石油钻杆生产工艺

37CrMnMo钻杆接头生产工艺

37CrMnMo钻杆接头生产工艺第一篇：37CrMnMo钻杆接头生产工艺产品名称：石油钻杆接头材料名称：37CrMnMo1、下料：锯床，直径Φ170，L＝290，确保端面平齐；2、中频炉透烧：要求出炉温度1150℃～1200℃，芯表、头尾温差小于30℃；3、1250T压机墩粗脱氧化皮；4、1250T压机精密挤压成型；5、500T压机收口；6、500T压机冲连皮；7、锻件检验：按锻件图纸要求检验，外形尺寸，同轴度，垂直度，公差等；8、正火炉预冷处理；9、零件锻后正火处理：待上道工序后温度小于600℃时均匀加热至800℃-840℃，保温45min；10、超声波探伤工序：逐件进行超声波探伤；11、调质处理：将淬火炉升温至850℃～900℃，接头装炉，加热，保温45～50分钟，油淬至500℃～550℃，风冷；回火：将回火炉升温至560℃～670℃，接头装炉，启动风机，加热，保温120～180分钟；出炉，冷却至常温；12、硬度检验：按图纸要求测试硬度，HB＜285；13、精车：按图纸要求精车至尺寸；14、成品检验：按图纸要求检验各部尺寸；15、成品入库。

钻杆接头产品质量检验1、原材料：原材料进厂后，凭钢厂的材质化验单复验化学成分，合格后应逐件进行磁粉探伤；2、下料后对下料件逐件检验，严格控制重量；3、锻件挤压成型后，不应有锻造缺陷，裂纹等；4、第二篇：钻杆输送一种水平定向钻机的钻杆输送夹持装置包括挂钩（１）、一端与挂钩（１）相连的弹簧（４）、梭臂（８），所述的挂钩（１）可绕固定在梭臂（８）上的销轴（３）转动，其特征在于：该装置还包括由油缸（７）、推杆（６）、导向块（５）构成的钻杆夹持装置，油缸（７）缸体末端固定在钻机梭臂（８）后部、导向块（５）固定在钻机梭臂中部，推杆（６）穿过导向块（５）并能沿导向块（５）内的滑槽作纵向移动，其一端与油缸活塞杆通过转轴活动连接，另一端在推杆（６）伸出时直达挂钩（１）上部、限制挂钩（１）的转动，所述与挂钩（１）相连的弹簧（４）之另一端与固定在导向块（５）底部的弯钩相连。

石油钻杆介绍

3.钻杆组成-对焊线-公接头-母接头-管端加厚：-管体+-10311110-8流U-烈土-巡土-大型-数土 -浏1-4士数
4.钻杆规格-1按钢级分：（最小屈服强度KS-E75—75-X95-—95-G105-—105-S135— 35-V150一150（API标准中没有，厂家开发
2按管端加厚形式分：-D-内加厚U-外加厚EU-内外加厚（正）
壁厚：用超声波测厚仪测量，每根管子多测几点，尤其打磨凹坑-部位，不能低于壁厚的87.5%。-AP标准用壁厚限和重量上限来约束轧管水平。-直径：用外径游标卡尺测量。-偏心：用鞍型规测量，要测量180度方向的最大值，能大于2.36。-127-152m-304.8mm
ChngaiRo-接头热处理炉
2接头螺纹加工：使用日立精机生产的钻杆接头专用数控机床，双刀-架加工，生产效率高，使用日本东芝成型刀片，保螺纹单项参数稳-定。-100%基准距检查，10%螺距、锥-度、牙高检查，保证产品螺纹连接的-互换性和可靠性
3摩擦压接：连续推进式摩擦压接机，-自动记忆压接参数，经多次优化的压接工艺-参数，保证了焊缝熔接质量制-BHK钻杆生产设备和技术是在1995年从有30多年钻杆生产经验的-日本NK 现JFE钢铁株式会社引进的，在世界属于一流。管体全部-从KK采购，接头大部分采购日本大同特钢和理研锻造公司过精密-模锻工艺制造的毛坯，在公司生产过程中严格控制各种工艺参数，-保证产品质量。-关键工序质量控制简介： 1接头热处理-钻杆接头热处理：采用可控气氛保护辊底炉进行，根据工件尺寸-制定热处理制度，自动控制炉膛温度、炉时间、淬火回火时间，-保证工件批量性能均匀，不脱、渗碳，变形小。-自动布式硬度机100%检查硬度，电脑自判定，避免了人为误差
4API钻杆接头尺寸-人L8为-R optional-35°，±2a-18-with mfr.-11/2" 8.1mmR-MAX-Rotary shouldered-connection-see Section 8 Taper shoulder-Square shoulder-Note:See Table 7 and A pendix I-a]8°，+2°0°，byag1 eement on the order-Figure -Tool Joint,Taper Shoulder,and Square Shoulder-API要求钻接头抗扭强度与管体抗扭强度比不能低于0.8，-接头钢级为120KSi,所以不同钢级和尺寸钻杆所配接头尺寸同。

