重型钻管

本发明主要涉及用于在腐蚀环境下钻削大角度或水平井孔而特 殊处理的重型钻管。特别是，本发明涉及到热处理的钻管，其具有每 英尺重量为钻卡和钻管之每英尺重量的中间值，结合了该中间重量管 的一个或两个(钻管)以组成钻具组。

钻卡在壁厚近似2″范围内是很硬的以至大多数弯曲发生在连接 处。因此，疲劳断裂发生在钻卡连接处。钻管为薄壁且壁厚近似3/8″ 以至大多数弯曲发生在管上而不在连接上。这样疲劳断裂发生在管子 靠近镦粗或保护结构之外的减弱部分处。中间重量钻具构件通常涉及 “重型”钻管以区别规则的钻管和钻卡，并且有近似1″壁厚以导致一 处于钻卡和钻管之间的硬度从而产生钻卡和钻管共有的特征，在连接 中发生某些弯曲进而产生一疲劳断裂，但程度不如钻卡连接处。

在过去，标准的重型(厚壁)钻管在无腐蚀环境的垂直或近似垂 直的井孔中已经工作的很好，但在有腐蚀环境的水平钻孔中很少成 功。

重型钻管被用作重型钻卡和相对轻的钻管之间的转换管以阻止 达到钻管的振动载荷和弯曲应力。当重型钻管不被使用时，在钻卡顶 部附近的钻管能承受剧烈的疲劳损坏和破坏。

在水平钻孔时，重型钻管被压缩运转以将重量施加到钻头上。当 孔稍微被逐渐地钻切时，重型钻管承受相当小的弯曲应力。然而，现 在由于孔被以每100英尺15至25度替代每100英尺3度来钻切，故基本 上弯曲应力施加到重型钻管上。该管当处于压缩时也被压靠在孔的侧 壁上且要承受不同的压力粘接作用。

此外，由于更多的腐蚀钻井流体，包括低-ph值，低固相盐水和 聚合物泥浆使用的增加，以及增加的氢硫化物和二氧化碳，重型钻管 的应力腐蚀破坏的故障则正在增加。

标准的重型钻管由混有大晶粒之显微结构的并已经规格化的 AISI1340碳钢制造，结果产生55,000psi的最小张力屈服强度和近似 15(ft.-1bs)(英尺磅)的纸冲击强度。这是一种在硫化氢环境中的 柔性好材料，但是由于大晶粒尺寸和低冲击强度使显微结构不很耐疲 劳。因此，该显微结构是不耐应力腐蚀破坏和氢脆性的。

标准的重型钻管钻具接头由修订标准的AISI4145之钻卡材料制 造而且被液体淬火和加热回火到在302和341之间的高布氏硬度。标准 的重型钻管钻具接头之最小的张力屈服强度近似110,000psi和近似 50英尺磅(ft.-1bs)的冲击应力。虽然这个高硬度标准的重型钻管钻 具接头对于硫化氢环境的应用不是较佳的，由于与管子相比该接头的 应力是低的，故该接头不像管子那样关键。然而，在管子上增加的弯 曲应力则直接涉及到标准的重型钻管钻具接头中的硬度。

虽然常规的标准的重型钻管通过组合一定的结构特征来减少使 用在常规的或偏移的井孔中的钻具组件上的损坏，应力和磨损，但这 些特性对于在腐蚀环境中的大角度和水平孔中使用是不合适的。例 如，现有技术中Chance等人的美国专利3,773,359号和Hill等人的 美国专利4,811,800号。使用了带有镦粗或保护结构的标准的重型 钻管，即，镦粗的表面螺旋化和/或保护结构的外表面有硬条纹，这 种集合对于有腐蚀环境的大角度或水平井孔是不适合的。因此，对于 重型钻管在腐蚀环境的大角度或水平井孔中有减少损坏的特殊需 要。

