Los tubos de perforación son tuberías huecas de paredes gruesas que transmiten fluido de perforación y par a través del pozo hasta la broca de una plataforma de perforación. Los materiales comunes para los tubos de perforación incluyen acero al carbono, acero de aleación, etc. Sin embargo, debido a la limitación de la productividad, a menudo se encuentra segregación de bandas en los tubos de perforación durante la producción normal, lo que afecta gravemente la calidad y la vida útil de los tubos de perforación. El tratamiento térmico de los tubos de perforación puede resolver este problema y desempeñar un papel importante en la mejora de la calidad de los tubos de perforación. Entonces, ¿qué es el tratamiento térmico de los tubos de perforación?
Finalidad del tratamiento térmico de las tuberías de perforación
1. Mejorar la resistencia y la dureza: mediante un proceso de tratamiento térmico adecuado, se puede optimizar la estructura interna de la tubería de perforación, mejorando así su resistencia y dureza.
2. Mejorar la resistencia al desgaste: durante el proceso de perforación, la tubería de perforación rozará contra rocas, tierra y otros medios. Un buen tratamiento térmico puede formar una estructura resistente al desgaste en la superficie de la tubería de perforación, mejorar su dureza superficial, reducir la tasa de desgaste y reducir las fallas de la tubería de perforación causadas por el desgaste.
3. Eliminar la tensión residual: durante el proceso de fabricación de las tuberías de perforación, procesos como el forjado y el laminado generarán una tensión residual en el interior.
Procesos comunes de tratamiento térmico
Temple: Calentar la tubería de perforación por encima de la temperatura crítica, mantenerla caliente durante un cierto período de tiempo y luego colocarla rápidamente en un medio de temple (como agua, aceite, etc.) para enfriarla. El temple puede aumentar significativamente la dureza y la resistencia de la tubería de perforación, pero reducirá su tenacidad. Por lo tanto, para el proceso de temple de la tubería de perforación, es necesario controlar con precisión la temperatura de calentamiento, el tiempo de mantenimiento y la velocidad de enfriamiento para obtener una combinación adecuada entre dureza y tenacidad.
Revenido: generalmente se lleva a cabo después del temple, la tubería de perforación templada se calienta a un rango de temperatura por debajo de la temperatura crítica, se mantiene caliente durante un cierto período de tiempo y luego se enfría. La función principal del templado es eliminar la tensión interna causada por el temple, reducir la dureza, aumentar la tenacidad y mejorar las propiedades mecánicas integrales de la tubería de perforación.
Normalización: Calentar la tubería de perforación por encima de la temperatura crítica, mantenerla caliente durante un período de tiempo adecuado y luego enfriarla al aire. La normalización puede refinar los granos, mejorar la estructura interna de la tubería de perforación, aumentar su resistencia y tenacidad y eliminar los defectos causados por la forja, el laminado, etc.
Tratamiento de temple y revenido: es una combinación de temple y revenido a alta temperatura. La tubería de perforación primero se templa y luego se revende a alta temperatura, de modo que la tubería de perforación tenga buenas propiedades mecánicas integrales, tanto alta resistencia como buena tenacidad.
Puntos clave del control del proceso de tratamiento térmico
Temperatura y tiempo de calentamiento: controlar con precisión la temperatura y el tiempo de calentamiento es la clave para garantizar la calidad del tratamiento térmico. Si la temperatura es demasiado alta o el tiempo es demasiado largo, puede provocar que los granos de la tubería de perforación sean gruesos y reduzcan sus propiedades mecánicas; si la temperatura es demasiado baja o el tiempo es insuficiente, no se puede lograr el efecto de tratamiento térmico esperado.
Velocidad de enfriamiento: la velocidad de enfriamiento tiene una influencia importante en la estructura y el rendimiento de la tubería de perforación. Los diferentes procesos de tratamiento térmico requieren diferentes velocidades de enfriamiento. Por ejemplo, el temple requiere un enfriamiento rápido, mientras que el revenido y la normalización requieren velocidades de enfriamiento adecuadas.
Control de la atmósfera: durante el proceso de tratamiento térmico, la atmósfera en el horno de calentamiento también afecta la calidad de la tubería de perforación. Para evitar defectos como la oxidación y la descarburación en la superficie de la tubería de perforación, se puede utilizar un horno de calentamiento de atmósfera controlada, como la introducción de gases protectores como nitrógeno e hidrógeno en el horno, o el uso de un tratamiento térmico al vacío para garantizar la calidad de la superficie y el rendimiento de la tubería de perforación.
Inspección de calidad después del tratamiento térmico
1. Prueba de dureza: La prueba de dureza se puede utilizar para determinar si el efecto del tratamiento térmico de la tubería de perforación cumple con los requisitos. Realice pruebas de dureza en diferentes partes de la tubería de perforación para asegurarse de que la uniformidad de la dureza esté dentro del rango especificado.
2. Análisis metalográfico: Observe la estructura interna de la tubería de perforación a través de un microscopio metalográfico para analizar el tamaño del grano, la morfología y la distribución del tejido.
3. Prueba de propiedades mecánicas: La tubería de perforación después del tratamiento térmico se somete a una prueba de propiedades mecánicas, que incluye prueba de tracción, prueba de impacto, etc., para detectar si su resistencia, tenacidad y otros indicadores cumplen con los requisitos de uso.
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