高性能4145H钢石油钻铤生产工艺优化

因塔里木油田底层复杂,钻井深度超过7000m,客户对4145H钻具产品材料的冲击吸收能量、晶粒度、夹杂物含量等技术指标提出很高要求。通过对材料化学成分进行优化设计,并对冶炼、锻造、中频感应热处理等关键工序进行优化改进,使4145H钢达到钻铤高性能要求。

4145H石油钻铤钢示波冲击性能研究

对4145H钻铤钢纵向取样,研究了不同温度下的示波冲击特性。结果表明,取样钻铤的冲击功值满足《SYT5144-2007钻铤》和《API SPEC7》标准要求,并得出了4145H钻铤钢的冲击功随温度的降低而降低,起裂功与冲击功的比值随温度的降低而升高,裂纹扩展功以及裂纹扩展功与冲击功的比值随温度的降低而降低。在钻井工程中表现为常温下裂纹在钻铤中扩展速率较慢,钻铤不容易断;低温下裂纹在钻铤中扩展速率较快,钻铤更容易断。该研究成果为合理指导4145H钻铤的生产工艺和现场使用提供了依据,为分析4145H钻铤断裂机理提供了基础实验依据。

石油钻铤螺纹联接失效的机理分析

总结和讨论了钻铤螺纹联接失效的类型和失效机理 ,指出了现场施工中可能存在的潜在因素。还明确指出了FH型、IF型接头之所以要淘汰的原因 。

新型石油钻铤联接螺纹减应力区的研究

石油钻铤联接螺纹失效是钻具失效的主要形式。钻铤联接螺纹疲劳失效是由于交变弯曲应力引起的 ,这些交变应力集中在联接螺纹消失处附近。减少联接螺纹弯曲应力可以延长钻具联接螺纹的疲劳寿命。文章提出并研究了一种新的钻铤联接螺纹减应力区 ,它是通过在钻铤本体上设置减应力区 ,来解决钻铤联接螺纹疲劳失效问题。与以前减应力区不同的是 ,新的减应力区轮廓线为连续的光滑的二次曲线、圆弧线、抛物线和椭圆线。这可以避免在减应力区出现应力集中和出现“细脖子”现象。并且这些曲线在机械加工上是可行的。用有限元法优化了减应力区的几何形状 ,分析了减应力区的开口位置、开口深度和开口宽度等几何参数对应力释放效果的影响。并对减应力区的强度进行了分析。

石油钻铤窄间隙脉冲焊接头的超声检测

根据石油钻铤窄间隙焊的接头形式及工艺特点,参考GB/T15830-1995标准,设计了钻铤窄间隙焊接头的超声探伤试块,制作了距离-波幅曲线。通过对三件接头的超声检测及解剖验证,发现了侧壁未熔合及反面咬边缺陷的反射波形特点,提出了防止误判及漏检的一些技术措施。

石油钻铤的失效分析

本文介绍了国产85129石油钻铤在某油田使用过程中突然发生断裂失效的情况;对失效之钻铤用钢进行质量分析和性能测试。同时采用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜,分析了该钻铤断裂失效的原因,认为钻铤在硫化氢应力腐蚀作用下,氢致延迟破坏是失效的主要因素,提出了预防措施及改进建议。

100t EAF-LF-VD-圆坯连铸流程生产石油钻铤用钢AISI4145HM的工艺实践

莱钢特钢事业部新区采用铁水+废钢-100 t电弧炉-LF-VD-Φ500,600 mm圆坯连铸-步进式加热炉-950轧机轧制-缓冷-退火的流程生产Φ110～260 mm AISI4145HM钢(/%:0.44～0.46C,0.21～0.23Si,1.32～1.33Mn,1.18～1.20Cr,0.30～0.31Mo,0.16～0.17Ni,≤0.012P,≤0.004S,≤0.05Cu,0.15～0.35Alt)。通过控制电弧炉终点[C]≥0.15%,[P]≤0.008%,出钢预脱氧和合金化,LF高铝精炼渣(30%～40%Al_2O_3)及喂0.45kg/t_钢钙线,VD后梯度软吹,控制中间包钢水过热度12～25℃,拉速0.25～0.35 m/min,全程保护浇铸及M-EMS和F-EMS,轧后缓冷、退火等工艺措施,生产的铸坯低倍组织良好,中心疏松和中心缩孔≤1.0级,裂纹和皮下气泡为0级,各类夹杂物级别≤1.5,级别总和≤7.0,钢的各项指标均满足协议要求。

深井高强度石油钻铤用AISI4145H钢的开发生产

通过优化合金成分设计,精选冶炼原料,电炉加强脱P,精炼过程加强脱气去夹杂,使用保护浇注等技术,采用电炉—LF精炼+VD真空脱气—连铸(电磁搅拌)—轧材—退火—精整矫直工艺路线,山钢股份莱芜分公司开发了深井高强度钻铤用AISI4145H钢。产品实物质量检测表明,钢成分控制窄,低倍组织致密,晶粒细小弥散,综合力学性能及淬透性良好,常温冲击和-20℃低温冲击韧性比标准要求的富余量大,经退火矫直后,硬度及外观尺寸均满足客户使用要求,目前已实现批量生产。

