Способ непрерывно-последовательной индукционной обработки бурильной трубы Советский патент 1992 года по МПК C21D9/08 C21D1/10 

Изобретение относится к области технологии упрочнения бурового оборудования и может быть использовано при упрочнении бурильных труб как геологоразведочного, так и нефтяного сортамента.

Известен способ термической обработки бурильной трубы, при котором проводят непрерывно-последовательную закалку и последующий высокотемпературный отпуск наружной поверхности труб с одновременным охлаждением изделия изнутри.

Недостатком известного способа является то, что этим способом упрочняется только внутренняя поверхность, а наружная, которая непосредственно контактирует со стенкой скважины, подвергается закалке и отпуску. Повышение предела выносливости, имеющееся в этом случае будет незначительным.

Наиболее близким из известных к предложенному является способ непрерывно- последовательной индукционной обработки бурильной трубы, включающий объемную и поверхностную закалки.

В этом известном способе по всей длине трубы осуществляют поверхностную закалку, затем поверхностный отпуск

закаленного слоя и объемное улучшение концов труб. При повышении твердости наружной поверхности трубы сердцевина ее остается по-прежнему непрочной.

Вследствие этого износостойкость трубы с учетом ее интенсивного абразивного износа в условиях трения о стенки скважины недостаточна.

Цель изобретения - повышение износостойкости и предела выносливости.

Поставленная цель достигается тем, что в способе непрерывно-последовательной индукционной обработки бурильной трубы, включающем объемную и поверхностную закалку, поверхностную закалку выполняют после объемной на глубину, равную 18-60% от толщины стенки трубы.

При объемной закалке по всему сечению трубы образуется структура мартенсита с твердостью не менее 50 HRC3. В процессе последующей поверхностной закалки до закалочной температуры нагреваются только поверхностные слои заданной глубины, а лежащие ниже холодной сердцевины отпускаются за счет теплопроводности от нагретых поверхностных слоев. Таким образом, при последующей поверх(Л

С

4 О

N О

ъ

ностной закалке одновременно с образованием закаленного слоя заданной глубины обеспечивается высокий отпуск нижележащих слоев с образованием структуры сорбита отпуска с твердостью 26-34 HRC3.

На чертеже изображена схематически бурильная труба, подвергаемая обработке.

Бурильную трубу 1, изготовленную по ГОСТ 7909-56 из стали 36Г2С длиной 4500 мм, диаметром 50 мм и толщиной стенки 5,5 мм, перемещают с вращением в горизонтальном положении через последовательно установленные индуктор 2, спрейер 3, индуктор 4, спрейер 5.

Конструкция индуктора (ширина и внутренний диаметр), расстояние между ним и спрейером, подводимая мощность и скорость перемещения выбраны таким образом, что при постоянной скорости перемещения трубы вначале индуктор 2 прогревает насквозь до закалочной температуры (880- 930°С) ее стенку и с помощью спрейера 3

осуществляется объемная закалка. Затем эта закаленная часть трубы поступает в индуктор 4 и спрейер 5, с помощью которых осуществляется поверхностная закалка.

При этом за счет теплоотвода от нагретой под закалку поверхности происходит отпуск ранее закаленных слоев.

Для металлографических исследований по данной технологии была проведена закалка ряда образцов указанных труб на различную глубину.

Результаты приведены в таблице. Формула изобретения Способ непрерывно-последовательной

индукционной обработки бурильной трубы, включающий объемную и поверхностную закалку, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости и предела выносливости, поверхностную закалку

выполняют после объемной закалки на глубину, равную 18-60% толщины стенки трубы.

Использование: при упрочнении бурильных труб геологоразведочного и нефтяного сортаментов. Сущность изобретения: бурильную трубу после обьемной закалки подвергают поверхностной закалке на глубину 18-60% от толщины стенки трубы. 1 ил.

1/5

Р& пр&Јлен уе ледемещенир iтр&сГб/

l- cp/ aSJ33ЈaMHafa Ifffe-HUffa-.j,- --.-««

Cfr.Krny .а Ј&&€& №(-

{Перлит)(Р fof&f am/ryvcj

УеччшгчнаЯ

-- - ъеЈмаЗ-

3- А

, г iL O , EZL

S

см

i

,- - - ;. „„

L-Jm™ -

(мартен cumJ

aS&oz oc aa