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(fā)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(xué)性能，可滿足日益發(fā)展的鉆進(jìn)技術(shù)對(duì)天井鉆桿提出的大扭矩、高耐磨性的技術(shù)要求。本發(fā)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(fā)生彎曲、斷裂，提高了鉆桿的使用壽命，提高了采礦企業(yè)的生產(chǎn)效率。本發(fā)明的天井鉆桿一端采用三頭外錐螺紋，另一端為三頭內(nèi)錐螺紋，靠近外螺紋處設(shè)置兩個(gè)四方形上扣卡槽，可以保證鉆桿認(rèn)扣準(zhǔn)確、迅速，旋合圈數(shù)少；安裝和拆卸的快速，準(zhǔn)確，提高效率。在強(qiáng)度允許范圍內(nèi)可連接若干個(gè)鉆桿組件達(dá)到所需長(zhǎng)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界采礦向深部發(fā)展，原來的掘進(jìn)方式已不能適應(yīng)現(xiàn)有發(fā)展要求。地下礦山用的鉆進(jìn)法，在各種用途的天井掘進(jìn)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(jìn)堅(jiān)硬巖石制造了大扭矩大推拉力的天井鉆機(jī)，天井鉆機(jī)功率已由75 kW發(fā)展到750 kW，擴(kuò)孔孔徑可達(dá)7.1 m，鉆孔深度達(dá)到1500 m。由于深礦藏的巖層堅(jiān)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(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)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(fā)展的鉆進(jìn)技術(shù)對(duì)天井鉆桿提出的大扭矩、高耐磨性的技術(shù)要求。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)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(dá)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(shí)后，淬火；再經(jīng)600~660°C回火達(dá)到如下綜合力學(xué)性能:抗拉強(qiáng)度≥1033Mpa、屈服強(qiáng)度≥964 Mpa、伸長(zhǎng)率≥15%、斷面收縮率≥45%、沖擊功≥90J、整體硬度值達(dá)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(shè)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(shè)有與其它鉆桿連接用的內(nèi)螺紋，與內(nèi)螺紋相對(duì)的另一端桿體上設(shè)有與其它鉆桿連接用的外螺紋，桿體中部設(shè)有上扣用的卡槽。
[0008]前述天井鉆桿中，所述內(nèi)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(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)鉆桿的綜合力學(xué)性能:抗拉強(qiáng)度> 930Mpa、屈服強(qiáng)度≥689 Mpa、伸長(zhǎng)率≥13%、斷面收縮率≥45%、沖擊功≥54 J、整體硬度值285~341HB ;相對(duì)于原有材料，本發(fā)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(xué)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(fā)生彎曲、斷裂，提高了天井鉆桿的使用壽命，提高了采礦企業(yè)的生產(chǎn)效率?？估瓘?qiáng)度≥1033Mpa、屈服強(qiáng)度≥964 Mpa、伸長(zhǎng)率≥15%、斷面收縮率≥45%、沖擊功^ 90J、整體硬度值達(dá)到330~364HB ;可滿足日益發(fā)展的鉆進(jìn)技術(shù)對(duì)天井鉆桿提出的大扭矩、高耐磨性的技術(shù)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(shí)不會(huì)產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象。硬度及強(qiáng)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(fā)明的天井鉆桿一端采用三頭外錐螺紋，另一端為三頭內(nèi)錐螺紋，靠近外螺紋處設(shè)置兩個(gè)四方形上扣卡槽，可以保證天井鉆桿認(rèn)扣準(zhǔn)確、迅速，旋合圈數(shù)少；安裝和拆卸的快速，準(zhǔn)確，提高效率。在強(qiáng)度允許范圍內(nèi)可連接若干個(gè)鉆桿組件達(dá)到所需長(zhǎng)度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中的標(biāo)記為:1-桿體、2-水眼孔、3-內(nèi)螺紋、4-外螺紋、5-卡槽。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對(duì)本發(fā)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(dá)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(shí)后，淬火；再經(jīng)600~660°C回火達(dá)到如下綜合力學(xué)性能:抗拉強(qiáng)度> 1033Mpa、屈服強(qiáng)度> 964 Mpa、伸長(zhǎng)率> 15%、斷面收縮率≤45%、沖擊功≤90 J、整體硬度值達(dá)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(shè)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(shè)有與其它鉆桿連接用的內(nèi)螺紋3，與內(nèi)螺紋3相對(duì)的另一端桿體I上設(shè)有與其它鉆桿連接用的外螺紋4，桿體I中部設(shè)有上扣用的卡槽
5。內(nèi)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(nèi)錐連接螺紋可以保證天井鉆桿認(rèn)扣準(zhǔn)確、迅速，旋合圈數(shù)少；安裝和拆卸的快速，準(zhǔn)確，提高效率。在強(qiáng)度允許范圍內(nèi)若干個(gè)鉆桿組件連接，可連接到所需長(zhǎng)度。卡槽5為四方卡槽?？ú塾糜谕ㄟ^工具旋轉(zhuǎn)鉆桿，便于與其它鉆桿進(jìn)行連接。
【權(quán)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(dá)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(shí)后，淬火；再經(jīng)600~660°C回火達(dá)到如下綜合力學(xué)性能:抗拉強(qiáng)度≤1033Mpa、屈服強(qiáng)度≤964 Mpa、伸長(zhǎng)率≤15%、斷面收縮率≤45%、沖擊功≤90 J、整體硬度值達(dá)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(quán)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(shè)有水眼孔(2)，桿體(1)的有效壁厚為45_50mm。
3.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求2所述天井鉆桿，其特征在于:所述水眼孔(2)—端設(shè)有與其它鉆桿連接用的內(nèi)螺紋(3)，與內(nèi)螺紋(3)相對(duì)的另一端桿體(1)上設(shè)有與其它鉆桿連接用的外螺紋(4)，桿體(1)中部設(shè)有上扣用的卡槽(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述天井鉆桿，其特征在于:所述內(nèi)螺紋(3)和外螺紋(4)均為三頭錐螺紋。
6.根據(jù)權(quán)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(hào)】C21D9/08GK103789523SQ201210489852
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月27日
【發(fā)明者】黃保黔, 胡衛(wèi)宇, 陳文平, 蘭鍵, 鄭波強(qiáng), 洪德強(qiáng), 張發(fā)貴, 任杰, 李匯平 申請(qǐng)人:貴州高峰石油機(jī)械股份有限公司