專利名稱：鋁合金鉆探管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉆探管。
背景技術(shù)：
工業(yè)迅猛發(fā)展刺激海洋石油工業(yè)和天然氣工業(yè)及地質(zhì)勘探業(yè)的急劇發(fā)展，從而對(duì)包括鉆探管在內(nèi)的鉆探工具也提出越來越高的要求。由于傳統(tǒng)鋼質(zhì)鉆探管容易出現(xiàn)過度磨損從而增加了鉆探費(fèi)用及降低鉆探效率等問題，自上個(gè)世紀(jì)50年代起，俄羅斯等開始研制鋁合金鉆探管以取代傳統(tǒng)鋼質(zhì)鉆探管。近幾十年來，歐美、日本等發(fā)達(dá)國家高度重視鋁合金鉆探管的研發(fā)及應(yīng)用。目前，俄國和美國鋁合金鉆探管的應(yīng)用已分別達(dá)到總掘進(jìn)數(shù)的50% 及60%以上，取得了相當(dāng)可觀的鉆井技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因?yàn)殇X合金不僅具有彈性模量低、柔性大、所需回轉(zhuǎn)扭矩小，能夠降低鉆探管彎曲處的應(yīng)力，具有良好的抗疲勞性能和抗沖擊能力，而且鋁合金鉆桿與孔壁間的摩擦系數(shù)小，有利于提高鉆桿和鉆頭的使用壽命；再則鋁合金鉆探管耐蝕耐寒性良好，在低溫條件下也能完全保持其全部操作特征；此外，鋁合金比強(qiáng)度大，采用鋁合金鉆探管能顯著減輕設(shè)備重量，節(jié)約材料和運(yùn)輸費(fèi)用并能縮短鉆井時(shí)間，因而大大降低了鉆探成本及提高鉆探效率。鋁合金鉆探管的形狀一般均屬于異型斷面管材，其端部和/或中部的壁厚會(huì)加厚。其中，鉆探管端部壁厚加厚的目的是為了車削加工連接用螺紋后仍具有一定壁厚以保證一定的強(qiáng)度，中部壁厚加厚的目的是為了加大鉆探管的截面回轉(zhuǎn)半徑，相對(duì)減小鉆探管的長細(xì)比，提高其剛度和強(qiáng)度。目前國外鋁合金鉆探管的外形主要四類1.內(nèi)壁端部有加厚層，2.內(nèi)壁端部和外壁中部都有加厚層，3.外壁端部有加厚層，4.內(nèi)、外壁端部均加厚。 其中第1、3和4種形狀的鉆探管中部未進(jìn)行加厚，降低了鉆探管的剛度和強(qiáng)度，第二種形狀的鉆探管內(nèi)外徑均發(fā)生變化，無法采用輥矯方法進(jìn)行矯直，也不便于進(jìn)行拉力或壓力矯直。目前，鋁合金鉆探管的生產(chǎn)方法一般均采用單根正向熱擠壓方法，該方法具有更換模具簡單迅速，制品表面質(zhì)量較好的特點(diǎn)。但正向熱擠壓法由于擠壓過程中擠壓筒和金屬坯料間的摩擦力大，耗能高，而且金屬變形不均勻，壓余多。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種鋁合金鉆探管，以解決目前鋁合金鉆探管的剛度和強(qiáng)度較低且不便于進(jìn)行拉力或壓力矯直的問題。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是方案一所述鉆探管包括多段變內(nèi)徑管，所述鉆探管由多段變內(nèi)徑管制成一體，每段變內(nèi)徑管由第一段、第二段、第三段、第四段和第五段依次連接制成一體，第一段的內(nèi)徑由開口端至第一段與第二段的連接端逐漸變大，第二段的內(nèi)徑等于第一段與與第二段的連接端處內(nèi)徑，第三段的內(nèi)徑由第二段與第三段的連接處至第三段的中心位置處逐漸變小，再由第三段的中心位置至第三段與第四段連接處逐漸變大，第四段的直徑等于第三段與第四段連接處內(nèi)徑，第五段的內(nèi)徑由第四段與第五段連接處至開口端逐漸變小。
