專利名稱：用于4130m材質(zhì)的鉆頭接頭熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬熱處理工藝，具體地講，本發(fā)明涉及一種用于4130M材質(zhì)材質(zhì)的鉆頭接頭熱處理工藝。
背景技術(shù)：
鉆頭接頭是一種雙連直管接頭，上端連接鉆鋌，下端連接鉆頭。石油鉆井時(shí)，鉆頭接頭位于整個(gè)鉆柱系統(tǒng)的底端，它是直接傳遞扭矩和承擔(dān)沖擊力的重要連接件。鉆井過(guò)程中特別是鉆頭鉆削巖石時(shí)產(chǎn)生的沖擊力很大，沖擊力首先沖擊鉆頭接頭，頻繁的沖擊力易引發(fā)鉆頭接頭產(chǎn)生裂紋，甚至發(fā)生斷裂事故。為了減少鉆頭接頭斷裂事故發(fā)生，本行業(yè)通常采取兩條技術(shù)措施來(lái)應(yīng)對(duì)，一是選用高強(qiáng)度材質(zhì)制造，二是通過(guò)熱處理來(lái)進(jìn)一步提高機(jī)械性能。盡管現(xiàn)有熱處理工藝可大幅度提高鉆頭接頭的機(jī)械性能，但產(chǎn)品的沖擊力功值仍偏低，使用中存在抗沖擊能力不足的問(wèn)題，斷裂問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高鉆頭接頭熱處理后的沖擊功值，提出一種用于4130M材質(zhì)的鉆頭接頭熱處理工藝，該工藝通過(guò)控制淬火上限溫度增加保溫時(shí)間、工件動(dòng)態(tài)進(jìn)入淬火水池中等一系列技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)均勻加熱、確保淬透、減小內(nèi)應(yīng)力，從而達(dá)到較高值的沖擊功。
本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。
用于4130M材質(zhì)的鉆頭接頭熱處理工藝，改進(jìn)之處在于它按以下步驟進(jìn)行作業(yè):a.裝爐:將鉆頭接頭坯料順序裝入井式淬火爐中，立置的鉆頭接頭坯料周邊上下層間距在26mm 40 mm。b.淬火:bl、爐溫升至870°C 890°C后保溫至少80分鐘。b2、出爐前5 10分鐘攪動(dòng)淬火水池的水，保證水溫< 36°C。b3、鉆頭接頭坯料從爐膛吊出到投入淬火池中的時(shí)間< 15秒，鉆頭接頭坯料在淬火水池中作周向轉(zhuǎn)動(dòng)8 10轉(zhuǎn)，冷卻時(shí)間5 10分鐘。c.回火:鉆頭接頭坯料淬火后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行回火，將已淬火的鉆頭接頭置入井式回火爐中升溫至600°C 630°C，然后保溫至少160分鐘，保溫完畢后，將鉆頭接頭坯料從爐中吊出即投入到水槽中冷卻至常溫。
本發(fā)明中淬火溫度優(yōu)選值為880°C ±5°C，回火溫度為615°C ±5°C。所用淬火介質(zhì)為水。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果: 1、工藝過(guò)程簡(jiǎn)便，工藝參數(shù)合理，可操作性強(qiáng)； 2、淬火上限溫度比常規(guī)工藝低一點(diǎn)，能提高材料延伸率和韌性； 3、適當(dāng)增加保溫時(shí)間，改善金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，細(xì)化晶粒，有利于淬透，大大減少內(nèi)應(yīng)力，避免誘發(fā)開(kāi)裂問(wèn)題； 4、淬火時(shí)鉆頭接頭坯料在淬火水池中作周向轉(zhuǎn)動(dòng)，有利于做到接頭在相同水溫條件下均勻淬火。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1 本實(shí)施例中的鉆頭接頭口徑161mm，材質(zhì)為4130M，配套的熱處理工藝，按下列步驟實(shí)施:a.裝爐:將鉆頭接頭坯料順序裝入井式淬火爐中，立置的鉆頭接頭坯料周邊上下層間距在26mm。b.淬火:bl、爐溫升至875°C后保溫至少85分鐘。b2、出爐前5 10分鐘攪動(dòng)淬火水池的水，控制水溫< 36°C。b3、鉆頭接頭坯料從爐膛吊出到投入淬火池中的時(shí)間13秒，鉆頭接頭坯料在淬火水池中作周向轉(zhuǎn)動(dòng)8轉(zhuǎn)，冷卻時(shí)間10分鐘。c.回火:鉆頭接頭坯料淬火后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行回火，將已淬火的鉆頭接頭置入井式回火爐中升溫至610°C，然后保溫170分鐘，保溫完畢后，將鉆頭接頭坯料從爐中吊出即投入到水槽中冷卻至常溫。