因此，本发明的基本目的是提供一种在有腐蚀的环境的大角度或 水平井孔中使用的重型钻管件。

本发明的一个目的是提供一种被特殊处理的重型钻管件以获得 材料性质的均匀组合，其包括改进的用于抵抗在腐蚀环境的偏离井孔 中遇到的腐蚀破坏和氢脆性损坏，弯曲应力和振动载荷的布氏硬度， 屈服强度和冲击强度等性质。

本发明的又一个目的是提供一种带有管状体的重型钻管件，其中 至少基本上整个管体具有用于改善对应力腐蚀破坏和氢脆性抵抗能 力的大约217-241的布氏硬度，用于改善对弯曲应力抵抗能力的大约 90,000psi-大约105,000psi的屈服强度和用于改善对振动载荷抵抗 能力的至少大约100英尺磅的冲击应力。

本发明的再一个目的是提供一种在所述管体的第一和第二末端 带有第一和第二钻管接头的重型钻管件，其中至少基本上整个第一和 第二钻管接头具有用于改善对应力腐蚀破坏和氢脆性抵抗能力的大 约248-约269的布氏硬度，和用于改善对弯曲应力抵抗能力的大约 100,000psi-大约115,000psi的屈服强度和用于改善对振动载荷抵 抗能力的至少大约65英尺磅的冲击应力。

本发明的还一个目的是提供一种生产重型钻管件的方法，该方法 通过预热一长管件到大约1625°F到1675F°。然后液体淬火该预热的管 件大约10至20分钟，最后回火该淬火管件到大约1360°F到1410F°约20 至40分钟以获得基本贯穿整个管件的大约217-约241的布氏硬度，大 约90,000psi-大约105,000psi的屈服强度和至少大约100英尺磅的 冲击应力。

本发明的再一个目的是提供一种生产带有连接于管件的第一和 第二末端的第一和第二钻管接头的重型钻管件的方法，该方法通过预 热第一和第二钻管接头到大约1695°F到1745F°。然后液体淬火该预热 的第一和第二钻管接头大约10至20分钟，最后回火该淬火的第一和第 二钻管接头到大约1270°F到1333F°约30至45分钟以获得基本贯穿整 个被连接于管件的第一和第二末端的第一和第二钻管接头的大约 248-269的布氏硬度，大约100,000psi-大约115,000psi的屈服强度 和至少大约65英尺磅的冲击应力。

本发明的一个优点是提供带有连接于管件的第一和第二末端的 第一和第二钻管接头的重型钻管件，其中第一钻管接头包括一有外螺 纹的销件和第二钻管接头包括一有内螺纹的箱件用于以螺纹连接各 自的重型钻管件。

本发明的另一个优点是提供带有连接于管件的第一和第二末端 的第一和第二钻管接头的重型钻管件，其中至少第一和第二钻管接头 之一包括一带有轴向延伸的内径孔的内螺纹箱，该内径沿从内螺纹到 相邻于管件的第一和第二末端至少之一的纵轴基本是恒定的以用于 减少疲劳和硬度。

本发明的一个特征是沿钻管的纵轴提供带有一个或多个相隔的 保护部分的重型钻管件当处于压缩时去啮合井孔的壁和通过限制钻 管可能的弯曲量限制钻管的弯曲应力。

本发明的另一个特征是沿钻管的纵轴提供带有一个或多个相隔 的保护部分的重型钻管件，其中每个相隔的保护部分包括一个在其外 周表面上的螺旋槽以减少重型钻管件在井孔里的压差和粘卡。

本发明的再一个特征是沿钻管的纵轴提供带有一个或多个相隔 的保护部分和在管件的第一和第二末端的第一和第二钻管接头的重 型钻管件其中一个或多个相隔的保扩部分和第一和第二钻管接头为 了减少磨损是正面硬化或有条纹的。