3[0007]方案二 所述鉆探管包括多段變外徑管，所述鉆探管由多段變外徑管制成一體，每段變外徑管由第一段、第二段、第三段、第四段和第五段依次連接制成一體，第一段的外徑由開口端至第一段與第二段的連接端逐漸變小，第二段的內(nèi)徑等于第一段與與第二段的連接端處內(nèi)徑，第三段的內(nèi)徑由第二段與第三段的連接處至第三段的中心位置處逐漸變大， 再由第三段的中心位置至第三段與第四段連接處逐漸變小，第四段的直徑等于第三段與第四段連接處內(nèi)徑，第五段的內(nèi)徑由第四段與第五段連接處至開口端逐漸變大。本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型的鋁合金鉆探管的剛度和強(qiáng)度高且便于進(jìn)行拉力或壓力矯直。

圖1是本實(shí)用新型方案一的整體結(jié)構(gòu)主視圖，圖2是本實(shí)用新型方案二的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是制造方案一中鉆探管的工藝流程圖，圖4是制造方案二中鉆探管的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的鉆探管包括多段變內(nèi)徑管，所述鉆探管由多段變內(nèi)徑管制成一體，每段變內(nèi)徑管由第一段1、第二段2、第三段3、 第四段4和第五段5依次連接制成一體，第一段1的內(nèi)徑由開口端至第一段1與第二段2 的連接端逐漸變大，第二段2的內(nèi)徑等于第一段1與與第二段2的連接端處內(nèi)徑，第三段3 的內(nèi)徑由第二段2與第三段3的連接處至第三段3的中心位置處逐漸變小，再由第三段3 的中心位置至第三段3與第四段4連接處逐漸變大，第四段4的直徑等于第三段3與第四段4連接處內(nèi)徑，第五段5的內(nèi)徑由第四段4與第五段5連接處至開口端逐漸變小。結(jié)合圖3說明，制造鉆探管方法包括以下步驟步驟一、預(yù)熱模具50 350°C，將空心鋁合金錠坯7在循環(huán)風(fēng)爐中加熱，加熱到溫度為350 550°C時(shí)出爐，冷卻至擠壓溫度后裝入擠壓機(jī)擠壓筒8內(nèi)；步驟二、涂覆潤滑劑將擠壓筒8加熱到100 150°C，在空心鋁合金錠坯7的表面涂覆玻璃粉狀潤滑劑，在擠壓筒8的內(nèi)表面涂覆玻璃粉狀潤滑劑；根據(jù)預(yù)成形管的剖面直徑選擇相應(yīng)擠壓模具10和擠壓針6 ；步驟三、擠壓成形依次將擠壓針6、空心鋁合金錠坯7、擠壓模具10裝在擠壓筒8 內(nèi)，然后開始采用反擠壓方法，擠壓速度為60 100mm/S，擠壓比為4. 5 13. 5，預(yù)成形管進(jìn)行在線淬火或在井式爐中進(jìn)行固溶水淬處理；步驟四、采用液壓或一般機(jī)械傳動(dòng)的壓力或連續(xù)輥矯機(jī)對(duì)擠壓后的空心鋁合金錠坯7進(jìn)行矯直；步驟五、對(duì)步驟四后成形的空心鋁合金錠坯7表面處理；步驟六進(jìn)行時(shí)效處理，處理溫度為100-200°C，保溫8-18小時(shí)步驟三中反擠壓方法為將擠壓針6小直徑部分置于擠壓模具10的中心部位置，擠出預(yù)成形管的第一段1 ；當(dāng)擠壓針6保持不動(dòng)時(shí)，擠壓桿9向前推進(jìn)，擠壓針6變直徑部分及大直徑部分逐漸位于擠壓模具10的心部位置，相應(yīng)地?cái)D出預(yù)成形管的的第一段1和第二段2 ；隨著擠壓桿9向前進(jìn)一步推進(jìn)，擠壓針6相對(duì)于擠壓桿9后退，直至其小直徑部分逐漸回位于擠壓模具10的心部，擠出預(yù)成形管的第二段3和第三段4 ；擠壓針6保持不動(dòng)時(shí)， 隨著擠壓桿9的向前推進(jìn)，擠壓針6的變直徑部位及大直徑部分再次逐漸位于擠壓模具10 的心部，相應(yīng)地?cái)D出預(yù)成形管的第三段3和第四段4 ；隨著擠壓桿9向前進(jìn)一步推進(jìn)，擠壓針6相對(duì)于擠壓桿9后退，直至其小直徑部分逐漸回位于擠壓模具10的心部位置，擠出預(yù)成形管的第四段4和第五段5。