[发明专利]一种钻杆接头及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油勘探及煤层气勘探领域，特别涉及一种钻杆接头及其制备方法。

背景技术

钻杆是石油天然气勘探与开发中的重要工具。常用的钻杆是以API（American Petroleum Institute，美国石油协会）为标准的E75、X95、G105和S135四个钢级，字母后的数字表示钻杆材料的最小屈服强度，随着油气资源的不断开发和利用，大量含硫的酸性油气田正在被开发，由于硫化氢会对钢材料造成腐蚀和氢致开裂，使钻杆在勘探过程中发生脆性断裂事故，钻杆材料越硬，对硫化氢的敏感性越高，发生腐蚀的风险越大。

现有技术中，在含硫酸油气田的开发过程中，常常使用低钢级的G105钻杆或抗硫钻杆。钢制G105钻杆所用的钻杆接头是与之相匹配的G105钻杆接头，但是由于G105钻杆接头的硬度较高，使得钻杆接头在使用过程中易出现硫化氢腐蚀，导致钻杆接头开裂，引起失效事故发生；而对于抗硫钻杆，造价过高，不适于大量使用。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术中的钻杆接头虽然采用了G105型号的钻杆接头，但在实际应用中由于硬度较高仍然易被硫化氢腐蚀，并且此类型号的钻杆接头韧性差，使得钻杆接头的抗冲击性能差，易使得钻杆接头刺漏失效，并且钻杆接头在受到严重腐蚀时会使接头断裂导致钻柱落井，引发井下事故，对油田生产带来巨大损失；而抗硫钻杆虽然抗腐蚀性能较好，但成本较高，不适于大量勘探作业的使用，因此现有的钻杆接头不能满足实际的使用需要。

发明内容

为了解决现有技术的钻杆接头不满足使用需要的问题，本发明实施例提供了一种钻杆接头。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种钻杆接头，所述钻杆接头的元素成分包括铁元素，合金元素和微量元素，所述微量元素包括以下的质量成分：碳元素含量0.25-0.32%，钼元素含量0.30-0.38%，硫元素含量不大于0.01%，磷元素含量不大于0.015%；其它元素含量与API标准成分相同。

进一步地，所述钻杆接头内径尺寸比API标准钻杆接头内径尺寸小6-10%。

作为优选，所述钻杆接头的台肩倒角直径比API标准钻杆接头的台肩倒角直径大4-6%。

另一方面，提供了一种钻杆接头的制备方法，所述钻杆接头的制备方法包括以下步骤：

步骤1：微量元素成分按照碳元素为0.25-0.32%，钼元素为0.30-0.38%，硫元素含量不大于0.01%，磷元素含量不大于0.015%，其它元素含量与API标准成分相同冶炼所述钻杆接头的管坯；

步骤2：将冶炼的所述管坯进行模锻成型处理，初步形成钻杆接头模型；

步骤3：将模锻成型后的所述钻杆接头锻件进行高温调质处理，使得所述钻杆接头锻件中的回火索氏体组织大于或等于95%，组织晶粒度大于或等于8级。

作为优选，所述步骤2还包括扩径加工工艺，具体为：将所述钻杆接头模型进行扩径，使得所述钻杆接头模型直径相比API标准钻杆接头模型直径扩大25-33%。

进一步地，所述制备方法还包括步骤4，具体为：将调质处理后的所述钻杆接头进行精加工处理。

作为优选，所述步骤4，具体为：将调质处理后的所述钻杆接头的内径尺寸进行精加工处理，使得所述钻杆接头内径尺寸相比API标准的钻杆接头内径尺寸缩小6-10%。

进一步地，所述步骤4，具体为：将调质处理后的所述钻杆接头的台肩倒角直径进行精加工处理，使得所述钻杆接头的台肩倒角直径比API标准的钻杆接头的台肩倒角直径扩大4-6%。

作为优选，所述制备方法还包括步骤5：将所述钻杆接头进行精加工处理后，对所述钻杆接头齿底倒角圆弧进行滚压处理。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的钻杆接头及其制备方法，通过将钻杆接头中元素质量成分进行调整，将碳元素含量变为0.25-0.32%，钼元素含量变为0.30-0.38%，硫元素和磷元素含量分别不大于0.01%和0.015%，相比API标准，本发明减小钻杆接头中碳、硫和磷元素含量，可降低钻杆接头的硬度和非金属杂质含量，从而减小硫化氢对钻杆接头的腐蚀效果；而钼元素可提高钻杆接头的耐腐蚀性并且能够提高钻杆接头的韧性，综合上述元素的限定，使得钻杆接头的抗冲击性能提高，大大减小了因钻杆接头断裂而导致发生井下事故的可能性；此外，本发明制造成本低，可在大量勘探作业中使用，大大节省生产和使用开支。

附图说明