AISI4145H石油钻铤用钢退火工艺改进

目前我厂AISI4145H钢退火周期较长,不利于大批量生产。通过对退火目的和机理的分析,结合本厂生产实际并参考相关文献,尝试从理论上设计改进AISI4145H钢的退火工艺。新的退火工艺可以一定程度地缩短生产周期、提高生产率。

减小石油钻铤壁厚差的工艺措施

采用反向切削法、活顶尖、大进给量等方法减少工件弯曲,增加测壁差工序减少不必要的变形,都能有效地控制壁厚差,提高钻铤质量。

158.8mm钻铤裂纹原因分析

对 15 8 .8mm钻铤裂纹事故进行了调查研究。对裂纹形貌用扫描电镜和金相显微镜进行了全面观察分析 ,认为钻铤裂纹属于早期疲劳破坏。对钻铤裂纹部位的结构形状和材质进一步试验分析结果 ,认为裂纹正好处在内螺纹最后消失部位 ,该部位存在严重的应力集中。钻铤在使用过程中 ,从内表面应力集中严重部位首先萌生裂纹 ,最后扩展形成了穿透的裂纹。

厚壁AISI 1340钻铤管体料热处理性能不合格原因分析

某钻铤加工厂热处理厚壁钻铤时出现批量的冲击功或屈服强度不合格现象,综合分析该钻铤的化学成分、机械性能、金相组织、硬度等的波动原因,认为:水淬冷却速度过慢和周向不均匀是导致该管体强度波动较大和冲击性能不高的主要原因。结合生产实际情况,通过研究钻铤的热处理工艺设备和工艺方法,建议通过适当提高材料中的Mn、Cr含量提高材料的淬透性.并且增大冷却速度,定期检查淬火池水温的变化和喷嘴状态将有利于稳定产品的性能。

钻铤

山西风雷机械厂在国内首家研制成功石油钻铤,并于1986年12月20日在山西省侯马市通过技术鉴定,原兵器工业部和石油部主持了技术鉴定。 钻铤是石油钻采必需的重要钻具,是构成钻柱的重要部分。它的功能是在钻井时,用来提高钻压,防斜保直,构成泥浆循环,并以足够的强度、刚度和耐磨性保持钻头在井底正常工作。

曙光集团钻铤技术再填国内空白

由曙光集团投资1.2亿元开发研制的钻铤项目,继试产成功以来,成为国内唯一引进外国先进技术及设备的生产的厂家,其生产技术填补国内空白之后,又传佳音:曙光人自主创新。

石油钻具

河南中原特殊钢厂生产的精锻石油钻铤,是按照SY5144-86和API标准生产的。钻铤采用本厂自产的ASTM4145H钢,进行精锻机整体精锻,外圆内孔直接成形,或精锻空心坯经机加钻孔成形。与国内外同类产品相比较,在质量上有组织致密、机械性能好等特点。钻铤规格有:6(1/4)″、6(1/2)″、7″、8″、9″。 河南中原特殊钢厂生产的精锻石油钻铤,1988年荣获国家经委石油设备科技成果三等奖;1989年获河南省优质产品奖;

一种计算钻柱螺纹弹塑性接触应力的新方法

在建立了螺纹轴向载荷分布规律的弹簧模型（１９９８，张焱等）的基础上，结合螺纹连接的弹簧模型与弹塑性有限元方法，形成了一种计算钻柱螺纹连接弹塑性接触应力的新方法，可得到在连接状态下由预紧力与轴向拉力或轴向压力所引起的螺纹连接部位的位移场和应力场。这种方法有较高的计算效率，且满足一定的工程精度。

40CrMnMo厚壁管的窄间隙脉冲MAG焊接

结合石油钻铤小直径厚壁管结构和40CrMnMo材质的特性,优选了窄间隙脉冲熔化极气体保护焊方法,针对窄间隙焊存在气体保护差与侧壁熔合缺陷的难点,进行了大量的焊接工艺试验,探讨了窄坡口中电弧的气体保护、电弧形态、电弧稳定性、焊缝成形质量,优化了窄间隙连续多层焊接工艺参数.设计了专用窄间隙焊枪,其结构简单紧凑可达性好、气体保护效果好,具有易引弧、电弧燃烧稳定、避免侧壁打弧的特性.通过对接头的力学性能试验及金相组织分析结果表明,焊接接头的力学性能完全满足石油钻铤使用的要求.

定径技术在Φ174mm圆钢生产过程中的应用

通过对影响φ174 mm产品尺寸精度的一些因素进行分析,利用定径技术工艺解决各种因素对产品尺寸精度的影响。在线取样测量20组非定径轧制产品直径数据和20组定径轧制直径数据进行比较分析。采用定径技术可以生产高精度大规格棒材,产品尺寸精度可达到国标Ⅰ组正差要求。