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石油钻杆的摩擦焊接和焊缝热处理工艺研究--第1页
５２ 宝 钢 技 术 ２００６年第１期
石油钻杆的摩擦焊接和焊缝热处理工艺研究
朱世忠
（宝钢分公司 钢管厂，上海 ２０１ ９００）
摘要：根据油田的使用经验，钻杆的失效主要体现在焊缝及内加厚过渡带两个部位 在提高焊缝的安全
性方面，目前国内外各大钻杆生产厂主要是通过摩擦焊接方法及适当的焊缝热处理３－艺来提高焊缝的安全
系数。根据石油钻杆摩擦焊接及焊缝处理技术发展现状，结合ＡＰＩ标准对石油钻杆焊缝力学性能的基本要
求，对照中国石油天然气的行业标准，对宝钢生产的石油钻杆进行了部分焊缝力学性能统计，分析了宝钢石油
钻杆的质量保证能力 为提高焊缝的安全系数， 提出石油钻杆的摩擦焊接及焊缝热处理工艺的实现方法，并
重点指出摩擦焊接与焊缝热处理３－艺实现中应注意的问题。
关键词：石油钻杆；摩擦焊接；热处理
中图分类号：ＴＧ４５６，９ 文献标识码：Ｂ 文章编号： １００８—０７１６（２００６）Ｏｌ一００５２一（１４
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｗｅｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｐｏｓｔ－Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｒｉ ｌｌ Ｐｉ ｐｅｓ
Ｚｈｕ Ｓｈｉｚｈｏｎｇ
（Ｓｔｅｅｌ Ｔｕｂｉｎｇ Ｐｌａｎｔ，Ｂａｏｓｔｅｅｌ Ｂｒａｎｃｈ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０ １ ９００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒ ｅ ｏｆ ｄｒｉｌｌ ｐｉｐｅｓ ｍａｉｎｌｙ ｏｃｃｕｒｓ ｉｎ ｗｅｌｄ ｓｅａｍｓ ｏｒ ｉｎｎｅｒ ｕｐｓｅｔ ｔｒａｎｓｉｔ ｉｏｖａｌ ｓｅｃｔｉｏｎｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ
ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｏｉｌ ｆｉｅｌ ｄｓ、Ｆｒｉ ｃｔ ｉｏｎ ｗｅｈｔｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒ ｐｏｓｔ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｗｅｌｄ ｓｅａｍｓ ａｒｅ ｃｏｎｌｍｏｎ
ｍｅｔ ｈｏｄｓ ｍａｉｎｌ ｙ ａｄｏｐｔｅｄ ｂｙ ｎｌａｊｏｒ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｏｖｅｒｓｅａｓ ｄｒｉｌｌ ｐｉｐｅ ｐｒｏｄｕｃｅｒ ｓ ｔｏ ｉｍｐｒ ｏｖｅ ｗｅｌｄ ｓｅａｎｌ’Ｓ ｓ＇，ｆｅｔ ｙ
Ｂａｏｓｔ ｅｅｌ’ ｑｕａｌｉｔｙ ｇｕａｒａｎｔｅｅｉｎｇ ａｂｉｌｉ ｔｙ ｆｏｒ ｄｒｉｌｌ ｐｉｐｅｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｎａ ｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｎｌｅｌ ｈ—
ｏｄｓ，ｉｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｆｕｎｄａｍｅｎｔ ａｌ ｒｅｑｕｉ ｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐＩ’ｏｐｅｒｔ ｉｅｓ ｏｆ ｄｒｉｌｌ ｐｉｐｅｓ ｂｙ ｔｈｅ ＡＰＩ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｂｙ
ｃｏｎｔ ｒａｓｔ ｗｉｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｔａｔｉ ｓｔｉ ｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉ ｅｓ ｏｆ ｄｒｉｌｌ
ｐｉ ｐｅｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ Ｂａｏｓｔｅｃｌ。Ｗａｙｓ ｏｆ ｒｅａｌｉｚｉ ｎｇ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ｈｅｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｗｉｔｈ ｆｏｃｕｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌ ｅｍｓ ｔｈａｔ
ｍｉｇｈｔ ｏｃｃｕｒ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｒｉｌｌ ｐｉｐｅ；ｆｒｉ ｃｔｉ ｏｎ ｗｅｈｔｉｎｇ；ｈｅａｔ ｔｒｅａｔ ｍｅｎｌ
０ 前言 石油钻杆工具接头与管体之间的对焊从早期
在油井管产品中，由于钻杆要直接承受钻井 的电弧焊、闪光对焊逐步发展到当今的连续驱动摩
作业过程中复杂的弯扭压拉组合载荷，其油田服 擦焊接及惯性摩擦焊接，钻杆对焊的生产效率越来
役的安全性显得至关重要。根据油田的使用经 越高，焊缝的质量也越来越好。目前，惯性摩擦焊
验，钻杆的失效主要体现在焊缝及内加厚过渡带 接方法最流行，也是最可靠的钻杆对焊方法。与其
两个部位。在提高焊缝的安令性方面，目前国内 他焊接方法相比，惯性摩擦焊接方法有如下优点：
外各大钻杆生产，一主要是通过摩擦焊接方法及适 （１）惯性摩擦焊接方法焊接速度快，焊接热
当的焊缝热处理ｒ艺来提高焊缝的安全系数。当 影响区窄，晶粒不容易长大； 普通弧焊方式则容易
然，摩擦焊接工艺的可靠性是至关重要的。钻杆 产牛宽大的热影响区及晶粒长大现象。
的生产流程见图１。 （２）惯性摩擦焊接方法基本上不会产生焊接
厌斑；闪光对焊方法较容易产生焊接灰斑而严重
１ 石油钻杆摩擦焊接及焊缝热处理技术发展现状 影响焊缝质量。
（３）惯性摩擦焊接过程中由于基本上不用刹
车，因此这种方法要比连续驱动摩擦焊接方法更
朱世忠工程师 １９７１年生１９９３年毕业于华Ｉ 理工大学 现
从事材料加工专、 电话 ２６６４５４９Ｉ 节约能量
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