專利名稱：一種高強韌鉆具的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種一種高強韌鉆具的制備方法，應用于石油鉆探開采領域。
背景技術：
隨著石油需求量的不斷攀升和原油可采儲量的不斷減少，開采難度的不斷加大，對石油鉆具的要求也日益提高。而常規鉆具所采用的4145H材料，對于超過5000米的深井、地質狀況復雜開采難度大的高投入井、出現故障處理成本高的海上油井，常規鉆具日益顯現失效率高的弊端。在上述情況下，油田迫切需要一種具備更高性能要求的換代產品。
發明內容
本發明的目的在于提供一種材料純凈度高、綜合力學性能高，能夠滿足特殊環境下使用的種新型高強韌鉆具。技術解決方案是:
本發明制備方法如下:1)該鋼種的冶煉采用方法步驟是:采用電爐冶煉、真空度0.5乇下持續時間> 30分鐘進行真空碳脫氧精煉、氬保護氣氛下電渣重熔法精煉得到35CrNiMo鋼錠；冶煉過程對于鋼中的有害氣體和夾雜物嚴格控制，使鋼的純凈度大為提聞。2)鍛壓采用如下方法步驟:鋼錠經1250°C 1300°C均質化擴散退火20 30小時，然后采用2000t 3000t液壓機制坯，最后采用旋轉精鍛機鍛壓成型。高強韌鉆具屈服強度:135—150ksi即931 1034MPa，室溫沖擊功S IlOJ0本發明選用鋼種為改進型的35CrNiMo，該鋼種由于相對于4145H，提高淬透性的合金元素增加，強韌性、淬透性大為提高，為熱處理后綜合力學性能全面提高奠定了基礎。由于其獨特的選材及成型工藝，從而對于使鋼的塑韌性、疲勞壽命大為增加，調質后滿足了產品的力學性能要求。本發明材料制成的鉆具性能指標從現行API標準屈服強度110_120ksi (758 827MPa)提高至Ij 135—150ksi (931 1034MPa)，室溫沖擊功由54J提高到彡110J，疲勞斷裂指標也比原鋼種4145H有成倍的增加。發明效果I)材料采用以電爐冶煉、真空碳脫氧技術精煉、電渣重熔法最終精煉的35CrNiMo鋼制作。具有高的純凈度、低的有害元素含量和氣體含量。2)電渣重熔后的鋼錠經過加熱、液壓機制坯、均質化擴散退火、旋轉精鍛機精鍛、奧氏體化后等溫退火工藝制坯，可有效提高鋼的致密度、均勻性，改善各向異性，顯著細化晶粒。3)熱處理后有較高的強度和沖擊韌性水平，Rp0.2彡93IMPa, Rm彡1100 MPa,Rp0.2/ Rm^ 0.92，縱向Akv彡110J,橫向Akv彡80J。制得的鉆具綜合性能完全滿足高強韌新型鉆具的技術要求。
圖1為本發明工藝流程圖。
具體實施例方式本發明高強韌鉆具材料選用鋼種為改進型的35CrNiMo，該鋼種由于相對于4145H，提高淬透性的合金元素增加，強韌性、淬透性大為提高，為熱處理后綜合力學性能全面提高奠定了基礎。制備方法如下:1)該鋼種的冶煉采用方法步驟是:采用電爐冶煉、真空度0.5乇下持續時間> 30分鐘進行真空碳脫氧精煉、氬保護氣氛下電渣重熔法精煉得到35CrNiMo鋼錠；冶煉過程對于鋼中的有害氣體和夾雜物嚴格控制，使鋼的純凈度大為提高。2)鍛壓采用如下方法步驟:鋼錠經1250°C 1300°C均質化擴散退火20 30小時，然后采用2000t 3000t液壓機制坯，最后采用旋轉精鍛機鍛壓成型。高強韌鉆 具屈服強度:135—150ksi即931 1034MPa，室溫沖擊功S IlOJ0
權利要求
1.一種高強韌鉆具的制備方法，其特征在于，I) 35CrNiMo鋼種的冶煉采用如下方法步驟:采用電爐冶煉、真空度0.5乇下持續時間>30分鐘進行真空碳脫氧精煉、氬保護氣氛下電渣重熔法精煉得到35CrNiMo鋼錠； 2)鍛壓采用如下方法步驟:鋼錠經1250°C 1300°C均質化擴散退火20 30小時，然后米用2000t 3000t液壓機制還，最后米用旋轉精鍛機鍛壓成型。
2.根據權利要求1所述的一種高強韌鉆具的制備方法，其特征在于，鉆具屈服強度:135—150ksi 即 931 1034MPa，室溫沖擊功:彡 IlOJ0
全文摘要
本發明涉及一種高強韌鉆具的制備方法，應用于石油鉆探開采領域。本發明制備方法如下采用電爐冶煉、真空度0.5乇下持續時間≥30分鐘進行真空碳脫氧精煉、氬保護氣氛下電渣重熔法精煉得到35CrNiMo鋼錠；2)鍛壓鋼錠經1250℃～1300℃均質化擴散退火20～30小時，然后采用2000t～3000t液壓機制坯，最后采用旋轉精鍛機鍛壓成型。本發明選用鋼種為改進型的35CrNiMo，該鋼種由于相對于4145H，提高淬透性的合金元素增加，強韌性、淬透性大為提高，為熱處理后綜合力學性能全面提高奠定了基礎。由于其獨特的選材及成型工藝，從而對于使鋼的塑韌性、疲勞壽命大為增加，調質后滿足了產品的力學性能要求。
文檔編號C22C38/44GK103243271SQ201310167070
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月9日 優先權日2013年5月9日
發明者雷丙旺, 胡永平, 趙永光, 周仲成, 李連貴, 李寶臣, 石寶鳳, 田君, 任勝利, 張義新, 王尚貴, 涂明金, 青格勒圖, 王云華, 侯彪正, 李金昆 申請人:內蒙古北方重工業集團有限公司