尺寸檢驗(yàn)和無損檢測，確保新產(chǎn)品滿足相關(guān)技術(shù)要求；
5)將擴(kuò)徑好的不銹鋼管進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)和金相分析，檢測新產(chǎn)品須滿足API 5DP鉆桿相同鋼級力學(xué)性能要求，電阻滾焊連接處牢固緊密，無缺陷，不銹鋼管在鉆桿本體受大的壓力情況下，不產(chǎn)生微塑性變形，保證焊縫不脫離，完成雙金屬復(fù)合鉆桿要求。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn):1、采用液壓方式、靜水壓方式或機(jī)械方式擴(kuò)徑的不銹鋼管與鉆桿本體復(fù)合管安全、溫和，不會損傷鉆桿內(nèi)壁表面，起到很好的腐蝕保護(hù)；2、鉆桿本體與不銹鋼管復(fù)合管能保證鉆桿內(nèi)壁相對于涂層更均勻、可控、不脫落，使用壓力穩(wěn)定；3、具有耐高溫、耐磨性和抗腐蝕性能；4、表面光滑，減少磨損，極大提高流動效率，延長鉆桿使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參照圖1，一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿，包括鉆桿本體I和不銹鋼管2，所述不銹鋼管2的直徑小于鉆桿本體I公接頭水眼內(nèi)徑0.1—0.3mm,壁厚為0.5?2mm，不銹鋼管2插入到鉆桿本體I內(nèi)，并通過擴(kuò)徑使不銹鋼管緊貼在鉆桿本體內(nèi)I壁上，再對鉆桿本體I和不銹鋼管2的端部3進(jìn)行焊接密封，保護(hù)鉆桿本體I內(nèi)壁。其中，所述不銹鋼管2通過液壓方式、靜水壓方式或機(jī)械方式擴(kuò)徑緊貼在鉆桿本體I內(nèi)壁上。所述鉆桿本體I和不銹鋼管2的端部3通過電阻滾焊或釬焊方式對兩種材料的端部進(jìn)行焊接密封。
[0013]一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿的制造方法，工藝流程如下:
1)鉆桿本體內(nèi)壁需經(jīng)過預(yù)加熱、內(nèi)拋丸噴砂除銹除塵、空氣吹掃干凈過程，將鉆桿內(nèi)壁清理光滑干凈。不銹鋼管表面光滑清潔；
2)將兩種表面處理干凈的管料裝配一起，即將不銹鋼管裝入鉆桿本體內(nèi)部， 采用液壓方式、靜水壓方式或機(jī)械方式擴(kuò)徑等方式對鉆桿本體和不銹鋼管進(jìn)行加壓，在壓力達(dá)到允許的最大應(yīng)力值時，并保壓5 — 20分鐘，以使不銹鋼管達(dá)到緊貼鉆桿本體內(nèi)壁；
3)使用電阻滾焊方式將鉆桿內(nèi)壁內(nèi)已緊貼的不銹鋼管與鉆桿本體滾焊進(jìn)行牢固緊密，從鉆桿一端到另一端采用螺旋式滾焊，滾焊焊道為道道步進(jìn)方式，其焊道間距為100—200mm ；
4)根據(jù)API7G要求的鉆井壓力進(jìn)行多次反復(fù)試驗(yàn)，使鉆桿長度有效的增長部分，肉眼觀察兩端內(nèi)壁內(nèi)不銹鋼管是否有變化，對緊貼鉆桿內(nèi)壁不銹鋼管的新產(chǎn)品進(jìn)行尺寸檢驗(yàn)和無損檢測，確保新產(chǎn)品滿足相關(guān)技術(shù)要求；
5)將擴(kuò)徑好的不銹鋼管進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)和金相分析，檢測新產(chǎn)品須滿足API5DP鉆桿相同鋼級力學(xué)性能要求，電阻滾焊連接處牢固緊密，無缺陷，不銹鋼管在鉆桿本體受大的壓力情況下，不產(chǎn)生微塑性變形，保證焊縫不脫離，完成雙金屬復(fù)合鉆桿要求。
[0014]實(shí)施例一
