[发明专利]一种特种阻焊复合抗硫钻杆及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属复合管技术领域，具体涉及一种特种阻焊复合抗硫钻杆及其制造方法。

背景技术

随着市场经济的发展，能源需求的进一步加大，石油资源勘探技术的提高，更深、更复杂的油气田被勘探，对石油装备技术要求也提到新的台阶。原始的钻井装备因地质较浅，对钻杆要求较低，腐蚀性较少。随着石油资源勘探技术的提高，更多更深、有腐蚀性的油气田被发现并开采，对以往的钻井装备要求也提高，钻杆的腐蚀也更加严重。

目前钻井队伍人员在更深、更复杂的钻井中采用内涂层方式进行保护钻杆内壁腐蚀。内涂层方式有两种：一种为涂料涂层方式；一种为电镀涂层方式。其中涂料涂层方式使用最为广泛。因现在井况的复杂化，大部分油气田含H₂S、CO₂、Cr等多种腐蚀成分越来越多，其中以H₂S、CO₂共存时的腐蚀最为普遍，过程最为复杂和苛刻，引起钻井工程技术人员的极大关注，所以在采购钻杆时特别提出了抗腐蚀、抗氧化性、耐高温等条件。针对钻杆在钻采中易腐蚀的要求，近年来石油装备研发人员和生产制造商们共同开发，研究出很多种保护钻杆内壁不受腐蚀方法，都归类为内涂层方法，品种很多，其中以环氧粉末涂料研究最为广泛，如美国的3M公司和日本的住友金属株式会社等都是世界著名的环氧粉末的生产商。该项发明的推广，因使钻杆内壁表面光滑，减少钻采过程中钻井液的摩擦阻力等优势在市场上得到了很好的运用，也极大的提高了防腐蚀钻杆的使用寿命，在一定程度上缓解了油田的腐蚀问题。但因涂层深度较浅，在复杂井况作业中，钻杆内壁耐磨性还是较差，在高温下容易产生脱落情况，所以不能达到长久使用的效果。电镀涂层方法是通过电解离子元素与金属结合，但是这种方式容易引起表面微小凹坑缺陷产生，在钻井使用过程中，相对涂料涂层保护钻杆内壁不受腐蚀方式起到的效果稍差，推广应用也相应较少。

在石油钻采工业的进一步扩大，各油田地层条件等差异不同，给防腐技术的普遍推广带来了困难，现有技术的钻杆防腐办法虽取得了一定成效，产生了很大效益，但是还是存在不耐高温、不耐磨、不完全防腐蚀、易老化等不足问题，无法满足特定油田现场生产和应用的要求，研究深入的系统性也较缺乏。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种可用于复杂井况下作业，起到耐高温、耐磨、耐腐蚀、不脱落、不失效等效果，延长钻杆使用寿命的一种特种阻焊复合抗硫钻杆及其制造方法。

其技术方案是：一种特种阻焊复合抗硫钻杆，包括钻杆本体和不锈钢管，所述不锈钢管的直径小于钻杆本体公接头水眼内径0.1—0.3mm，壁厚为0.5～2mm，不锈钢管插入到钻杆本体内，并通过扩径使不锈钢管紧贴在钻杆本体内壁上，再对钻杆本体和不锈钢管的端部进行焊接密封，保护钻杆本体内壁。

其中，所述不锈钢管通过液压方式、静水压方式或机械方式扩径紧贴在钻杆本体内壁上。所述钻杆本体和不锈钢管的端部通过电阻滚焊或钎焊方式对两种材料的端部进行焊接密封。

4、一种特种阻焊复合抗硫钻杆的制造方法，工艺流程如下：

1）钻杆本体内壁需经过预加热、内抛丸喷砂除锈除尘、空气吹扫干净过程，将钻杆内壁清理光滑干净。不锈钢管表面光滑清洁；

2）将两种表面处理干净的管料装配一起，即将不锈钢管装入钻杆本体内部，

采用液压方式、静水压方式或机械方式扩径等方式对钻杆本体和不锈钢管进行加压，在压力达到允许的最大应力值时，并保压5—20分钟，以使不锈钢管达到紧贴钻杆本体内壁；

3）使用电阻滚焊方式将钻杆内壁内已紧贴的不锈钢管与钻杆本体滚焊进行牢固紧密，从钻杆一端到另一端采用螺旋式滚焊，滚焊焊道为道道步进方式，其焊道间距为100—200mm。

4）根据API 7G要求的钻井压力进行多次反复试验，使钻杆长度有效的增长部分，肉眼观察两端内壁内不锈钢管是否有变化，对紧贴钻杆内壁不锈钢管的新产品进行尺寸检验和无损检测，确保新产品满足相关技术要求；

5）将扩径好的不锈钢管进行力学试验和金相分析，检测新产品须满足API 5DP钻杆相同钢级力学性能要求，电阻滚焊连接处牢固紧密，无缺陷，不锈钢管在钻杆本体受大的压力情况下，不产生微塑性变形，保证焊缝不脱离，完成双金属复合钻杆要求。