钻杆管端加厚工艺郭立珍*,王瑞年,满旭波(山东省地矿工程勘察院,山东济南250014)摘 要:简要介绍了钻杆管端加厚工艺基本原理、加厚方式,提出了加厚工艺方案及工艺规程设计、分别计算出在液压机和机械压力机上的成形力。关键词:钻杆;管端加厚;工艺中图分类号:P634 文献标识码:B 文章编号:1004 5716(2011)06 0106 041 概述钻杆是石油钻采和地质勘探业大量使用的重要零件,在钻井过程中,随着钻头的深入,需要逐渐增加钻杆。钻杆两端分别车有内外螺纹,通过螺纹逐渐连接。也可能在钻杆两端都车有外螺纹,通过两端都车有内螺纹的接箍逐件连接。整个钻杆由管体和与管体两端分别连接(通常为摩擦焊或锁接头)的钻杆接头组成。随着现代油井及水井的深井化、地下作业环境的恶化和钻杆本身重量的增加对钻杆之间和钻杆管体与钻杆接头之间的连接强度要求也不断增加。为了增加钻杆管体与钻杆接头之间的连接强度,石油工业的国际权威组织 美国石油学会(API)制订了标准API Spec5D 钻杆规范 对其作出了专门规定。通常将钻杆管体简称为钻杆。所称的 钻杆 就是指钻杆管体。实际上,增强钻杆管端的连接强度,目前看来有3种途径: 适当增大管端连接部位的截面积,即增大管端壁厚; 选用高强或超高强材料; 同时增大管端连接部位的截面积并选用高强或超高强材料。钻杆管端加厚是将钻杆用普通钢管(材料为高强或超高强钢)进行局部加热变形,使内径、外径发生一定程度的改变,达到端部壁厚增加,以便增强其连接强度。2 钻杆管端加厚方式钻杆管端加厚方式有3种: 内加厚,即只减小内径,而外径保持不变; 外加厚,即只增大外径,而内径保持不变; 内外加厚,即同时减小内径并增大外径。按管坯聚料的规律,内加厚时,管料的外径受模具夹持,内径在变形初期均呈自由变形状态,材料稳定性好。外加厚时,管料的内径受凸模限制,外径在变形初期均呈自由变形状态,材料稳定性稍差。内外加厚时,管料的内外径在变形初期均呈自由变形状态,材料稳定性差。3 钻杆材料将钻杆材料按其力学性能分为两组,见表1。3.1 API Spec5D表1 各组材料的力学性能组别钢级屈服强度最小抗拉强度最大最小(PSI)(M P a)(P SI)(M Pa)(PSI)(M Pa)1E-7575000517105000724100000689 X-9595000655125000862105000724 2G105105000724135000931115000793 S-135135000931165000113814500010003.2 材料的化学成分API Spec5D仅对钢中的P、S的含量作出了规定,见表2。其余成分未作规定,以满足相应钢级的力学性能为准。但要求制造商对各元素含量予以控制。106西部探矿工程 2011年第6期*收稿日期:2011-01-13第一作者简介:郭立珍(1974-),女(汉族),山东济南人,工程师,现从事地质机械工程技术工作。
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