一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿，包括鉆桿本體I和不銹鋼管2，所述不銹鋼管2的直徑小于鉆桿本體I公接頭水眼內(nèi)徑0.2mm,壁厚為1mm，不銹鋼管2插入到鉆桿本體I內(nèi)，并通過靜水壓方式擴(kuò)徑使不銹鋼管緊貼在鉆桿本體內(nèi)I壁上，再對鉆桿本體I和不銹鋼管2的端部3進(jìn)行電阻滾焊密封，保護(hù)鉆桿本體I內(nèi)壁。
[0015]一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿的制造方法，工藝流程如下:
1)鉆桿本體內(nèi)壁需經(jīng)過預(yù)加熱、內(nèi)拋丸噴砂除銹除塵、空氣吹掃干凈過程，將鉆桿內(nèi)壁清理光滑干凈。不銹鋼管表面光滑清潔；
2)將兩種表面處理干凈的管料裝配一起，即將不銹鋼管裝入鉆桿本體內(nèi)部，
采用靜水壓方式擴(kuò)徑對鉆桿本體內(nèi)的不銹鋼管進(jìn)行加壓，在壓力達(dá)到允許的最大應(yīng)力值時，并保壓15分鐘，以使不銹鋼管達(dá)到緊貼鉆桿本體內(nèi)壁；
3)使用電阻滾焊方式將鉆桿內(nèi)壁內(nèi)已緊貼的不銹鋼管與鉆桿本體滾焊進(jìn)行牢固緊密，從鉆桿一端到另一端采用螺旋式滾焊，滾焊焊道為道道步進(jìn)方式，其焊道間距為150mm ；
4)根據(jù)API7G要求的鉆井壓力進(jìn)行多次反復(fù)試驗(yàn)，使鉆桿長度有效的增長部分，肉眼觀察兩端內(nèi)壁內(nèi)不銹鋼管是否有變化，對緊貼鉆桿內(nèi)壁不銹鋼管的新產(chǎn)品進(jìn)行尺寸檢驗(yàn)和無損檢測，確保新產(chǎn)品滿足相關(guān)技術(shù)要求；
5)將擴(kuò)徑好的不銹鋼管進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)和金相分析，檢測新產(chǎn)品須滿足API5DP鉆桿相同鋼級力學(xué)性能要求，電阻滾焊連接處牢固緊密，無缺陷，不銹鋼管在鉆桿本體受大的壓力情況下，不產(chǎn)生微塑性變形，保證焊縫不脫離，完成雙金屬復(fù)合鉆桿要求。
[0016]實(shí)施例二
一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿，包括鉆桿本體I和不銹鋼管2，所述不銹鋼管2的直徑小于鉆桿本體I公接頭水眼內(nèi)徑0.3mm,壁厚為2_，不銹鋼管2插入到鉆桿本體I內(nèi)，并通過液壓方式擴(kuò)徑使不銹鋼管緊貼在鉆桿本體內(nèi)I壁上，再對鉆桿本體I和不銹鋼管2的端部3進(jìn)行電阻滾焊密封，保護(hù)鉆桿本體I內(nèi)壁。
[0017]一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿的制造方法，工藝流程如下:
I)鉆桿本體內(nèi)壁需經(jīng)過預(yù)加熱、內(nèi)拋丸噴砂除銹除塵、空氣吹掃干凈過程，將鉆桿內(nèi)壁清理光滑干凈。不銹鋼管表面光滑清潔； 2)將兩種表面處理干凈的管料裝配一起，即將不銹鋼管裝入鉆桿本體內(nèi)部，
采用液壓方式擴(kuò)徑對鉆桿本體內(nèi)的不銹鋼管進(jìn)行加壓，在壓力達(dá)到允許的最大應(yīng)力值時，并保壓5分鐘，以使不銹鋼管達(dá)到緊貼鉆桿本體內(nèi)壁；
3)使用電阻滾焊方式將鉆桿內(nèi)壁內(nèi)已緊貼的不銹鋼管與鉆桿本體滾焊進(jìn)行牢固緊密，從鉆桿一端到另一端采用螺旋式滾焊，滾焊焊道為道道步進(jìn)方式，其焊道間距為IOOmm ；