浅析石油钻杆的数控机加工工艺和工艺装置设计

浅析石油钻杆的数控机加工工艺和工艺装置设计浅析石油钻杆的数控机加工工艺和工艺装置设计钻杆在地质工作中有着不容忽视的地位，是相关勘探常用的钻具之一，可以极大地提高地质勘探的效率，保证地质工程的进度和质量。

在钻杆制作过程中，技术难点主要集中在接头孔和大螺距螺纹处，这些方面的可用性一定程度上决定着整个钻杆的质量。

因此，本文对于钻杆加工工艺的探讨具有一定的现实意义。

1 方案确定1.1 提出方案在钻杆方案确定时应该根据实际的零件工艺性质并且综合相应的技术分析综合考虑，尽量拟出多种不同的方案，最后进行评估优化。

例如镗孔工艺可以选择外协生产或者利用数控拉床改造现有刀杆；内螺纹加工时可以选择CKQ6000拉床或者TCN12P-2T-2C双主轴车削加工。

1.2 方案选择数控车床、车削中心是一种高精度、高效率的自动化车床。

配备多工位刀塔或动位刀塔，具备广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补等各种补偿功能。

进行镗孔工艺时，如果采用外协生产，虽然成本较小，但是时间和进度上没有保证，而且失去了产品开发的意义；使用专用刀具加工时，刀具制作的成本太高，加工周期过长。

因此可以采用对现有刀具改造的方法，即先扩孔再改良的方案。

2 制定实际操作方案根据已经选择和优化的具体流程，确定加工目标，分配实验设备，完善具体加工过程的步骤方法。

例如，车内螺纹，加工的目标是内螺纹紧密距为（15.3±0.5）mm，三头螺纹极差要求不大于0.1mm；实验设备应该选择CN12P-2T-2C双主轴车削中心；具体加工时首先要设计成型的刀片，然后设计专用的刀片，细化具体加工的工序，精益求精。

3 工艺技术的实施3.1 调整刀具的位置针对石油钻杆的实际特征以及加工的需要，应该合理调整刀头、刀杆的方向，当然还应该选择合适的刀杆。

实际加工时应该分粗车和精车两个过程，粗车即粗加工工序，将工件表面的多余材料切削，不要求精准度和粗糙度；精车即精加工，使零件达到全部尺寸和技术要求，要求精确度和粗糙度。

抽油机生产工艺(三)
钻杆生产工艺包括接头加工和摩擦焊接两个工序。

接头加工工艺流程：毛坯接头进场后经过内削、外削、特殊加工（只限公扣）、热处理、打硬度磁粉探伤、螺纹加工、刻印、镀铜或磷化（外协）、制得成品接头，送至压接线。

摩擦焊接：接头加工后的成品接头经端部加工、压接（将端部车好的原管与加工线送来的成品接头对焊）、焊缝退火、精加工、焊缝淬火、焊缝回火、自主检、探伤、成品喷标，最终得到成品钻杆。

