[发明专利]一种钛合金钻杆管体管端镦粗工艺

说明书

本发明提供一种钛合金钻杆管体管端镦粗工艺，打开内层挡板A，管体及COsubgt;2/subgt;进入加热炉充气4秒后，加热线圈加热；先加热至720℃保温2min，再加热至1010℃保温3min；管体前移至镦粗位置固定8s，内层挡板B打开，冲头进入镦粗模具；成型后冲头退出镦粗模具，内层挡板B关闭；管体在加热炉停留80s后退出加热炉，关闭内层挡板A，停止充入COsubgt;2/subgt;；优点为：本发明将加热炉与镦粗模具连接形成相对密封的空间，在该空间内充入性能稳定且密度大于空气的COsubgt;2/subgt;，隔绝高温下的管体与氧气接触，避免管体镦粗成型部位因氧化皮导致的夹杂、折叠、裂纹等缺陷，降低管体表面金属氧化的风险，提升管体镦粗质量，提高钻杆生产的合格率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及钻杆管体管端镦粗技术领域，尤其是涉及一种钛合金钻杆管体管端镦粗工艺。

背景技术

石油天然气勘探与开发中所使用的钛合金钻杆具有耐腐蚀，密度低，强度高，弹性好的特点，被应用于高酸性油气藏以及超深井、超短水平井的钻井作业。同时，钛合金是一种贵重金属，其材料成本约是钢钻杆的25倍，且钛合金材料的氧化性强，在高温条件下，容易发生氧化，形成氧化层。因此，在钛合金钻杆制造过程中的管体端部镦粗环节，钛合金钻杆在高温下与氧气发生氧化反应，形成氧化层，随着加热温度的升高和加热时间的增加，氧化层厚度越厚，从而在镦粗时容易造成管体表面氧化层的夹杂和表面裂纹的萌生，不仅使管端加工余量增加，而且使镦粗的合格率降低，增加生产制造成本，严重制约钛合金钻杆的应用和推广。

发明内容

本发明的目的在于为解决现有技术的不足，而提供一种钛合金钻杆管体管端镦粗工艺。

本发明新的技术方案是：一种钛合金钻杆管体管端镦粗工艺，钛合金钻杆管体管端镦粗设备包括加热炉、加热线圈、镦粗模具、冲头、隔热件、挡板A及挡板B，所述的加热炉及镦粗模具内部中空，且加热炉及镦粗模具间装配有隔热件，所述的加热炉内壁安装有加热线圈，所述的加热炉底部设有气体通道，所述的加热炉一端安装有挡板A，所述的挡板A包括外层挡板A及内层挡板A，所述的内层挡板A为2片，且内层挡板A活动连接在加热炉端部，所述的内层挡板A外侧固定安装有外层挡板A，所述的外层挡板A为2片，且外层挡板A中间设有圆孔，所述的圆孔内径与钛合金钻杆管体外径相当；所述的镦粗模具一端安装有挡板B，所述的挡板B包括外层挡板B及内层挡板B，所述的内层挡板B为2片，且内层挡板B活动连接在镦粗模具端部，所述的内层挡板B外侧固定安装有外层挡板B，所述的外层挡板B为2片，且外层挡板B中间设有圆孔，所述的圆孔内径与冲头外径相当。

所述的挡板A为耐热挡板，所述的挡板B为耐热挡板。

所述的内层挡板A为矩形，所述的内层挡板B为矩形。

所述的外层挡板A的圆孔内径比钛合金钻杆管体外径大2-5mm。

所述的外层挡板B的圆孔内径比冲头外径大2-4mm。

所述的加热线圈的长度为250~450mm，可加热的最高温度不小于1300℃。

所述的加热线圈的加热温度和加热时间可控，对钛合金钻杆管体进行阶梯式加热。

所述的加热炉内通过气体通道注入的保护气体为CO₂。

所述的钛合金钻杆管体管端镦粗的工艺流程为：

1）关闭隔热件，打开加热炉前端的内层挡板A，钛合金钻杆管体穿过外层挡板A进入加热炉，保护气体CO₂通过气体通道进入加热炉内，保护气体CO₂的充气流量速度为13L/s，加热炉内充气4秒后，加热线圈开始对钛合金钻杆管体管端进行加热；

2）钛合金钻杆管体采用阶梯式加热，先加热至720℃，保温2min，再加热至1010℃，保温3min，之后加热线圈停止加热；