4)根據(jù)API7G要求的鉆井壓力進(jìn)行多次反復(fù)試驗(yàn)，使鉆桿長度有效的增長部分，肉眼觀察兩端內(nèi)壁內(nèi)不銹鋼管是否有變化，對緊貼鉆桿內(nèi)壁不銹鋼管的新產(chǎn)品進(jìn)行尺寸檢驗(yàn)和無損檢測，確保新產(chǎn)品滿足相關(guān)技術(shù)要求；
5)將擴(kuò)徑好的不銹鋼管進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)和金相分析，檢測新產(chǎn)品須滿足API5DP鉆桿相同鋼級力學(xué)性能要求，電阻滾焊連接處牢固緊密，無缺陷，不銹鋼管在鉆桿本體受大的壓力情況下，不產(chǎn)生微塑性變形，保證焊縫不脫離，完成雙金屬復(fù)合鉆桿要求。
【權(quán)利要求】
1.一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿，包括鉆桿本體和不銹鋼管，其特征在于:所述不銹鋼管的直徑小于鉆桿本體公接頭水眼內(nèi)徑0.1—0.3mm，壁厚為0.5?2mm，不銹鋼管插入到鉆桿本體內(nèi)，并通過擴(kuò)徑使不銹鋼管緊貼在鉆桿本體內(nèi)壁上，再對鉆桿本體和不銹鋼管的端部進(jìn)行焊接密封，保護(hù)鉆桿本體內(nèi)壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿，其特征在于:所述不銹鋼管通過液壓方式、靜水壓方式或機(jī)械方式擴(kuò)徑緊貼在鉆桿本體內(nèi)壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿，其特征在于:所述鉆桿本體和不銹鋼管的端部通過電阻滾焊或釬焊方式對兩種材料的端部進(jìn)行焊接密封。
4.一種特種阻焊復(fù)合抗硫鉆桿的制造方法，其特征在于:工藝流程如下: 1)鉆桿本體內(nèi)壁需經(jīng)過預(yù)加熱、內(nèi)拋丸噴砂除銹除塵、空氣吹掃干凈過程，將鉆桿內(nèi)壁清理光滑干凈。
5.不銹鋼管表面光滑清潔； 2)將兩種表面處理干凈的管料裝配一起，即將不銹鋼管裝入鉆桿本體內(nèi)部， 采用液壓方式、靜水壓方式或機(jī)械方式擴(kuò)徑等方式對鉆桿本體和不銹鋼管進(jìn)行加壓，在壓力達(dá)到允許的最大應(yīng)力值時，并保壓5 — 20分鐘，以使不銹鋼管達(dá)到緊貼鉆桿本體內(nèi)壁； 3)使用電阻滾焊方式將鉆桿內(nèi)壁內(nèi)已緊貼的不銹鋼管與鉆桿本體滾焊進(jìn)行牢固緊密，從鉆桿一端到另一端采用螺旋式滾焊，滾焊焊道為道道步進(jìn)方式，其焊道間距為100—200mm ； 4)根據(jù)API7G要求的鉆井壓力進(jìn)行多次反復(fù)試驗(yàn)，使鉆桿長度有效的增長部分，肉眼觀察兩端內(nèi)壁內(nèi)不銹鋼管是否有變化，對緊貼鉆桿內(nèi)壁不銹鋼管的新產(chǎn)品進(jìn)行尺寸檢驗(yàn)和無損檢測，確保新產(chǎn)品滿足相關(guān)技術(shù)要求； 5)將擴(kuò)徑好的不銹鋼管進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)和金相分析，檢測新產(chǎn)品須滿足API5DP鉆桿相同鋼級力學(xué)性能要求，電阻滾焊連接處牢固緊密，無缺陷，不銹鋼管在鉆桿本體受大的壓力情況下，不產(chǎn)生微塑性變形，保證焊縫不脫離，完成雙金屬復(fù)合鉆桿要求。
【文檔編號】E21B17/00GK103452493SQ201310439071
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】杜林 , 許林民, 鐘金富, 鄒永剛, 張紅軍, 張銀美 申請人:山東明珠石油裝備制造有限公司