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的每段變內(nèi)徑管的長度為40-90mm，此結(jié)構(gòu)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的所述鉆探管包括多段變外徑管，所述鉆探管由多段變外徑管制成一體，每段變外徑管由第一段1、第二段2、第三段3、第四段4和第五段5依次連接制成一體，第一段1的外徑由開口端至第一段1與第二段2的連接端逐漸變小，第二段2的內(nèi)徑等于第一段1與與第二段2的連接端處內(nèi)徑，第三段3的內(nèi)徑由第二段2與第三段3的連接處至第三段3的中心位置處逐漸變大，再由第三段3的中心位置至第三段3與第四段4連接處逐漸變小，第四段4的直徑等于第三段3與第四段4連接處內(nèi)徑，第五段5的內(nèi)徑由第四段4與第五段5連接處至開口端逐漸變大。結(jié)合圖4說明，制造鉆探管方法包括以下步驟步驟一、預(yù)熱模具50 350°C，將空心鋁合金錠坯7在循環(huán)風(fēng)爐中加熱，加熱到溫度為350 550°C時(shí)出爐，冷卻至擠壓溫度后裝入擠壓機(jī)擠壓筒8內(nèi)；步驟二、涂覆潤滑劑將擠壓筒8加熱到100 150°C，在空心鋁合金錠坯7的表面涂覆玻璃粉狀潤滑劑，在擠壓筒8的內(nèi)表面涂覆玻璃粉狀潤滑劑；根據(jù)預(yù)成形管的剖面直徑選擇相應(yīng)擠壓模具10和擠壓針6 ；步驟三、擠壓成形依次將擠壓針6、空心鋁合金錠坯7、擠壓模具10裝在擠壓筒8 內(nèi)，然后開始采用反擠壓方法，擠壓速度為60 100mm/S，擠壓比為4. 5 13. 5，預(yù)成形管進(jìn)行在線淬火或在井式爐中進(jìn)行固溶水淬處理；步驟四、采用液壓或一般機(jī)械傳動(dòng)的壓力或連續(xù)輥矯機(jī)對(duì)擠壓后的空心鋁合金錠坯7采用張力矯直；步驟五、對(duì)步驟四后成形的空心鋁合金錠坯7表面處理；步驟六進(jìn)行時(shí)效處理，處理溫度為100-200°C，保溫8-18小時(shí)。步驟三中的反擠壓方法為將擠壓針6的小直徑端位于階梯型擠壓模具10的小直徑開口位置處，擠壓針6的大直徑端位于階梯型擠壓模具10的大直徑開口位置處，擠出預(yù)成形管的第一段，擠壓桿9向前推進(jìn)，擠壓針6相應(yīng)地緩慢后退，擠壓針6與擠壓模具10的相對(duì)位置不變；擠壓針6保持不動(dòng)，擠壓桿9向前推進(jìn)，擠壓針6的變直徑部位及大直徑部分逐漸位于擠壓模具10的小口徑中心部位，相應(yīng)地?cái)D出預(yù)成形管的第一段1和第二段2 ；擠壓桿9向前進(jìn)一步推進(jìn)，擠壓針6相對(duì)于擠壓桿9后退，直至擠壓針6的小直徑端位于階梯型擠壓模具10的小直徑開口位置處，擠壓針6的大直徑端位于階梯型擠壓模具 10的大直徑開口位置處，擠出預(yù)成形管的第二段2和第三段3 ；擠壓針6保持不動(dòng)時(shí)，隨著擠壓桿9的向前推進(jìn)，擠壓針6的變直徑部位及大直徑部分逐漸位于擠壓模具10的小口徑中心部位，相應(yīng)地?cái)D出預(yù)成形管的第三段3和第四段 4 ；[0030]擠壓桿9向前進(jìn)一步推進(jìn)，擠壓針6相對(duì)于擠壓桿9后退，直至擠壓針6的小直徑端逐漸回位于階梯型擠壓模具10的小直徑開口位置處，擠壓針6的大直徑端位于階梯型擠壓模具10的大直徑開口位置處，擠出預(yù)成形管的第四段4和第五段5。