提高天井鉆桿扭矩和耐磨性的方法及天井鉆桿的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種提高天井鉆桿扭矩和耐磨性的方法及天井鉆桿。其方法是采用4330VMOD合金鋼作為天井鉆桿材料，并通過熱處理提高了天井鉆桿的綜合力學性能，可滿足日益發展的鉆進技術對天井鉆桿提出的大扭矩、高耐磨性的技術要求。本發明將天井鉆桿加工成大直徑大壁厚的整體鉆桿，避免了鉆桿在鉆探過程中受到外力發生彎曲、斷裂，提高了鉆桿的使用壽命，提高了采礦企業的生產效率。本發明的天井鉆桿一端采用三頭外錐螺紋，另一端為三頭內錐螺紋，靠近外螺紋處設置兩個四方形上扣卡槽，可以保證鉆桿認扣準確、迅速，旋合圈數少；安裝和拆卸的快速，準確，提高效率。在強度允許范圍內可連接若干個鉆桿組件達到所需長度。
【專利說明】提高天井鉆桿扭矩和耐磨性的方法及天井鉆桿
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種提高天井鉆桿扭矩和耐磨性的方法及天井鉆桿，屬于鉆井鉆具【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著世界采礦向深部發展，原來的掘進方式已不能適應現有發展要求。地下礦山用的鉆進法，在各種用途的天井掘進中得到迅速推廣。近幾年來國外各主要制造廠為深部開采和掘進堅硬巖石制造了大扭矩大推拉力的天井鉆機，天井鉆機功率已由75 kW發展到750 kW，擴孔孔徑可達7.1 m，鉆孔深度達到1500 m。由于深礦藏的巖層堅硬且多為研磨性地層，因此，需要一種大扭矩且具有極高耐磨性的天井鉆桿支持鉆進。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于，提供一種提高天井鉆桿扭矩和耐磨性的方法及天井鉆桿。以滿足日益發展的鉆進技術對天井鉆桿提出的大扭矩、高耐磨性的技術要求。
[0004]本發明的技術方案:
一種提高天井鉆桿扭矩和耐磨性的方法，該方法的鉆桿采用4330V MOD合金鋼加工成外圓直徑Φ為287-292mm，有效壁厚達45-50mm的整體鉆桿；將加工好的鉆桿在溫度820~860°C下保溫4~6小時后，淬火；再經600~660°C回火達到如下綜合力學性能:抗拉強度≥1033Mpa、屈服強度≥964 Mpa、伸長率≥15%、斷面收縮率≥45%、沖擊功≥90J、整體硬度值達到330~364HB ;以提高天井鉆桿的扭矩要求和耐磨性要求。
[0005]按前述方法制作的天井鉆桿，包括桿體，桿體的外徑Φ為287-292mm，桿體軸線設有水眼孔，桿體的有效壁厚為45-50mm。
[0006]前述天井鉆桿中，所述桿體為4330V MOD合金鋼的熱處理制件。
[0007]前述天井鉆桿中，所述水眼孔一端設有與其它鉆桿連接用的內螺紋，與內螺紋相對的另一端桿體上設有與其它鉆桿連接用的外螺紋，桿體中部設有上扣用的卡槽。
[0008]前述天井鉆桿中，所述內螺紋和外螺紋均為三頭錐螺紋。
[0009]前述天井鉆桿中，所述卡槽為四方卡槽。
[0010]與現有技術相比，現有技術常規鉆桿的綜合力學性能:抗拉強度> 930Mpa、屈服強度≥689 Mpa、伸長率≥13%、斷面收縮率≥45%、沖擊功≥54 J、整體硬度值285~341HB ;相對于原有材料，本發明采用4330V MOD合金鋼作為天井鉆桿材料，并通過熱處理提高了天井鉆桿的綜合力學性能，將天井鉆桿加工成大直徑大壁厚的整體鉆桿，避免了鉆桿在鉆探過程中受到外力發生彎曲、斷裂，提高了天井鉆桿的使用壽命，提高了采礦企業的生產效率。抗拉強度≥1033Mpa、屈服強度≥964 Mpa、伸長率≥15%、斷面收縮率≥45%、沖擊功^ 90J、整體硬度值達到330~364HB ;可滿足日益發展的鉆進技術對天井鉆桿提出的大扭矩、高耐磨性的技術要求。