工艺流程图见图1。

去摩擦压接成品
图1 工艺流程图。

石油钻杆介绍

有些用户要求生产非API标准的5-7/8”钻杆。国内用户定货一般使用米制单位书写钻杆规格
API钻杆规定了3个长度级别 1级 18-22FT 2级 27-30FT 3级 38-45FT
我国油田使用2级长度钻杆
API钻杆同一尺寸还规定了不同的公称重量，壁厚是不同的，通过接头刻槽来标识。
(4)API钻杆接头尺寸
关键工序质量控制简介：（1）接头热处理钻杆接头热处理：采用可控气氛保护辊底炉进行，根据工件尺寸制定热处理制度，自动控制炉膛温度、滞炉时间、淬火回火时间，保证工件批量性能均匀，不脱、渗碳，变形小。
自动布式硬度机100%检查硬度，电脑自动判定，避免了人为误差
接头热处理炉
(2)接头螺纹加日本东芝成型刀片，保证螺纹单项参数稳定。
饱和硫化氢的环境中720小时不断裂。
抗硫试验报告
250% 200% 150% 100%
50% 0%
管体
冲击韧性对比
C105SS G105
接头
压接部
API要求钻杆接头抗扭强度与管体抗扭强度比不能低于0.8，接头钢级为120KSi，所以不同钢级和尺寸钻杆所配接头尺寸不同。
二.钻杆制造工艺
轧管和管端加厚
钻杆接头制造
钻杆摩擦压接过程
三.钻杆质量控制及检验
1.质量控制 (1)API对钻杆钢材的化学成分没有做明确的规定,只是对硫(S)和磷(P)含量规定不能大于0.030%，其他元素由钢厂决定，炼钢水平、工艺控制和元素配比直接影响到钢的纯净度和钢的淬透性，最终影响钻杆的综合性能。 (2)管体的轧管、管端加厚和接头的机械加工（主要是螺纹加工）工艺、设备和质量控制水平决定钻杆的几何尺寸。 (3)管体轧管和管端加厚过程中的加热控制、管体整体热处理、接头热处理和焊缝热处理控制水平直接影响钻杆成品的综合机械性能，比如冲击韧性、硬度分布和抗疲劳性能。 (4)管端加厚内过渡带成型控制水平是影响钻杆管体疲劳刺穿的主要因素。

石油钻杆的摩擦焊接和焊缝热处理工艺研究22

石油钻杆的摩擦焊接和焊缝热处理工艺研究2010-09-01 14:301、前言在油井管产品中，钻杆由于要直接承受打井作业过程中复杂的弯扭组合载荷，其油田服役的安全性显得至关重要。

根据油田的使用经验，钻杆的失效主要体现在焊缝及内加厚过渡带两个部位。

在提高焊缝的安全性方面，目前国内外各大钻杆生产厂家主要是通过摩擦焊接方法及适当的焊缝热处理工艺来提高焊缝的安全系数，当然，摩擦焊接工艺的可靠性是至关重要的。

钻杆的生产流程如图1示。

2、钻杆摩擦焊接及焊缝热处理技术发展现状钻杆工具接头与管体之间的对焊从早期的电弧焊、闪光对焊逐步发展到当今的连续驱动摩擦焊接及惯性摩擦焊接，钻杆对焊的生产效率越来越高，焊缝的质量却是越来越好。

目前，惯性摩擦焊接方法是最流行，也是最可靠的钻杆对焊方法。

与其他焊接方法相比，惯性摩擦焊接方法有如下优点：2.1 惯性摩擦焊接方法焊接速度快，焊接热影响区窄，晶粒不容易长大，而普通弧焊方式则容易产生宽大的热影响区及晶粒长大现象。