本发明的重型钻管件能用于有腐蚀环境的偏离井孔。该重型钻管 件包括有贯穿的纵向孔的管体，第一和第二末端。管体被特殊处理以 便基本上整个管体有用于对应力腐蚀破坏和氢脆性抵抗力改善的大 约217-约241的布氏硬度，用于对弯曲应力抵抗力改善的大约90, 000psi-大约105,000psi的屈服强度和用于对振动载荷抵抗力改善的 在环境温度下单梁V型冲击试验测得的至少大约100英尺磅的冲击应 力。在另一个实施例中，至少基本上整个管体有大约223-约235的布 氏硬度，大约95,000psi-大约100,000psi的屈服强度和至少大约100 英尺磅的冲击应力。在较佳实施例中，至少基本上整个管体有大约229 的布氏硬度，大约95,000psi的屈服强度和至少大约100英尺磅的冲 击应力。

第一和第二钻管接头被连接于管件的第一和第二末端，其中至少 基本上整个第一和第二钻管接头被特殊处理以获得有用于对应力腐 蚀破坏和氢脆性抵抗力改善的大约248-269的布氏硬度，用于对弯曲 应力抵抗力改善的大约100,000psi-大约115,000psi的屈服强度和 用于对振动载荷抵抗力改善的在环境温度下单梁V型冲击试验测得的 至少大约65英尺磅的冲击应力。第一和第二钻管接头的每一个有开口 的末端和与管体的纵孔相连通的纵孔。在另一个实施例中，至少基本 上整个第一和第二钻管接头有大约254-约263的布氏硬度，大约105, 000psi-大约110,000psi的屈服强度和至少大约65英尺磅的冲击应 力。在较佳实施例中，至少基本上整个第一和第二钻管接头有大约258 的布氏硬度，大约105,000psi的屈服强度和至少大约65英尺磅的冲 击应力。

第一钻管接头最好包括临近开口末端的外螺纹销用于螺纹连接 重型钻管件，该第二钻管接头最好包括临近开口末端的内螺纹箱件用 于螺纹连接另一个重型钻管件。这样多个重型钻管件可被连接起来形 成所期望的长的有前述材料性质的连续的钻具组。内螺纹箱有轴向延 伸的内径孔，该内径沿从内螺纹到相邻于管件的第二末端的纵轴基本 是恒定的用于减少重型钻管件的疲劳破坏。

一个或多个镦粗或保护部分可沿管体的纵轴设置，其每个之外径 比管体的外径大但不大于第一和第二钻管接头之每个的外径用于当 重型钻管在偏离的井孔中运行时限制弯曲应力。一个或多个镦粗或保 护部分也可以包括一个在其外周表面上的螺旋槽以减少重型钻管件 在井孔里运转时的压差和粘卡。在另一个实施例中，第一和第二钻管 接头和至少一个或多个镦粗或保护部分围绕其外周表面基本是条纹 硬化的用于当镦粗和第一和第二钻具接头接触偏离的井孔壁时减少 重型钻管表面上的磨损。

在另一个实施例中，该重型钻管件包括有贯穿的纵向孔的长管 件，和在管件的第一和第二末端安置的第一和第二钻具接头。至少基 本上整个管体有用于对应力腐蚀破坏和氢脆性抵抗力改善的大约258 的布氏硬度，用于对弯曲应力抵抗力改善的大约90,000psi-大约 105,000psi的屈服强度和用于对振动载荷抵抗力改善的在环境温度 下单梁V型冲击试验测得的至少大约100英尺磅的冲击应力。

第一钻管接头最好包括临近一末端的外螺纹销用于螺纹连接另 外重型钻管件和第二钻管接头包括一临近一末端的内螺纹箱件用于 螺纹连接另一个重型钻管件。这样多个重型钻管件可被连接起来形成 所期望的长的有前述材料性质的连续的钻具组。内螺纹箱有轴向延伸 的内径孔，该内径沿从内螺纹到相邻于管件的第二末端的纵轴基本是 恒定的用于减少重型钻管件的疲劳破坏。

一个或多个镦粗或保护部分可沿管体的纵轴设置，其每个之外径 比管体的外径大但不大于第一和第二钻管接头的外径用于限制管件 中的弯曲应力。每个镦粗或保护部分也可以包括一个在其外周表面上 的螺旋槽以减少重型钻管件在偏移的井孔里运转时的压差和粘卡。第 一和第二钻管接头和至少一个或多个镦粗或保护部分围绕其外周表 面最好是硬条纹用于当镦粗和第一和第二钻具接头接触偏离的井孔 壁时减少重型钻管表面上的磨损。

