本發(fā)明涉及金屬器材制作方法領(lǐng)域，具體涉及鋁合金石油鉆桿的制備方法。

背景技術(shù)：

鋁合金鉆桿分鋼接頭鋁合金鉆桿與全鋁合金鉆桿兩種，鋼接頭鋁合金鉆桿是通過鋼接頭與鋁合金鉆桿管體采用螺紋連接的方式進行連接，從而形成一根鉆桿單根。鋼接頭與鋁合金鉆桿管體是采用熱裝配工藝，即裝配時先把鋼接頭加熱一定的溫度，讓其有一定的膨脹，連接后接頭冷卻收縮，從而起到過盈配合的作用，以防止螺紋卸扣。全鋁合金鉆桿分成整體式鋁合金鉆桿和摩擦焊接式鋁合金鉆桿，國內(nèi)外現(xiàn)場使用的全鋁合金鉆桿均為整體式鋁合金鉆桿，摩擦焊接式鋁合金鉆桿僅限于專利文獻，沒有產(chǎn)品面市。

鋼接頭鋁合金鉆桿由于鋼接頭材料的非耐蝕性，不能滿足酸性油氣藏的勘探開發(fā)作業(yè)工況，同時，由于鋼接頭材料與管體鋁合金材料的性能差異很大，在使用過程中易在螺紋連接處發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

整體式全鋁合金鉆桿雖然耐蝕性較好，但接頭的結(jié)構(gòu)尺寸 ( 外徑和壁厚 ) 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于管體，整體擠壓成型工藝難，由于鉆桿接頭的整體成型工藝復(fù)雜，成本高，使得全鋁合金鉆桿的性價比降低。因而，目前通常采用鋼接頭鋁合金鉆桿，但鋼接頭鋁合金鉆桿存在耐蝕性較差、易發(fā)生電化學(xué)腐蝕和需要熱裝而帶來的裝配精度高的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題及不足，本發(fā)明提供了一種鋁合金石油鉆桿的制備方法，制作出的鉆桿強度高，連接部分的外緣結(jié)合部和內(nèi)緣結(jié)合部采用冷軋工藝軋制成型，經(jīng)過退火處理，集中應(yīng)力小，外緣結(jié)合部、內(nèi)緣結(jié)合部的長度占管材半成品總長度的 12％～ 15％之間，保證了結(jié)合部分的強度，相鄰的外緣結(jié)合部和內(nèi)緣結(jié)合部結(jié)合處的鎖孔采用配作鉆孔，安裝精度高，鋁合金縮管之間采用繩索相連，便于安裝連接。

為解決上述問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

鋁合金石油鉆桿的制備方法，鋁合金石油鉆桿為空心圓管，其特征在于按照如下步驟進行：

1）熔鑄：將溶融的鋁合金在模腔中澆鑄出實心鋁棒；

2）擠壓：將鋁棒在擠壓模中擠壓出空心的圓管 ；

3）拉伸：圓管在帶拉伸內(nèi)、外模具的拉伸機內(nèi)拉拔出來，在所述的拉伸內(nèi)模具外表面上設(shè)有若干條與軸向呈 0 度以上、45 度角以下的凹槽，在拉伸時拉伸內(nèi)模具轉(zhuǎn)動后在圓管內(nèi)壁形成若干條螺旋線狀的加強筋；

4）矯正：在矯正器中矯正管材的圓度和直度，以及消除其殘余應(yīng)力，從而制備得到管材半成品。

5）管材半成品的外緣結(jié)合部和內(nèi)緣結(jié)合部進行修整成形。

6）管材半成品的外緣結(jié)合部和內(nèi)緣結(jié)合部的相應(yīng)位置配作鉆鎖孔，在外緣結(jié)合部內(nèi)部安裝鎖珠，鎖珠上部安裝在鎖孔內(nèi)，鎖珠下部安裝有 V 型片或者彈性組件。