本專利材料的整體性能得到了較大的提高,主要是材料的沖擊功提升幅度較大，提高到原有材料的165%，保證鉆桿井下大扭矩工作時不會產生斷裂現象。硬度及強度提高到原有材料的110%以上，提高了鉆桿的整體耐磨性能。本發明的天井鉆桿一端采用三頭外錐螺紋，另一端為三頭內錐螺紋，靠近外螺紋處設置兩個四方形上扣卡槽，可以保證天井鉆桿認扣準確、迅速，旋合圈數少；安裝和拆卸的快速，準確，提高效率。在強度允許范圍內可連接若干個鉆桿組件達到所需長度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的結構示意圖。
[0012]圖中的標記為:1-桿體、2-水眼孔、3-內螺紋、4-外螺紋、5-卡槽。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明，但不作為對本發明的任何限制。
[0014]一種提高天井鉆桿扭矩和耐磨性的方法，如圖1所示。該方法的天井鉆桿采用4330V MOD合金鋼加工成外圓直徑0為287-292mm，有效壁厚達45-50mm的整體鉆桿；將加工好的鉆桿在溫度820~860°C下保溫4~6小時后，淬火；再經600~660°C回火達到如下綜合力學性能:抗拉強度> 1033Mpa、屈服強度> 964 Mpa、伸長率> 15%、斷面收縮率≤45%、沖擊功≤90 J、整體硬度值達到330~364HB ;以提高天井鉆桿的扭矩要求和耐磨性要求。
[0015]前述方法制成的天井鉆桿，如圖1所示。包括桿體1，桿體I的外徑小為287-292mm，桿體I軸線設有水眼孔2，桿體I的有效壁厚為45_50mm。所述桿體I為4330VMOD合金鋼的熱處理制件。所述水眼孔2 —端設有與其它鉆桿連接用的內螺紋3，與內螺紋3相對的另一端桿體I上設有與其它鉆桿連接用的外螺紋4，桿體I中部設有上扣用的卡槽
5。內螺紋3和外螺紋4均為三頭錐螺紋。三頭外錐連接螺紋與內錐連接螺紋可以保證天井鉆桿認扣準確、迅速，旋合圈數少；安裝和拆卸的快速，準確，提高效率。在強度允許范圍內若干個鉆桿組件連接，可連接到所需長度。卡槽5為四方卡槽。卡槽用于通過工具旋轉鉆桿，便于與其它鉆桿進行連接。
【權利要求】
1.一種提高天井鉆桿扭矩和耐磨性的方法，其特征在于:該方法的鉆桿采用4330VMOD合金鋼加工成外圓直徑0為287-292mm，有效壁厚達45-50mm的整體鉆桿；將加工好的鉆桿在溫度820~860°C下保溫4~6小時后，淬火；再經600~660°C回火達到如下綜合力學性能:抗拉強度≤1033Mpa、屈服強度≤964 Mpa、伸長率≤15%、斷面收縮率≤45%、沖擊功≤90 J、整體硬度值達到330~364HB ;以提高天井鉆桿的扭矩要求和耐磨性要求。
2.一種按權利要求1所述方法制作的天井鉆桿，包括桿體(1)，其特征在于:桿體(1)的外徑0為287-292mm，桿體(1)軸線設有水眼孔(2)，桿體(1)的有效壁厚為45_50mm。
3.根據權利要求2所述天井鉆桿，其特征在于:所述桿體(1)為4330VMOD合金鋼的熱處理制件。
4.根據權利要求2所述天井鉆桿，其特征在于:所述水眼孔(2)—端設有與其它鉆桿連接用的內螺紋(3)，與內螺紋(3)相對的另一端桿體(1)上設有與其它鉆桿連接用的外螺紋(4)，桿體(1)中部設有上扣用的卡槽(5)。
5.根據權利要求4所述天井鉆桿，其特征在于:所述內螺紋(3)和外螺紋(4)均為三頭錐螺紋。
6.根據權利要求4所述天井鉆桿，其特征在于:所述卡槽(5)為四方卡槽。
【文檔編號】C21D9/08GK103789523SQ201210489852
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月27日 優先權日:2012年11月27日
【發明者】黃保黔, 胡衛宇, 陳文平, 蘭鍵, 鄭波強, 洪德強, 張發貴, 任杰, 李匯平 申請人:貴州高峰石油機械股份有限公司