较佳的生产在有腐蚀环境的偏离井孔中使用的重型钻管件的方 法中，首先预热一个有贯穿的长孔的长管件到大约1625°F到1675F°。 然后液体淬火该预热的管件大约10至20分钟，然后回火到大约1360°F 到约1410F°约20至40分钟以获得基本贯穿整个管件的大约217-约241 的布氏硬度，大约90,000psi-大约105,000psi的屈服强度和至少大 约100英尺磅的冲击应力。

有开口末端和贯穿的纵向孔的第一和第二钻管接头被预热到大 约1695°F到1745F°。然后液体淬火该预热的第一和第二钻管接头大 约10至20分钟，然后回火到大约1270°F到约1333F°约30至45分钟以获 得基本贯穿整个第一和第二钻管接头的大约248-约269的布氏硬度， 大约100,000psi-大约115,000psi的屈服强度和至少大约65英尺磅 的冲击应力。然后连接第一和第二钻管接头于管件的第一和第二末端 以便第一和第二钻管接头的纵孔与管件的纵孔对齐相连。

临近一个开口端的第一钻具接头的外径被加工以形成一外螺纹 销用于连接另一个重型钻管件。临近一个开口端的第二钻具接头的内 径被加工以形成一内螺纹箱件用于连接另一个重型钻管件。这样多个 特殊处理过的重型钻管件可相互连接形成期望长度的使用在有腐蚀 环境的偏离井孔中的钻具组。

本发明的这些和其他目的，优点和特性从参考伴随的附图和附加 的权利要求详细描述的各个实施例将显示给熟悉本领域技术的人 员。

图1是本发明的重型钻管的正视图。

图2是沿图1中2-2线的重型钻管的横断面图。

图3是沿图1中3-3线的重型钻管的局部横断面图。

最佳实施例

参见图1和图2，本发明的重型钻管件包括一个长管件10，其有一 个纵向贯通的孔29。一个第一和第二钻具接头20和22分别安置在管件 10的第一末端19和第二末端21。第一和第二钻具接头20和22的每一个 包括各自的管孔27和31，该孔和管件10的纵孔29相连通。第一钻具接 头20包括一个外螺纹销23而第二钻具接头22包括一个内螺纹箱25(图 3)用于连接另一个重型钻管件到各自的第一和第二钻具接头20和 22。

第一和第二钻具接头20和22最好与管件10分别加工，然后永久地 与管件10的各自的第一和第二末端19和21连接。管件10和镦粗部分 12、14和16根据AISI(美国钢铁学会)4130-采用商业上可用的Timken 公司改进的钻孔厚壁合金钢管坯料加工而成。

第一和第二钻具接头20和22也根据AISI4145-采用商业上可用的 Timken公司改进的管件坯料加工而成。替换地，管件10和第一和第 二钻具接头20和22可仅采用AISI4130-改进的管件坯料加工而成。

在一个较佳实施例中，一组镦粗部分12，14和16沿管部18轴向设 置用于减少在管件10中的弯曲应力，其中镦粗部分12，14和16之每个 具有比管件10的外径大的外径，但不比第一和第二钻具接头20和22的 外径大。根据管件10的长度和相应的井孔偏移角度，一个单独的镦粗 或保护部分12，14和16可以是足够的。

参见图3，由管件10的弯曲应力引起的疲劳可以通过轴向扩大毗 邻于螺纹箱25的管孔31的内径从第一终点33到第二终点35而被减 少，以便管孔31基本不变地沿纵轴从内螺纹箱25到相邻的管件10的第 二末端21。虽然33和35之间的内径比内螺纹箱25和33之间的内径稍 小，在内螺纹箱25被磨损或破裂且必须被重新加工时，必需33和35之 间的附加材料37被用于加工增加的螺纹。