7）管材半成品經(jīng)壓彎機壓彎成每段展架外形的形狀，成為鋁合金縮管；

8）將各個鋁合金縮管通過一條貫穿的繩索連接在一起，繩索設(shè)于鋁合金管內(nèi)部。

所述熔鑄具體操作步驟如下：

1) 鑄錠：采用鋁合金為材料，將其融化后的熔體經(jīng)過除氣、除渣處理之后，鑄成鋁合金鑄錠，其中鑄錠加熱溫度為440℃ ；

2) 退火：對鑄錠進行退火處理，退火溫度400 度，退火時間50 分鐘；3) 擠壓：經(jīng)擠壓機擠壓成直徑一致的鋁合金實心鋁棒半成品；

本發(fā)明的優(yōu)化，根據(jù)上述所述的鋁合金石油鉆桿的制備方法，其特征為所述退火處理，退火溫度400度，退火時間50分鐘，退火后在不大于30℃／小時的速度冷卻到260℃后出爐空冷。

本發(fā)明的優(yōu)化，根據(jù)最上面所述的鋁合金石油鉆桿的制備方法，其特征為所述螺旋線狀加強筋的螺旋角大于0度，小于45度。

本發(fā)明的進一步優(yōu)化，根據(jù)上述所述的鋁合金石油鉆桿的制備方法，其特征為所述螺旋線狀加強筋的螺旋角在15～30度之間。

本發(fā)明的優(yōu)化，根據(jù)最上面所述的鋁合金石油鉆桿的制備方法，其特征為所述螺旋線狀加強筋有兩條或以上。

本發(fā)明的優(yōu)化，根據(jù)最上面所述的鋁合金石油鉆桿的制備方法，其特征為管材半成品經(jīng)伺服冷軋機冷軋對兩端的內(nèi)緣結(jié)合部和外緣結(jié)合部進行加工，形成所需要的形狀。

本發(fā)明的進一步優(yōu)化，根據(jù)上述所述的鋁合金石油鉆桿的制備方法，其特征為外緣結(jié)合部、內(nèi)緣結(jié)合部的長度占管材半成品總長度的12％～ 15％之間。

本發(fā)明的優(yōu)化，根據(jù)最上面所述的鋁合金石油鉆桿的制備方法，其特征為制得的管材半成品的外緣結(jié)合部和內(nèi)緣結(jié)合部的相應(yīng)位置配作鉆鎖孔，在外緣結(jié)合部內(nèi)部安裝鎖珠，鎖珠上部安裝在鎖孔內(nèi)，鎖珠下部安裝有 V 型片或者彈性組件。

本發(fā)明的優(yōu)化，根據(jù)最上面所述的鋁合金石油鉆桿的制備方法，其特征為鋁合金石油鉆桿由多組鋁合金縮管和外包裝幅面組成，所述的鋁合金縮管，一端為外緣結(jié)合部，外緣結(jié)合部上設(shè)有鎖孔，鎖孔內(nèi)設(shè)置有鎖珠，鎖珠下部安裝有 V 型片或者彈性組件，外緣結(jié)合部外徑小于鋁合金縮管上其它部分的外徑，另一端為內(nèi)緣結(jié)合部，內(nèi)緣結(jié)合部上與外緣結(jié)合部相應(yīng)的位置設(shè)有鎖孔，內(nèi)緣結(jié)合部內(nèi)徑與外緣結(jié)合部的外徑相匹配，所述外包裝幅面通過拉鏈或者鈕扣固定緊貼包裹于鋁合金縮管的外部。

