Способ термической обработки бурильной трубы

СОК)З СОВРГСКИХСОЦИАЛ ИСГИч Е СКИХ 1754791 СГ 1 УБЛ И 55 С 08 ПРИ ГКНТ СССР ЕНИ ИЕИ 2 юро Ная "ГеоЛ. Стека ста- Металруироных геений. -БО об ност я наккр сни предем, что в рильнойзакалку ого охкраям ых уча- вательающих незакаГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТГТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Кидин И,И, Термическая обработли при индукционном нагреве, - М.:лургия, 1950, с, 181,190,Лачинян Л,А., Угаров С.А, Конствание, расчет и эксплуатация бурильологоразведочных труб и их соединМ,: Недра, 1975, с, 198,199,(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБУРИЛЬНОЙ ТРУБЫ Изобретение относится к технологииупрочнения бурового оборудования, преимущественно геолого-разведочного, и мо-.жет быть использовано при упрочнеяиибурильных труб,Известен способ термической обработки, заключающийся в местной поверхностной закалке стальных деталей на высокуютвердость на участке наибольшего износа,Указанный способ предназначен для повышения износостойкости,Однако местная закалка приводит)с "снижению предела выносливости из-за возникновения.у конца закаленной зоны оста- .точных растягивающих напряжений,Наиболее близким из известных к пред-ложенному является способ термическойобработки бурильной трубы, включающийповерхностную закалку ее центральной части путем непрерывно-последовательного(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к способам упрочнения бурового оборудования, и может быть использовано при упрочнении бурильных труб, Сущность способа заключается в том, что, при закалке наружной поверхности отдельного участка бурильной трубы непрерывно и последовательно проводят нагрев участков длиной не менее 0,5 диаметра трубы, непосредственно прймыкающих к закаливаемому участку. Такая обработка обеспечивает кратковременный отпуск концов закаливаемого участка и, как следствие этого, повышает пределвыносливостй бурильной трубы, 1 ил 1 табл. нагреваи спрейерного охлаждения сзованием по краям закаленной повернезакаленных участков,"Недостатком известного способается наличие опасных растягивающпряжений на участке, примыкающемзакаленной зоны, что способствуетнию предела выносливости. -Цель изобретения - повышениела выносливости,Указанная цель достигается теспособе термической обработки бутрубы, включающем поверхностнуюее центральной части путем непрерывследовательного нагрева и спрейернлаждения с образованием позакаленной поверхности незакаленнстков, проводят непрерывно-последоный нагрев непосредственно примыкк закаливаемой центральной частиливаемых участков длиной не менее 0,5 диаметра трубы,На чертеже представлена бурильная труба, обрабатываемая описываемым способомтермической обработки.Бурильная труба 1 включает центральную часть, подвергаемую поверхностной закалке путем нейрерывно-последовательногонагрева и сп рейерного охлаждения,.По краямзакаленной поверхности 2 образуются незакаленные участки 3, 4, которые нагревают надлине не менее 0,5 диамегра трубы 1.Согласно способу, бурильную трубу 1,изготовленную иэ стали 36 Г 2 С, длиной 4500мм, дйаметром 70 мм и толщиной 5 мм нагревают в горизонтальном положении с помощью лампового генератора частотой 6,кГц и мощностью 60 кВт. На расстоянии 200мм начинают непрерывно-последовательный нагрев незакаленного участка 3 без охлаждения на протяжении 70, мм, чтосоставляет длину, равную диаметру трубы,Тем .ературэ нэ наружной поверхности со-стэвляег 450-750 С э на внутренйей - соответственно 300 - 600 С. При дэльнейщемдвижении трубы 1 температуру поднимаютдо р 50 -900 С, включают охлаждение и нзчидают закалу центральной части на глубину2 мм. После включения охлаждения поверхность незакаленного участка 3 защищают отпопадания воды водяным экраном, струикоторого направлены против струй закалочного спрейера, В дальнейшем при движении трубы 1 и окончании закалки взакаленной зоне 5, граничной с незакаливаемым участком 3, этим же водяным экраномзащищают зону 5 от попадания в нее воды,При этом за счет тепла от участка 3 зона 5одновременно прогревается до 400 С ипроисходит ее кратковременный отпуск.В конце закаленной поверхности 2, составляющей 3950 мм, охлажденйе выключают и непрерывно-последовательнонагревают внешнюю поверхность незакаливаемого участка 4 до 450 - 750 С. За счеттепла от участка 4 прогревается грайичнаяс ним незакаливаемая зона 6 и происходитее кратковременный отпуск.Кратковременный отпуск участков 5 и 6способствует существенному снятию остаточных напряжений, а высокий нагрев участков 3 и 4 без подачи на них охлаждающейсреды также способствует снятиюв них растягивающих напряжений за счет пониженияи редела текучести.Таким образом, имеет место двойноевлияние на сниженйе рэстягивающйх наи ряжений на участках 3 и 4 как за счет высокого нагрева, так и отпуска мартенситаприлегающих зон 5 и 6, которые за счетобьемных изменений могут вызывать растя 5 гивающие напрякения на границе. Непрерывно-последовательный характер нагреваобеспечивает предохранение от образования трещин в граничных участках и зонах,так как создает условия дпя благоприятного10 распределения временных напряжений впроцессе закалки при наличии накопленного теплаИсследование обработанной описанным способом трубы показало отсутствие15 растягивающих остаточных напряжений созначениями, большими 1-2 кг/мм, что существенно меньше, чем в трубе, обработанной известным способом.,Длина незакаленных участков 3 и 4 со 20 ставляет не менее 0,5 диаметра трубы 1,Выбор такой длины обусловлен тем, что сизменением диаметра трубы изменяется иобьем металла, поэтому для того, чтобы созяат заданный запас тепла в гранич)м25 участке для проведения отпуска, нужно сувеличением диаметра трубы увеличитьдлину нагреваемога участка,В таблице приведены результаты исследования зависимости длины подогреваемо 30 го участка от предельногознакопеременного изгибающего момента,характеризующего предел выносливостибурильной трубы ф 70 ммна границе закаленной зоны и незэкаленных участков.35 Как следует из таблицы, минимальнаядлина незакаливаемого участка подогрева,при которой предельный момент соответствует поставленной цели, составляет 35 мм,т.е. 0,5 от диаметра трубы.40 Дальнейшее увеличение ее не влияет напредел выносливости,Формула изобретения45 Способ термической обработки бурильной трубы, включающий поверхностную закалку ее центральной части путем непрерывно-последовательного нагрева и спрейерного охлаждения с образованием 50 по краям закаленной поверхности незэкаленныхучастков,отличающийся тем, что, с целью повышения предела выносливости, проводят непрерывно-последовательный нагрев непосредственно 55 прилегающих к закаливаемой центральнойчасти незакаливаемых участков длиной неменее 0,5 диаметра трубы,1754791 Составитель В.ЧерногрицкийРедактор А.Миковская - . Гехред М,Моргентал Корректор А.ОсауленкоНТ СССР д, ул.Гагарина, 101 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г аказ 2870 ВНИИПИ Госуда Подписноепо изобретениям и открытиям при ГЖ, Раушская наб;, 4/5 Тиражвенного комите113035. Москва,