JPS621815A - 非磁性ドリルストリング部分の製造方法 - Google Patents

非磁性ドリルストリング部分の製造方法

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JPS621815A
JPS621815A JP61140449A JP14044986A JPS621815A JP S621815 A JPS621815 A JP S621815A JP 61140449 A JP61140449 A JP 61140449A JP 14044986 A JP14044986 A JP 14044986A JP S621815 A JPS621815 A JP S621815A
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ハインツ・コール
ヘルムート・ポール
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    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、指向性掘削等のような試掘例えば石油または
天然ガス産出用の非磁性ドリルストリング部分特にドリ
ルステムの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
試ｉ待に指向性掘削を行なう場合、掘削の位置および方
向が磁気的測定により規定される。
ジャイロコンパスによる測定も公知になっているが、適
当な材料がある場合外乱のない非常に精確な磁界測定が
依然として優先される。このような掘削は大きい深さに
わたっているので、特に精確な位置測定が必要である。
すなわちドリルストリング部分、特に測定器例えばフェ
ルスター探測子のすぐ近くに設けられているドリルスト
リング部分は、最小規模の磁気的異常をも、っていさえ
すればよい。例えばドリルステムが￥１／４°より大き
い最大コンパス偏差をもっていると、要求にもはや応じ
ないか、まれな場合にしか要求に応じないことが知られ
ている。
これらのドリルストリング部分は、上述したような非磁
性のほかに、適当な圧縮力ガードリルヘッドに及ぼされ
るかどうか、またはドリルヘッドが穴から引出されるか
どうかに応じて、引張り応力および圧縮応力に対して高
い機械的強度をもたねばならない。さらにこれらのドリ
ルストリング部分は、少なくとも一部それを介して回転
運動がドリルヘッドへ及ぼされるので、ねじり応力も受
ける。さらにドリルストリング部分用合金は、長時間機
械的応力が加わった後も食い込みなしに分離可能なねじ
結合に適していなければならない。
別の重要な判断基圀は、耐食性特に応力腐食割れに対す
る安定性である。なぜならば、このようなドリルストリ
ング部分はしばしば強い腐食性媒質例えば数％の食塩溶
液または塩化マグネシウム溶液および硫化水素等にさら
されるからである。
上述した判断基準のほかに、このようなドリルストリン
グ部分の経済的な使用にとっての別の重要な前提条件は
、長時間にわたって使用でき、したがって材料欠乏等の
ため組成変更の判断基準を受けない合金が使用されるこ
とである。
オーストリア国特許ｊ５２１４４６６号明細書から、重
量％で０．２５未満の炭素、１．０未満の珪素、１２な
いし２５のマンガン、１０ないし２０のクロム、５未満
のニッケル、１未満モリブデン、０．０５ないし０．５
の窒素、残部は非磁性ドリルストリング部分の製造にと
って普通の不純物元素を伴う鉄からなる非磁性オーステ
ナイトクロム−マンガン調合金の使用が公知であり、こ
の合金は地磁界の強さでは磁化不可能であるが、強い磁
界では残留磁気が生じ得る。この合金は室温で冷間変形
を受けて、必要な機械的性質を得る。
この方法により製造されたドリルステムは、そのつと特
に精密な初期監視を受けねばならず、検査は、欧州特許
第１４１９５号により行なわれた。
検査により見出されたステム中の強磁性介在物および巣
は、ステム全体をだめにし、強い磁界で残留磁化を生ず
る可能性がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、特に冷間変形により少ないばらつきで
充分高い機械的強度をもち、同時に磁化可能な島がドリ
ルストリング部分中に全くまたはほとんど残らず、強い
磁界でもドリルストリング部分が残留磁気をもたないよ
うな非磁性ドリルストリング部分の恥方法を提供するこ
とである。
〔問題点を解決するための手段〕
重量％で最大０．１５なるべく最大０．０８の炭素、最
大１．０の珪素、１１．０ないし２５・０なるべく　１
２．０ないし２０．０のマンガン、１０．０ないし２０
．０なるべ（１１，０ないし１６，０のクロム、１．０
未満なるべく０．２ないし０．８のモリブデン、６．０
未満なるべく１．０ないし２．５のニッケル、２．０未
満なるべく０．４ないし０．８のニオブまたはタンタル
、０．０５ないし０．５なるべく０．１ないし０．３５
の窒素、残部は鉄および不純物と場合によっては次の元
素すなわちバナジウム、ほう素およびアルミニウムの１
つまたはそれ以上から成る合金を溶融し、ＩＩ！固させ
、少なくとも２倍特に４ないし６倍に熱間変形し、場合
によっては冷却し、それから１０２０ないし１０７０℃
で溶体化熱処理し、続いて例えば水中で急冷し、冷間変