本發(fā)明的優(yōu)化，根據(jù)最上面所述的鋁合金石油鉆桿的制備方法，其特征為所述鋁合金的材料由以下重量百分比的組分組成：Si ：0.2％，F(xiàn)e ：0.3％，Cu ：4.25％～ 4.3％，Mn ：0.3％～ 0.8％，Mg ：3.05％～ 3.1％，Ni ：0.05％，Zn ：0.1％，Ti ：0.1％，Al 及雜質(zhì)：余量。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明提供了一種鋁合金石油鉆桿的制備方法，制作出的鉆桿強度高，連接部分的外緣結(jié)合部和內(nèi)緣結(jié)合部采用冷軋工藝軋制成型，經(jīng)過退火處理，集中應(yīng)力小，外緣結(jié)合部、內(nèi)緣結(jié)合部的長度占管材半成品總長度的12％～15％之間，保證了結(jié)合部分的強度，相鄰的外緣結(jié)合部和內(nèi)緣結(jié)合部結(jié)合處的鎖孔采用配作鉆孔，安裝精度高，鋁合金縮管之間采用繩索相連，便于安裝連接。整個鉆桿在材質(zhì)上都是用耐腐蝕的鋁合金制成，解決了現(xiàn)有的鋼接頭鋁合金鉆桿不耐腐蝕的問題。本發(fā)明的螺紋連接式全鋁合金鉆桿由鋁合金鉆桿管體與鋁合金接頭通過螺紋連接方式連接而成，由于鋁合金鉆桿管體與鋁合金接頭均為鋁合金材料，二者之間裝配時，不需要鋼接頭加熱所需的相關(guān)設(shè)備和熱裝配時的專用工藝，裝配工藝更簡單。而本發(fā)明無需熱裝，在常溫下即可完成，對螺紋尺寸加工精度的要求相對較低。鋁合金鉆桿管體與鋁合金接頭均為鋁合金材料在解決了現(xiàn)有的鋼接頭鋁合金鉆桿不耐腐蝕的問題的同時還達(dá)到了無需熱裝、簡化工藝、提高裝配效率的效果。鋁合金管體與鋁合金接頭間的螺紋連接性能和鋁合金接頭間的螺紋連接性能的抗拉強度、抗扭強度和密封性能等均不低于鋼制接頭鋁合金鉆桿的性能，具有比鋼制接頭的鋁合金鉆桿耐腐蝕，比整體式全鋁合金鉆桿加工工藝簡單，成本低的優(yōu)勢，具有更高的性價比。

附圖說明

圖1為具體實施方式鋁合金縮管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為具體實施方式鋁合金縮管和繩索的連接方式結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記：外緣結(jié)合部-1、內(nèi)緣結(jié)合部-2、鎖孔-3、鎖珠-4、 V 型片或者彈性組件-5、鋁合金縮管-6、繩索-7。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，現(xiàn)結(jié)合具體實施例和附圖，對本發(fā)明進行進一步闡述。

如說明書附圖1和圖2所示：鋁合金石油鉆桿的制備方法，鋁合金石油鉆桿為空心圓管，其特征在于按照如下步驟進行：

1）熔鑄：將溶融的鋁合金在模腔中澆鑄出實心鋁棒；

2）擠壓：將鋁棒在擠壓模中擠壓出空心的圓管 ；

3）拉伸：圓管在帶拉伸內(nèi)、外模具的拉伸機內(nèi)拉拔出來，在所述的拉伸內(nèi)模具外表面上設(shè)有若干條與軸向呈0度以上、45度角以下的凹槽，在拉伸時拉伸內(nèi)模具轉(zhuǎn)動后在圓管內(nèi)壁形成若干條螺旋線狀的加強筋；

4）矯正：在矯正器中矯正管材的圓度和直度，以及消除其殘余應(yīng)力，從而制備得到管材半成品。

5）管材半成品的外緣結(jié)合部1和內(nèi)緣結(jié)合部2進行修整成形。

6）管材半成品的外緣結(jié)合部1和內(nèi)緣結(jié)合部2的相應(yīng)位置配作鉆鎖孔3，在外緣結(jié)合部1內(nèi)部安裝鎖珠4，鎖珠4上部安裝在鎖孔3內(nèi)，鎖珠4下部安裝有 V 型片或者彈性組件5。