与用于标准的重型钻管管件的标准尺寸的内螺纹箱相比，管件10 中的应力和相应的在内螺纹箱25内的硬度可以减少百分之六点五。例 如，通过比较标准4 1/2″重型钻管和本发明的截面模数(Z)，箱形 钻具接头内的硬度百分比减少系数能被确定。如果： $z=I/C=0.098\left(\frac{D^4-d^4}{D}\right)$ 然后对于标准4 1/2″重型钻管： $z=0.098\left(\frac{{6.25}^4-{2.875}^4}{6.25}\right)=22.85$ 并且对于改进的包括孔脊(bore back)的重型钻管： $z=0.098\left(\frac{{6.25}^4-{3.578}^4}{6.25}\right)=21.35$

相应的差是22.85-21.35＝1.5或1.5/22.85＝6.56％，减 少了6.56％的硬度，这将减少管子的应力并且又改善了疲劳寿命。

参见图1和2，镦粗部分12，14和16可以包括一个在外环形表面上 的螺旋槽24用于减少在井孔内的重型钻管压差和粘卡。如图2所示， 每一个镦粗部分包括约120°间隔螺旋的螺旋槽24。该槽24是相对浅 的和基本平的以便每个镦粗部分的中部少于百分之四被移去，结果对 重型钻管的重量的影响可以忽略。例如，对于每5英寸外径的管件10 而言，图2中的尺寸D约为7/32英寸。

硬条纹也可用于第一和第二钻具接头20和22，及镦粗部分12，14 和16用于减少磨损。在图1中，每个第一和第二钻具接头20和22有一 个各自的硬条纹表面26和28。此外中间或中央镦粗部分14包括硬条纹 表面30和32。

虽然所述的重型钻管的结构特性用于减少重型钻管在井孔中遇 到的磨损，疲劳和压差和粘卡，管件10和第一和第二钻具接头20和22 的材料特性或性质对于在腐蚀环境的偏离或大角度井孔中的重型钻 管的耐久性和寿命是至关重要的。典型的至关重要的材料特性或性质 包括材料硬度，屈服强度和冲击强度。该材料的硬度最好根据布氏硬 度(BHN)以管件10的外表面试验为基础测量，也可根据洛氏硬度 (HRC)以实验室试验为基础，其代表了基本贯穿整个管壁的硬度。 屈服强度典型地通过磅/平方英寸(PSI)测量，而冲击强度最好通过 单梁V型冲击试验在70°-74°F环境温度下以英尺磅为单位测量。

因此管件10的处理达到至少基本贯穿整个管件10的大约217到大 约241的布氏硬度用于对于应力腐蚀脆裂和氢脆性改善的耐受力。达 到大约90,000psi到大约105,000psi的屈服强度用于对于弯曲应力 改善的耐受力。和环境温度下达到至少100英尺磅的冲击应力用于对 于振动载荷改善的耐受力。

在另一个实施例中，管件10的处理达到至少基本贯穿整个管件10 的大约223到大约235的布氏硬度用于对于应力腐蚀脆裂和氢脆性改 善的耐受力，达到大约95,000psi到大约100,000psi的屈服强度用 于改善对于弯曲应力的耐受力，和环境温度下达到至少100英尺磅的 冲击应力用于改善对于振动载荷的耐受力。

在一个较佳实施例中，管件10的处理达到至少基本贯穿整个管件 10的大约229的布氏硬度用于改善对于应力腐蚀脆裂和氢脆性的耐受 力，大约95,000psi的屈服强度用于改善对于弯曲应力的耐受力，和 环境温度下至少100英尺磅的冲击应力用于改善对于振动载荷的耐受 力。

第一和第二钻具接头20和22根据改进的AISI4145-被分别加工制 成和特殊处理以使至少基本上整个第一和第二钻具接头20和22有大 约248到大约269的布氏硬度用于改善对于应力腐蚀脆裂和氢脆性的 耐受力，大约100,000psi到大约115,000psi的屈服强度用于改善 对于弯曲应力的耐受力，和环境温度下单梁V型冲击试验测得的至少 65英尺磅的冲击应力用于改善对于振动载荷的耐受力。

