石油钻杆接头水基淬火的研究.pdf

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探矿工程(岩土钴掘工程)
2010年第37卷第4期
石油钻杆接头水基淬火的研究
岳鹏,田连社2,付源,张国杰,王青林2,王建民2
(1.西南石油大学,四川成都610500;2.渤海能克钻杆有限公司,河北青县062650
摘要:对石油钴杆接头水淬热处理技术进行了研究分析。介绍了水基淬火和油基淬火后石油钻杆接头的硬度、
硬度均匀性的对比试验;不同条件下的淬火液对钴杆接头冷却速度的影响。研究表明,水基淬火方式能更好地提
高钻杅接头马氏体化程度,从而提高淬火质量。
关键词:钻杆接头;水基淬火;油基淬火;硬度
中图分类号:TE921.2文献标识码:A文章编号:1672-7428(2010)04-0014-06
Research on Water-quench Technique for Drill Pipe Join/E Peng, AN Lianshe, FU Yuan?, ZHANG Gu-ji
WANG ig- ANG J-m S west Pe leum Universiy, Chengu Sichuan 610500, China; 2. Bohai Nkk
Drill Pipe Co. Ltd, Qingxian Hebei 02650, China)
Abstract Research analysis was made on the water-quench heat treatment for petroleum drill pipe joint. The paper intro-
duced the comparative test of hardness and hardness uniformity by water-quench and oil-quench proeesses; and also intro-
duced the effect of quenching liquid to the cooling rate of drill pipe joints under if erent conditions. The research result
shows that the water-quench process can improve the degree of martensite of drill pipe joints with the quality of quench en
lancing.
Key words drill pipe joint; water-quench; oil-quench; hardness
石油钻杆的管体及其接头的质量和寿命对于钻止工件变形开裂。但是,淬火油的最大冷却速度比
探(钴井)的施工效率、质量、成本起着举足轻重的水基淬火液小得多,在中温区的冷却速度较慢,容易
作用,对其结构加工及热处理工艺的研究有着重要使工件组织发生珠光体转变,降低机械性能。
的意义。石油钻杆接头的热处理生产线大多采用油
使用该淬火油存在以下局限性。
淬调质热处理工艺,近些年来随着对石油钻杆整体
1)对生产节拍有一定的限制。如生产节拍调
质量要求的提高,同时考虑到减少环境污染,改善现整过快,淬火油温度不易保持在所要求范围内(55
场工作环境,消除火灾隐患,降低生产成本等各方面±10℃)。油温的升高将导致工件和溶火油的温度
因素,水基淬火方式逐渐被国内外的钻杆制造商采梯度变小,从而降低了冷却能力。另外,温度高也会
用。国外的钴杆制造商在水基淬火方面的研究及应引起淬火油的劣化加快。
用进行的较早,日本的新井铁工、日本钢管的钻杄接
2)随着使用时间的增长,淬火油的粘度增大,
头热处理生产线采用的都是水基淬火方式,通过多与工件的对流作用减少,淬火油的冷却能力降低
年的使用已经有了成熟的工艺方案及使用经验。本经过分析,其原因是工件附带的炭黑和氧化皮吸附
文介绍了水基淬火方式与油基淬火方式的试验对淬火油中的添加剂,加速淬火油性能的变坏。不及
比。对淬火液参数、条件的选择及优化进行了分析。时清除溶火槽内的炭黑和氧化皮、补充新的淬火油
造成了淬火能力下降。
油基淬火与水基淬火的对比
(3)由于淬火油的粘度较水基淬火液高,在淬
1.1淬火油的特点
火过程中,淬火油产生的油雾以及酒落在地上的散
快速光亮淬火油的特点是:工件淬火后光亮性油都对环保和人身构成危害
好,较易清洗。热氧化安定性好,使用寿命长。温度1.2PAG水基淬火液的特点
升高,流动性增加,冷却能力有所提高。油的沸点
(1)安全方面的优点。水基淬火液没有引起火
高,对流阶段开始温度也比水高,所以工件在低温区灾的隐患。
的冷却速度比较缓慢,避免产生过大的组织应力,防
(2)环保方面的优点。大大改善了现场的工作
收稿日期:2009-12-24;修回日期:2010-02-20
作者简介:岳鹏(1980-),男(汉族),山东聊城人,西南石油大学硕士在读,渤海能克钻杆有限公司工程师,机械工程专业,从事钻杆制造工
艺研究工作,河北省青县东环路102号渤海能克钻杆有限公司(062650),hey_friend@eyou.com。