實(shí)施例2 本實(shí)施例中的鉆頭接頭口徑206mm，材質(zhì)為4130M，配套的熱處理工藝，按下列步驟實(shí)施:a.裝爐:將鉆頭接頭坯料順序裝入井式淬火爐中，立置的鉆頭接頭坯料周邊上下層間距在40mm。b.淬火:bl、爐溫升至885°C后保溫至少100分鐘。b2、出爐前5 10分鐘攪動(dòng)淬火水池的水，控制水溫< 36°C。b3、鉆頭接頭坯料從爐膛吊出到投入淬火池中的時(shí)間15秒，鉆頭接頭坯料在淬火水池中作周向轉(zhuǎn)動(dòng)10轉(zhuǎn)，冷卻時(shí)間10分鐘。c.回火:鉆頭接頭坯料淬火后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行回火，將已淬火的鉆頭接頭置入井式回火爐中升溫至620°C，然后保溫195分鐘，保溫完畢后，將鉆頭接頭坯料從爐中吊出即投入到水槽中冷卻至常溫。
為了驗(yàn)證本發(fā)明的技術(shù)效果，本實(shí)施例1和2完成熱處理之后各取3件分別作機(jī)械性能檢測(cè)，其結(jié)果見(jiàn)附表: 實(shí)施例機(jī)械性能檢測(cè)數(shù)據(jù)表
權(quán)利要求
1.一種用于4130M材質(zhì)的鉆頭接頭熱處理工藝，其特征在于它按以下步驟進(jìn)行作業(yè): a.裝爐:將鉆頭接頭坯料順序裝入井式淬火爐中，立置的鉆頭接頭坯料周邊上下層間距在26mm 40mm ; b.淬火: bl、爐溫升至870°C 890°C后保溫至少80分鐘；b2、出爐前5 10分鐘攪動(dòng)淬火水池的水，保證水溫彡360C ；b3、鉆頭接頭坯料從爐膛吊出到投入淬火池中的時(shí)間< 15秒，鉆頭接頭坯料在淬火水池中作周向轉(zhuǎn)動(dòng)8 10轉(zhuǎn)，冷卻時(shí)間5 10分鐘； c.回火:鉆頭接頭坯料淬火后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行回火，將已淬火的鉆頭接頭置入井式回火爐中升溫至600°C 630°C，然后保溫至少160分鐘，保溫完畢后，將鉆頭接頭坯料從爐中吊出即投入到水槽中冷卻至常溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于4130M材質(zhì)的鉆頭接頭熱處理工藝，其特征在于:所述淬火溫度為880°C ±5°C，回火溫度為615°C ±5°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于4130M材質(zhì)的鉆頭接頭熱處理工藝，它包括將鉆頭接頭坯料順序裝入井式淬火爐中，立置大間距安置，爐溫升至870℃～890℃后保溫至少80分鐘，在出爐前先攪動(dòng)淬火水池的水，控制水溫≤36℃，鉆頭接頭坯料從爐膛吊出到投入淬火池中的時(shí)間≤15秒，淬火時(shí)，鉆頭接頭坯料在淬火水池中作周向轉(zhuǎn)動(dòng)和充分冷卻。淬火后4小時(shí)內(nèi)作回火，回火溫度為600℃～630℃，保溫至少160分鐘，保溫完畢后從爐中吊出鉆頭接頭坯料投放到水槽中冷卻至常溫。本發(fā)明采取降低淬火上限溫度，增加保溫時(shí)間和鉆頭接頭在淬火水池中轉(zhuǎn)動(dòng)等一系列積極措施，在確保其它機(jī)械性能不減弱的基礎(chǔ)上，提升沖擊功值，從根本上增強(qiáng)鉆頭接頭抗沖擊功值，從根本上增強(qiáng)抗沖擊能力，減少斷裂事故發(fā)生。
文檔編號(hào)C21D9/00GK103215426SQ201310152760
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者戴永國(guó), 蔣后平, 張希平, 張正榮 申請(qǐng)人:江蘇曙光石油鉆采設(shè)備有限公司