2.2 惯性摩擦焊接方法基本上不会产生焊接灰斑，而闪光对焊方法却较容易产生焊接灰斑而严重影响焊缝质量。

2.3 惯性摩擦焊接过程中由于基本上不用刹车，因此这种方法要比连续驱动摩擦焊接方法更节约能量。

2.4 与连续驱动摩擦焊接方法相比，惯性摩擦焊接方法的焊接时间大约是前者的一半，生产效率可以大大提高。

另外，为了提高焊缝的强韧性，钻杆对焊焊缝的热处理工艺也逐步由焊后回火工艺向焊后焊缝的调质工艺发展。

这种焊后热处理方法显著增加了焊缝的抗疲劳断裂能力。

3、API 标准对钻杆焊缝力学性能的基本要求[1]1997年12月的API SPEC 7的新版标准中，首次将钻杆对焊焊缝的工艺及性能要求明确地列入了标准中。

其基本要求如下：3.1 焊缝必须要进行奥氏体化处理，而且其回火温度不可以低于593ºC。

3.2 为了保证焊接质量，对焊缝还必须进行100%的磁粉检验及超声波检验。

3.3 钻杆对焊必须按批进行，对于每批（不超过400根）焊后的钻杆抽取1根进行力学性能解剖实验。

钻头与钻杆的生产工艺与热处理

• 氏硬度计；以及对组织的分析。 (6)校直
由于钻杆在淬火过程
中的组织应力和热应力的作用，调质处理后的钻杆会产生变形，
通过校直使其恢复。 (7)超声波探伤
用来检查金属材料以及部
分非金属材料表面和内部缺陷，利用物理特性来判断工件或材料的缺陷和异常。 (8)机加工二在钻杆的两端分别车出外螺纹和
内螺纹，用于连接。 (9)涂层
• 35CrMo合金结构钢,有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达 500℃；冷变形时塑性中等
•
钻杆的加工工艺流程 (1)下料头 -5-
从无缝钢管上截取等长的单个管体。这里的无缝
钢管是由圆柱形钢材通过热挤压之后形成的，并对钢管的成份进行检测。 (2)镦由于钻杆两头是在工作过程中直接接触部分，所以要对钻杆两头进行紧随镦头之后的
牙轮同样采用模锻成形，高温回火调解组织。经过平端面，钻孔，粗车内孔精车内孔，粗车外形等手段进行预加工。渗碳处理获得硬度较高的表面，从而提高其耐磨性能。再精车外形，而后通过淬火回火等热处理工艺，使得工件表面形成马氏体，再次提高表面硬度，最后通过表面喷丸，加工硬化，使得牙轮表面具有很高的硬度，耐磨性能极好。后钻铰齿孔，镶硬质合金齿。
掌背等粗车工艺对牙爪进行粗加工，通过钻车注油孔，铣通油孔平面，钻塞销孔，钻通油孔等工艺对牙爪进行结构加工。掌背堆焊碳化钨，碳化钨合金具有高强度高硬度和极高的耐磨性，可以起到保护牙掌的作用。渗碳处理使得工件表面含碳量高，获得很高的硬度，从而提高其耐磨性能。再通过淬火回火等热处理工艺，使得工件表面形成马氏体，再一步提高表面硬度，最后通过表面喷丸，加工硬化，最终使得牙爪表面具有很高的硬度，耐磨性能极好，同时材料内部比较软，具有一定的韧性。

