專利名稱：地質(zhì)鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在地質(zhì)勘探中鉆探用的工具。
目前，在地質(zhì)勘探中普遍使用普通鋼空心整體地質(zhì)鉆桿，這種鉆桿的兩個(gè)螺紋接頭部分通常是在鉆桿管體兩頭采用鐓鍛成型。鐓鍛成型過程中地質(zhì)鉆桿頭部要局部加熱到1,100℃以上，在地質(zhì)鉆桿的頭部附近形成較寬的熱影響區(qū)，使得地質(zhì)鉆桿的疲勞強(qiáng)度降低，地質(zhì)鉆桿在服役中容易在此區(qū)發(fā)生斷裂；其次，由于整體鉆桿的接頭與管體是同一種材料，接頭部分錐形螺紋的壁部比管體的壁部薄，在螺紋接頭處形成一個(gè)受力的弱區(qū)，也是地質(zhì)鉆桿在使用中造成失效斷裂的原因之一；第三，鐓鍛成型過程需要加熱，能源消耗大；第四，工作人員勞動(dòng)條件差、環(huán)境污染較嚴(yán)重。
本發(fā)明的目的在于提供一種地質(zhì)鉆桿。這種利用摩擦焊接技術(shù)將等外徑、不同材質(zhì)的兩個(gè)接頭與管體焊接在一起的地質(zhì)鉆桿，可改善接頭的強(qiáng)度和焊接區(qū)的綜合力學(xué)性能，能有效的提高地質(zhì)鉆桿的疲勞壽命。
一種地質(zhì)鉆桿，其特征在于由陰接頭1、管體3和陽接頭4組成，陰接頭1和陽接頭4先按要求加工好所需的形狀，再進(jìn)行熱處理，管體3也經(jīng)過熱處理，然后，利用摩擦焊機(jī)按陰接頭1、管體3、陽接頭4的順序焊接在一起，焊接后將飛邊車去，再經(jīng)過去應(yīng)力回火熱處理。所說的陰接頭1、管體3、陽接頭4是等外徑結(jié)構(gòu)，可形成不同外徑的系列產(chǎn)品。接頭與管體是采用不同的材料，管體采用G105低合金高強(qiáng)鉆桿鋼，陽接頭和陰接頭采用40CrNiMo合金結(jié)構(gòu)鋼；或管體采用45號(hào)鋼，陽接頭和陰接頭采用40Cr合金結(jié)構(gòu)鋼。兩螺紋接頭處的強(qiáng)度高于管體的強(qiáng)度。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于焊前對(duì)兩個(gè)螺紋接頭和管體分別進(jìn)行粗加工和熱處理，焊后只需要進(jìn)行去應(yīng)力回火熱處理，不再進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，因而不存在局部熱影響區(qū)，提高了螺紋接頭的強(qiáng)度和焊接區(qū)的綜合力學(xué)性能；兩螺紋接頭和管體是等外徑結(jié)構(gòu)，管體兩端不再進(jìn)行鐓鍛，不存在鍛造熱影響區(qū)，提高了地質(zhì)鉆桿的疲勞壽命；接頭與是采用不同的材料，使接頭雖然經(jīng)過加工，但強(qiáng)度不低于管體。
附圖
為這種地質(zhì)鉆桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
1-陰接頭2-焊縫3-管體4-陽接頭實(shí)施例目前地質(zhì)勘探中普遍使用的地質(zhì)鉆桿是普通鋼空心整體結(jié)構(gòu)，整個(gè)地質(zhì)鉆桿是同一種材料。這種地質(zhì)鉆桿的兩個(gè)螺紋接頭部分通常是在鉆桿管體兩頭采用鐓鍛成型。鐓鍛成型的缺點(diǎn)是在鐓鍛過程中地質(zhì)鉆桿頭部要局部加熱到1,100℃以上，在地質(zhì)鉆桿的頭部附近形成較寬的熱影響區(qū)，使得地質(zhì)鉆桿的疲勞強(qiáng)度降低，地質(zhì)鉆桿在服役中容易在此區(qū)發(fā)生斷裂；其次，由于整個(gè)地質(zhì)鉆桿用同一種材料加工制成，兩個(gè)螺紋接頭部分的壁部比管體的壁部薄，在螺紋接頭處形成一個(gè)受力的弱區(qū)，也是地質(zhì)鉆桿在使用中造成失效斷裂的原因之一；第三，鐓鍛成型過程需要加熱，能源消耗大。本發(fā)明地質(zhì)鉆桿采用摩擦焊接技術(shù)，將等外徑、不同材料的陰接頭1、陽接頭4和管體3經(jīng)過粗加工，再進(jìn)行熱處理后焊在一起，焊接好后將飛邊車去，再經(jīng)過去應(yīng)力回火熱處理并對(duì)焊縫進(jìn)行無損探傷。這種地質(zhì)鉆桿的陰接頭1和陽接頭4采用40CrNiMo合金結(jié)構(gòu)鋼或40Cr合金結(jié)構(gòu)鋼，管體3采用G105低合金高強(qiáng)鉆桿鋼或45號(hào)鋼。這樣，可以提高兩螺紋接頭的強(qiáng)度，使得螺紋接頭的壁厚雖然比管體薄，但是強(qiáng)度與管體等同。
權(quán)利要求
1.一種地質(zhì)鉆桿，其特征在于由陰接頭(1)，管體(3)和陽接頭(4)三部分組成。
2.如權(quán)利要求1所述的地質(zhì)鉆桿，其特征在于陰接頭(1)、陽接頭(4)與管體(3)是等外徑結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的地質(zhì)鉆桿，其特征在于接頭和管體采用不同的材料，陰接頭(1)和陽接頭(4)采用的材料比管體(3)采用的材料強(qiáng)度高。
4.如權(quán)利要求1所述的地質(zhì)鉆桿的加工方法，其特征在于陰接頭(1)，管體(3)和陽接頭(4)用摩擦焊機(jī)順序焊接而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地質(zhì)鉆探工具。這種利用摩擦焊接技術(shù)加工的地質(zhì)鉆桿,由陰接頭1,管體3和陽接頭4順序焊接而成。所說的陰接頭1,管體3和陽接頭4是等外徑結(jié)構(gòu);接頭和管體采用不同的材料,陰接頭(1)和陽接頭(4)采用的材料比管體(3)采用的材料強(qiáng)度高。解決了普通鋼空心整體地質(zhì)鉆桿疲勞強(qiáng)度低,在服役中容易斷裂的問題,而且加工工藝簡單,能耗少,生產(chǎn)成本低,能有效的提高地質(zhì)鉆桿的疲勞壽命。
文檔編號(hào)E21B17/00GK1357676SQ0013498
公開日2002年7月10日 申請日期2000年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月25日
發(fā)明者杜隨更, 王忠平, 劉小文, 鄢君輝, 傅莉, 唐才榮, 崔玉泉 申請人:西北工業(yè)大學(xué)