在另一个实施例中，第一和第二钻具接头20和22的特殊处理达到 至少基本贯穿整个第一和第二钻具接头20和22，有大约254到大约263 的布氏硬度用于改善对于应力腐蚀脆裂和氢脆性的耐受力，大约 105,000psi到大约110,000psi的屈服强度用于改善对于弯曲应力的 耐受力，和环境温度下单梁V型冲击试验测得的至少65英尺磅的冲击 应力用于改善对于振动载荷的耐受力。

在一个较佳实施例中，第一和第二钻具接头20和22的特殊处理达 到至少基本贯穿整个第一和第二钻具接头20和22，有大约258的布氏 硬度用于改善对于应力腐蚀脆裂和氢脆性的耐受力，大约105， 000psi的屈服强度用于改善对于弯曲应力的耐受力，和环境温度下单 梁V型冲击试验测得的至少65英尺磅的冲击应力用于改善对于振动载 荷的耐受力。

如果管件10和第一和第二钻具接头20和22同样由AISI4130-改进 的管材制造，重型的钻管件的处理达到至少基本贯穿整个管件体10和 第一和第二钻具接头20和22，有大约217到大约241的布氏硬度用于改 善对于应力腐蚀脆裂和氢脆性的耐受力，大约90,000psi到大约 105,000psi的屈服强度用于改善对于弯曲应力的耐受力，和环境温 度下单梁V型冲击试验测得的至少100英尺磅的冲击应力用于改善对 于振动载荷的耐受力。由AISI4130-改进的管材制造的用于管件10和 第一和第二钻具接头20和22的较佳的材料性质等同于上述的涉及由 AISI4145-改进的管材制造的用于第一和第二钻具接头20和22的较佳 的材料性质。

较佳的材料性质(硬度，屈服强度和冲击强度)代表了材料的韧 性和强度且直接涉及到包括管件10和第一和第二钻具接头20和22的 材料的处理和加工。这些材料的特性和性质涉及到材料预热后的冷却 速率。这样在材料的冲击强度和屈服强度之间存在一个相互关系以便 有较高的冲击强度和较低的屈服强度并且反之亦然。因此较硬的材料 有较高的屈服强度。对管件10和第一和第二钻具接头20和22的处理产 生独特的材料性质其容许重型钻管件被使用在有腐蚀环境的偏井孔 中。为了获得独特的材料特性和性质，对包括管件10和第一和第二钻 具接头20和22的材料进行预热，淬火和回火的特殊处理。

例如，为了获得由上述AISI4130-改进的管材制造的用于管件10 的材料特性和性质，管件10必须预热到1625°F到1675°F在此它被转换 到奥氏体阶段。当管件的显微结构是均匀的且管件10在固溶液状态 时，奥氏体开始吸收合金元素且立刻准备被液体淬火，根据冷却的速 率可使用水或任何其他合适的液体。

液体淬火管件10是获得上述独特材料特性的关键阶段，因为管件 10优良的显微结构取决于加热被移去的速率。如果热被移去太慢显微 结构将组成不期望的珠光体和/或贝氏体。如果管件10被冷却太快， 管件10可能脆裂或甚至爆裂。因此淬火过程必须足够快以转换微结构 到不脆裂管件10的马氏体。这个临界冷却速率不仅要在管件10表面获 得而且要连贯整个材料。因此管件10必须有一个足够的硬化深度使冷 却速率快到足以使奥氏体转化为马氏体。

回火是获得上述独特材料特性的又一关键阶段，在淬火材料之 后，管件10将较佳地具有至少90％马氏体的很好的显微结构但由于快 速冷却也将有很高的硬度和残余应力值。回火处理用于获得回火马氏 体。回火处理精制材料以获得屈服强度，弹性强度，硬度，和冲击强 度的较佳结合。回火处理典型地取决于温度和在回火炉中的保温时 间。温度和保温时间控制显微结构和屈服强度，弹性强度，硬度，和 冲击强度和耐腐蚀性。