钻杆摩擦焊工艺

表面处理内容包括：a、车削加厚端的外表面，使其接近工具接头焊接处的外径； b、对端面进行加工，去除端面的氧化铁皮，确保对焊表面干净。c、对钻杆的端头要镗内孔，使其达到配焊的尺寸。
全长检测成管
摩擦焊及后续加工
1997 年12月的API SPEC 7的新标准中，首次将钻杆对焊焊缝的工摩擦焊悍区热处理焊接带表面处理奥氏体化艺及性能要求明确地列入了标准中。其基本要求如下：钻杆的摩擦对焊是整个钻 3.1 焊缝必须要进行奥氏体化处理，而且其回火温度不可以低于杆生产的重要一环，为了 593ºC。保证焊接质量，几乎所有调 3.2 为了保证焊接质量，对焊缝还必须进行 100%的磁粉检验及超的钻杆厂都采用全自动摩质去除毛刺声波检验。檫焊机，并配备焊接参数处 3.3 钻杆对焊必须按批进行，对于每批（不超过 400根）焊后的钻监控装置，对焊接过程中理杆抽取1根进行力学性能解剖实验。的摩擦时间、摩擦压力、顶锻压力、顶锻时间和缩 3.4 做拉伸实验，要求焊区的截面强度（焊缝屈服强度*焊区截面短量等参数进行自动监控积）大于钻杆管体的截面强度（管体屈服强度*管体不加厚部位的和记录，从而保证焊缝质截面积）。量 3.5 焊缝的常温（21ºC）冲击要求：a、每个接头取3个冲击样； b 、3个试样的冲击平均值不小于 16.3J;c、3个试样的最小冲击值内外淬火回火成品检测不小于13.6J。 3。6 整个焊缝热处理的热影响区范围内，其任何1点的硬度值不能大于37HRC(约347HV/341HB)。
化处理，防止在使用过程中发生粘扣现象。
管体的加工
无缝钢管预热墩粗表面处理奥氏体化水淬回火
பைடு நூலகம்
焊缝部位是使用过程中最薄弱的环节，无缝管在焊接前要对管体的两端进行管端加厚，以增加厚度来提高薄弱部位的强度，使焊缝部位的整体强度大于管体的整体强度。

石油钻杆内涂层生产工艺

石油钻杆内涂层生产工艺
石油钻杆进厂后，先进行入厂检查，其检查内容主要有：检查管体的弯曲程度、管体有无缺陷。

检验合格的钻杆送至清洗岗，用柴油清洗管体的丝扣，再进入清洁炉，在400℃左右的高温下，将管体表面的杂物、油脂等挥发掉，露出清洁的管体。

清洁后的管体进入喷砂工序，使用棕刚玉在高速气流作用下，对管体内表面进行冲击，除去内表面的铁锈，并将管体内表面打出一定粗糙度，以增加钻杆与涂层的附着力。

经过喷砂工序后，管体在喷涂岗位喷一遍底漆，经连续炉烘干后再喷涂一层面漆，随后进入固化炉，在230℃左右的温度下烧结成型。

最后经过最终检验后，在管体外部涂覆一层防锈油，即完成钻杆涂覆的加工过程。

钻杆喷涂使用的涂料，来自美国tuboscope公司，涂料需在5°C的温度下保存。

涂层生产工艺流程示意图。

大型石油钻杆接头环锻工艺及装备

第3期0引言目前小尺寸的石油钻杆接头锻造工艺为制坯、挤压成形、冲孔,如图1所示,此三步工艺的实现需要分别在三台压机上完成,其中挤压成形为多向模压成形,压机吨位最大,各工艺流程之间需要配备机械手或输送台车来完成工件的工序转换,以实现整条生产线的自动化生产。

但是随着海洋石油工业的发展,对大型石油钻杆接头(如16″~38″)的需求日益增加(图2、3),锻件挤压成形力也随之增加,成形难度加大,对需要的多向模锻液压机提出了更高的成形力以及液压电气控制要求。

天津市天锻压力机有限公司通过转变设计思路,提出在企业已有研发设计制造专业化柔性环锻液压机的基础上,采用环锻工艺来实现大型石油钻杆接头锻件的生产,成功与客户合作开发了成熟的大型石油钻杆接头锻造工艺和2500t锻件生产设备。

