石油鉆桿由管體和接頭兩部分焊接而成。鉆桿是石油開采的重要零部件，通常采用5in（127mm)鉆桿經(jīng)摩擦對焊而成，其材料為35CrMo、40CrMo、40Mn2Mo或40CrNiMo鋼。在鉆井過程中，鉆桿承受拉壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)和沖擊等多種應(yīng)力，拉壓應(yīng)力最大，如5000m油井上面鉆桿承受拉力為12xl04N (不考慮泥漿浮力)。因此，一些鉆桿因強度不足在焊縫或熱影響區(qū)附近發(fā)生斷裂。另一方面，鉆桿也會因彎曲應(yīng)力過大出現(xiàn)變形開裂，同時，鉆桿疲勞破壞也是其主要失效形式之一。在鉆桿修復(fù)中，由于焊接時溫度約為1300℃和工件自冷作用，焊縫區(qū)域產(chǎn)生高硬度粗晶脆性區(qū)，其強韌性很差，焊后必須進行消除焊后殘留應(yīng)力等熱處理。

鉆桿井下運行中，整體處于柔性狀態(tài)。由于工作溫度較高，一般要求焊縫區(qū)域沖擊吸收功>15J時，可滿足使用要求。鉆桿試驗工藝采用35Mn2Mo鋼試件，加熱溫度為940℃，冷卻速度為5-14℃/s，得到馬氏體和板條貝氏體混合組織；然后經(jīng)(500-600)℃x3min回火，可獲得高強度、塑性和斷裂韌度性能，裂紋擴展速率明顯下降，工作壽命延長。試驗采用中頻感應(yīng)退火設(shè)備進行淬火+回火，對管體內(nèi)外壁同時噴霧淬火冷卻。試驗中，調(diào)節(jié)空氣和水的比例，可得到不同的冷卻速度。淬火、回火用同一個感應(yīng)器，尺寸為直徑190mmx22mm。為防止熱影響區(qū)的不良影響，應(yīng)盡量減少加熱帶寬度。試驗表明，加熱溫度<1000℃時，溫差<25℃，這對快速加熱來說是可以的。

鉆桿焊縫區(qū)修復(fù)熱處理工藝改進措施如下：

(1)鉆桿焊接后，焊縫區(qū)存在相當(dāng)大的內(nèi)應(yīng)力，該區(qū)域硬度高，組織粗大脆化，為了防止淬火開裂，焊后必須進行一次去應(yīng)力退火，溫度以600-650℃較好。焊縫淬火時，為防止出現(xiàn)裂紋，終冷溫度應(yīng)高于10O℃。

(2)鉆桿修復(fù)采用中頻感應(yīng)退火設(shè)備進行淬火、回火處理，中頻頻率為lOOOHz。試驗表明，中頻感應(yīng)器設(shè)計合理，噴霧淬火冷卻優(yōu)良，硬度分布均勻且硬度合格，滿足技術(shù)條件要求。

鉆桿焊縫區(qū)修復(fù)熱處理后，各項力學(xué)性能符合技術(shù)條件要求。

本文簡單介紹了石油鉆桿對焊修復(fù)焊縫區(qū)的改進熱處理工藝，許多廠家采用上述工藝對石油鉆桿對焊修復(fù)焊縫區(qū)進行熱處理，生產(chǎn)出來的工件質(zhì)量良好，滿足了工作需要。