7）管材半成品經(jīng)壓彎機壓彎成每段展架外形的形狀，成為鋁合金縮管6；

8）將各個鋁合金縮管6通過一條貫穿的繩索7連接在一起，繩索7設(shè)于鋁合金管內(nèi)部。

所述熔鑄具體操作步驟如下：

1)鑄錠：采用鋁合金為材料，將其融化后的熔體經(jīng)過除氣、除渣處理之后，鑄成鋁合金鑄錠，其中鑄錠加熱溫度為440℃ ；

2)退火：對鑄錠進行退火處理，退火溫度400度，退火時間50分鐘；3) 擠壓：經(jīng)擠壓機擠壓成直徑一致的鋁合金實心鋁棒半成品；

本發(fā)明的優(yōu)化，根據(jù)上述所述的鋁合金石油鉆桿的制備方法，其特征為所述退火處理，退火溫度400度，退火時間50分鐘，退火后在不大于30℃／小時的速度冷卻到260℃后出爐空冷。

所述螺旋線狀加強筋的螺旋角30度, 所述螺旋線狀加強筋有兩條。

管材半成品經(jīng)伺服冷軋機冷軋對兩端的內(nèi)緣結(jié)合部2和外緣結(jié)合部1進行加工，形成所需要的形狀。經(jīng)伺服冷軋機冷軋成中部為直徑 163毫米，厚度53 毫米的管材半成品之后，單端固定，通過伺服冷軋機將管材半成品一端軋制為外徑 170 毫米，厚度 49 毫米的外緣結(jié)合部1，外緣結(jié)合部1的長度為管材半成品總長度的 12％～ 15％之間；管材半成品的外緣結(jié)合部1單邊固定，通過伺服冷軋機將管材半成品的另一端軋制成內(nèi)徑為 170 毫米，厚度 49毫米的內(nèi)緣結(jié)合部2，內(nèi)緣結(jié)合部2的長度為管材半成品總長度的 12％～ 15％之間；

將所制得的管材半成品的外緣結(jié)合部1和內(nèi)緣結(jié)合部2的相應(yīng)位置配作鉆鎖孔，在外緣結(jié)合部1內(nèi)部安裝鎖珠4，鎖珠4上部安裝在鎖孔3內(nèi)，鎖珠4下部安裝有 V 型片或者彈性組件5。然后將制得的管材半成品經(jīng)壓彎機壓彎成步驟一中每段展架外形的形狀，成為鋁合金縮管6；將各個鋁合金縮管6通過一條貫穿的繩索7連接在一起，繩索7設(shè)于鋁合金管內(nèi)部。鋁合金縮管6彈珠固定展示架，由多組鋁合金縮管6組成，所述的鋁合金縮管6，一端為外緣結(jié)合部1，外緣結(jié)合部1上設(shè)有鎖孔3，鎖孔3內(nèi)設(shè)置有鎖珠4，鎖珠4下部安裝有 V 型片或者彈性組件5，外緣結(jié)合部1外徑小于鋁合金縮管6上其它部分的外徑，另一端為內(nèi)緣結(jié)合部2，內(nèi)緣結(jié)合部2上與外緣結(jié)合部1相應(yīng)的位置設(shè)有鎖孔3，內(nèi)緣結(jié)合部2內(nèi)徑與外緣結(jié)合部1的外徑相匹配。

所述的鋁合金材料由以下重量百分比的組分組成：Si ：0.2％，F(xiàn)e ：0.3％，Cu ：4.25％～ 4.3％，Mn ：0.3％～ 0.8％，Mg ：3.05％～ 3.1％，Ni ：0.05％，Zn ：0.1％，Ti ：0.1％，Al 及雜質(zhì)：余量。將鋁合金縮管6打開，外緣結(jié)合部1插入另一鋁合金縮管的內(nèi)緣結(jié)合部2，推壓將鎖珠4固定于鋁合金縮管6內(nèi)緣結(jié)合部2的鎖孔3內(nèi)，實現(xiàn)多個鋁合金縮管6的連接。所述的鋁合金縮管6，其形狀可根據(jù)需要設(shè)計成不同形狀，如直線形、弧形等。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中的描述僅為本發(fā)明的優(yōu)選例，本發(fā)明并不受上述優(yōu)選例的限制，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還可有各種變化和改進，這些變化和改進都落入本發(fā)明要求保護的范圍內(nèi)。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。