因此，管件10被液体淬火大约10-20分钟为了获得显微结构有90％ 的马氏体，然后在大约1360°F到1410F°回火大约20至40分钟。回火马 氏体显微结构产生很强的韧性延展性并且该弹性材料适于在偏离的 井孔和腐蚀环境下的高应力情况。虽然回火使管件10失去了一些硬 度，但获得的韧性和弹性使有紧密结合的，小颗粒的，马氏体显微结 构材料具有上述一般材料的特征和性质。结合了上述硬度，屈服强度 和冲击强度的材料根据工业标准(NACE)标准规程通过获得最小85％ 的特定最大的屈服强度而满足NACE。这种特殊材料的性质将基本上改 善重型钻管件在有腐蚀环境的偏离井孔中的高应力下应用的性能和 耐久力。

在制造管件10的较佳方法中，管件10首先预热到1650°F。管件10 然后液体淬火至少10分钟，然后回火到大约1385°F至少20分钟以获得 在环境温度下基本贯穿整个管件10的较佳的大约229的BHN，大约95， 000psi的屈服强度和大约至少100英尺磅的冲击应力。

为了获得用于如上述同样由AISI4145-改进的管材制造的第一和 第二钻具接头20和22的材料性质，第一和第二钻具接头20和22以类似 于上述管件10形式被处理。例如，第一和第二钻具接头20和22首先被 预热到1695°F到1745F°以获得一个奥氏体阶段或结构。第一和第二钻 具接头20和22然后通过使用水或其他合适的流体被液体淬火大约10 至20分钟，然后回火到大约1270°F到1330F°约30至45分钟。

在制造第一和第二钻具接头20和22的较佳方法中，第一和第二钻 具接头20和22首先被预热到约1720F°。第一和第二钻具接头20和22然 后被液体淬火至少10分钟，然后回火到大约1300F°至少30分钟。以获 得在环境温度下基本贯穿整个第一和第二钻具接头20和22的较佳的 大约258的BHN，大约105,000psi的屈服强度和大约至少65英尺磅的 冲击应力。

如果，管件10和第一和第二钻具接头20和22的材料性质由 AISI4130-改进的管材制造，重型钻管件被预热到1625°F到1675F°然 后被液体淬火大约10至20分钟，然后回火到大约1210°F到1385F°约20 至45分钟。在由AISI4130-改进的管材制造管件10和第一和第二钻具 接头20和22的较佳方法中，重型钻管件被预热到约1650°F然后被液体 淬火至少10分钟，然后回火到大约1300F°至少20分钟以获得在环境温 度下基本贯穿整个管件10和第一和第二钻具接头20和22的较佳的大 约258的BHN，大约105,000psi的屈服强度和大约至少65英尺磅的冲 丧应力。

预热，液体淬火和回火处理的过程能在传统的炉型热处理系统或 连续的流水线热处理过程(CLH)获得。虽然管件10和第一和第二钻 具接头20和22的上述较佳的材料性质可通过这两种方法获得，使用 CLH系统对于贯穿整个材料的均匀的性质有更大的保证，该系统涉及 以连续的速率而旋转相同地供应管件10和第一和第二钻具接头20和 22以获得材料的均匀的处理。

一旦管件10和第一和第二钻具接头20和22如上所述被处理获得 了为使用在有腐蚀环境的偏离井孔中的最佳的材料性质，第一和第二 钻具接头20和22可以永久地连接在各自的管件10的第一和第二末端 19和21，并且在第一钻具接头20上加工形成一个外螺纹销23，而在第 二钻具接头22上的内螺纹箱25用于连接各个重型钻管件到第一和第 二钻具接头20和22。

从前所述可知本发明较好地实现了其他优点和特性的组合及在 此提出的目标和目的以及内在的装置和结构。也应理解到一定的特性 和次级组合是有效的并且可以不涉及其他特性和次级组合。这被预期 并且在权利要求的概念内。因为许多实例可以不脱离本发明的概念地 被取得，应理解到在此伴随附图提出和表示的所有事实是作为限制意 义的图解的说明。