1概述1.1工艺概述本生产工艺主要为切割下料、原料加热、镦粗成形、预冲、终冲、碾环、粗加工、调质处理、磁粉探伤检测、精加工成形、表面处理等。

根据下料尺寸将棒料经锯床切割后,进入加热炉进行加热到1000℃~1200℃,然后由无轨装取料机将加热后的棒料取出,放到压机的双工位移动工作台上的模圈里,移动工作台移入压机中心进行镦扁、对中、预冲成形后,移动工作台换位,对中机构将工件和模圈一起放到终冲砧上并对中,移动工作台移动到终冲位,终冲缸下行进行终冲,出料,另一台有轨装取料机将终冲后的工件夹到辗环机上,进行定尺寸碾制,最后经过机加工、热处理等完成产品制件。

1.2专业化2500t柔性环锻液压机1.2.1主机机身主要结构件采用钢板焊接而成,经高温退火消除内应力。

滑块采用外X 型导轨导向,可有效消除机器热膨胀对导轨间隙的影响,同时具有更好的抗偏载能力,也可以补偿机械磨损造成的间隙增加;滑块导轨采用ZCuSn7Pb6Zn4材料,移动导轨采用Q T600材料,均可拆卸,且为保证运行通畅,导板采用强制干油循环润滑系统(节流式分配器),润滑系统和主机动作设有强制安全互锁;滑块下平面安装固定上垫板,上垫板、工作台上平面均设有T 型槽,收稿日期:2023-01-20;修订日期:2023-02-18大型石油钻杆接头环锻工艺及装备张晓东(天津市天锻压力机有限公司,天津300142)摘要:介绍了大型石油钻杆接头锻件的环锻工艺以及专业化设备。

杆式钻具加工工艺流程

杆式钻具加工工艺流程杆式钻具加工可是个挺有趣的事儿呢。

一、原材料准备。

咱得先把加工杆式钻具的原材料准备好呀。

这原材料的选择可不能马虎，就像咱们挑水果得挑新鲜的一样。

要选那种质量好、材质合适的金属材料。

这些材料得有足够的强度和韧性，毕竟杆式钻具在工作的时候可是要承受很大的压力呢。

比如说，可能会选择一些特殊的合金钢，这种钢就像是超级英雄一样，能在复杂的地质条件下保持稳定的性能。

而且，在选择原材料的时候，还得检查材料有没有缺陷，要是有个小裂缝啥的，那可就像一颗定时炸弹，在加工过程中或者以后使用的时候可能就会出大问题。

二、切割下料。

材料准备好了，接下来就是切割下料啦。

这个过程就像是给一块大布料裁剪成合适的小块一样。

工人师傅们得根据设计好的尺寸，用专门的切割设备把原材料切成一段一段的。

这时候，切割的精度很重要哦。

要是切得太长或者太短，就像做衣服袖子一个长一个短一样滑稽。

而且切割的时候，还得注意安全呢，那些切割设备就像小怪兽，一不小心就可能伤到工人师傅。

切割好的材料就像是一个个小积木，等待着被组装成杆式钻具这个大城堡。

三、加工外形。

然后就是加工外形啦。

这一步可有点像给一块木头雕刻形状。

要把切割好的材料加工成杆式钻具的大概形状。

比如说，要把它的杆身加工得笔直笔直的，就像军人站军姿一样挺拔。

这个过程中，可能会用到车床、铣床等设备。

车床就像一个神奇的旋转木马，材料在上面旋转着，刀具就像小魔法师的魔杖，一点点把材料变成想要的形状。

在加工外形的时候，还得时不时测量一下尺寸，确保没有偏差，不然就可能会出现有的地方粗，有的地方细的情况，那可就不好看也不好用啦。

四、钻孔加工。

再接下来就是钻孔加工了。

这可是杆式钻具很关键的一步呢。

就像给一个小房子开窗户一样，要在合适的位置钻出孔来。

钻孔的大小、深度和位置都得按照精确的设计来。

要是孔钻歪了或者大小不合适，那就像窗户安歪了或者太大太小一样别扭。

这个过程需要用到钻床，钻床的钻头就像一个小小的钻头侠，一头扎进材料里，挖出一个个合适的孔。