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的每段變外徑管的長度為40-90mm，此結(jié)構(gòu)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
三相同。
權(quán)利要求1.一種鋁合金鉆探管，其特征在于所述鉆探管包括多段變內(nèi)徑管，所述鉆探管由多段變內(nèi)徑管制成一體，每段變內(nèi)徑管由第一段(1)、第二段O)、第三段(3)、第四段(4)和第五段( 依次連接制成一體，第一段(1)的內(nèi)徑由開口端至第一段(1)與第二段O)的連接端逐漸變大，第二段( 的內(nèi)徑等于第一段(1)與與第二段O)的連接端處內(nèi)徑，第三段 (3)的內(nèi)徑由第二段( 與第三段C3)的連接處至第三段C3)的中心位置處逐漸變小，再由第三段(3)的中心位置至第三段C3)與第四段(4)連接處逐漸變大，第四段的直徑等于第三段⑶與第四段⑷連接處內(nèi)徑，第五段(5)的內(nèi)徑由第四段⑷與第五段(5)連接處至開口端逐漸變小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁合金鉆探管，其特征在于每段變內(nèi)徑管的長度為40-90mm。
3.—種鋁合金鉆探管，其特征在于所述鉆探管包括多段變外徑管，所述鉆探管由多段變外徑管制成一體，每段變外徑管由第一段(1)、第二段O)、第三段(3)、第四段(4)和第五段( 依次連接制成一體，第一段(1)的外徑由開口端至第一段(1)與第二段O)的連接端逐漸變小，第二段( 的內(nèi)徑等于第一段(1)與與第二段O)的連接端處內(nèi)徑，第三段 (3)的內(nèi)徑由第二段( 與第三段C3)的連接處至第三段C3)的中心位置處逐漸變大，再由第三段(3)的中心位置至第三段C3)與第四段(4)連接處逐漸變小，第四段的直徑等于第三段⑶與第四段⑷連接處內(nèi)徑，第五段(5)的內(nèi)徑由第四段⑷與第五段(5)連接處至開口端逐漸變大。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋁合金鉆探管，其特征在于每段變外徑管的長度為40-90mm。
專利摘要鋁合金鉆探管，它涉及一種鉆探管。針對(duì)目前鋁合金鉆探管的剛度和強(qiáng)度較低且不便于進(jìn)行拉力或壓力矯直。方案一所述鉆探管包括多段變內(nèi)徑管，所述鉆探管由多段變內(nèi)徑管制成一體，第一段的內(nèi)徑由開口端至第一段與第二段的連接端逐漸變大，第二段的內(nèi)徑等于第一段與與第二段的連接端處內(nèi)徑，第三段的內(nèi)徑由第二段與第三段的連接處至第三段的中心位置處逐漸變小，再由第三段的中心位置至第三段與第四段連接處逐漸變大，第四段的直徑等于第三段與第四段連接處內(nèi)徑，第五段的內(nèi)徑由第四段與第五段連接處至開口端逐漸變?。环桨付c方案一不同之處在于所述鉆探管由多段變外徑管制成一體。本實(shí)用新型用于鉆探。
文檔編號(hào)E21B17/00GK202140030SQ20112027483
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者李念奎 申請(qǐng)人:哈爾濱中飛新技術(shù)股份有限公司