形する、指向性掘削等のような試掘例えば石油または天
然ガス産量用の非磁性ドリルストリング部分特にドリル
ステムの製造方法において本発明によれば、室温以上特
に１００℃以上で約７００’Ｃ以下特に鉄のキュリー点
以下の温度で、冷間変形を少なくとも５％なるべく少な
くとも１２％の変形で行なう。
さて全く驚くべきことに、マルテンサイト形成温度以上
で行なわれる冷間変形において、そこに変形マルテンサ
イトの痕跡が生ずる可能性があり、それにより磁化可能
性が生ずるが、室温以上ただし熱間変形温度以下の温度
で冷間変形が行なわれ、高い強度が得られ、しかも強い
外部磁界でも残留磁化可能性がないことにより、磁化可
能性が回避可能である。この場合機械的強度を得るため
に少なくとも５％なるべく少なくとも８９６の変形が必
要であり、もつと大きい変形を行なうこともできるが、
それに−より長い変形時間を必要とすることがわかった
。
中間範囲から縁範囲へ異なる変形度が存在するけれども
、冷間変形として特に冷間鍛造特に釈仕上げ鍛造がよい
ことがわかった。本発明の別の特徴によれば、冷間変形
径、それにより著しい加工障害を生ずることなく、機械
加工特に切削加工が行なわれる。
応力腐食割れに対する安定性を高めるために、例えばシ
ョットピーニングにより表面に圧縮残糸応力を生ずるこ
とができ、その際特許請求の範囲第５項による温度を維
持することにより、不利な条件でも残留磁化可能性を防
止できる。
冷間変形の好ましい限界は１００℃以上で５５０℃以下
特にキュリー点以下の温度の所にあり、それにより粒内
および粒間の応力腐食割れに対する安定性が得られる。
〔実施例〕
例により本発明を以下に説りする。
例１ 第１表による組成＋０９８６をもつ合金が溶融され、公
知のように鋳塊にされた。この鋳塊は１１５０〜９００
℃の粗仕上げ鍛造で９ｍの長さに変形され、これは６倍
の熱間変形に相当していた。
こうして得られた丸棒は２時間１０５０℃で溶体化熱処
理され、続いて水中で急冷された。０．２％伸び限界は
４００±５０　Ｎ／　ｍｍ２であった。こうして前処理
された棒がそれから４００℃に加熱され、粗仕上げ鍛造
機で１２％変形して鍛造された。
０．２％伸び限界は８３０±３ＯＮ／＋ｏ＋ｏ２であっ
た。磁化可能性の検査が欧州特許第１４１９５号による
方法に従って行なわれ、検査の前にドリルステムが＋２
０ＫＡ／ｍの磁化を受けた。０．０２マイクロテスラ以
上の測定点は１つも認められなかった。
類似の試料が室温で適当な冷間鍛造を受け、棒全体がＩ
Ｑマイクロテスラの残留磁気を示した。
例２ないし４ ｇａ　５６３９１の鋳塊が伸ばされたことを除いて、第
１表による別の溶菌が第２表および第３表に従って加工
された。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　重量％で最大０．１５なるべく最大０．０８の炭、
    素、最大１．０の珪素、１１．０ないし２５．０なるべ
    く１２．０ないし２０．０のマンガン、１０．０ないし
    ２０．０なるべく１１．０ないし１６．０のクロム、１
    ．０未満なるべく０．２ないし０．８のモリブデン、６
    ．０未満なるべく１．０ないし２．５のニッケル、２．
    ０未満なるべく０．４ないし０．８のニオブまたはタン
    タル、０．０５ないし０．５なるべく０．１ないし０．
    ３５の窒素、残部は鉄および不純物と場合によつては次
    の元素すなわちバナジウム、ほう素およびアルミニウム
    の１つまたはそれ以上から成る合金を凝固させ、少なく
    とも２倍特に４ないし６倍に熱間変形し、場合によつて
    は冷却し、それから １０２０ないし１０７０℃で溶体化熱処理し、続いて例
    えば水中で急冷し、冷間変形する方法において、室温以
    上特に１００℃以上で約７００℃以下特に鉄のキュリー
    点以下の温度で、冷間変形を少なくとも５％なるべく少
    なくとも１２％の変形で行なうことを特徴とする、指向
    性掘削等のような試掘例えば石油または天然ガス産出用
    の非磁性ドリルストリング部分特にドリルステムの製造
    方法。 ２　冷間変形として冷間変形鍛造特に粗仕上げ鍛造する
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方法
    。 ３　冷間変形後機械加工特に切削加工を行なうことを特
    徴とする、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
    方法。 ４　表面に近い縁範囲で局部的冷間変形により、室温以
    上特に１００℃以上で約７００℃以下特に鉄のキュリー
    点以下の温度で、例えばショットピーニングにより圧縮
    残留応力を生ずることを特徴とする、特許請求の範囲第
    １項ないし第３項の１つに記載の方法。 ５　１００℃以上で５５０℃以下特にキュリー点以下の
    温度で冷間変形を行なうことを特徴とする、特許請求の
    範囲第１項ないし第４項の１つに記載の方法。
JP61140449A 1985-06-25 1986-06-18 非磁性ドリルストリング部分の製造方法 Pending JPS621815A (ja)

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