钻具螺纹磷化工艺及原理概述

所谓钻具螺纹磷化工艺就是通过化学和电化学反应在钻具螺纹的金属表面生成一层均匀致密的微薄磷化膜，可以有效地改变和提升螺纹表面的接触条件和受力状况，提高钻具连接螺纹的润滑效果，增强其防锈、减磨及防粘扣性能。通过检测表明，钻具螺纹磷化处理后，使用损坏率大幅度降低，钻具使用寿命明显延长，并且有效控制了因钻具螺纹非预期损坏引发的钻井误工和井下事故，取得了显著的综合经济效益。所以该工艺具有良好的推广应用前景。

钻具螺纹是特殊螺纹，螺纹接触面积大，在井下受力情况复杂，并且现场使用过程需反复旋合螺纹，易引发粘扣、刺扣等非预期螺纹损坏，缩短了钻具使用寿命，导致钻井误工，甚至酿成井下事故。若采用磷化等金属表面处理技术，在钻具螺纹表面添加一层保护层，改善螺纹表面的接触条件与受力状况，即使连接钻具螺纹处于交变应力与电化学腐蚀的影响下，也可以获得有效防护，从而实现钻具螺纹的使用寿命得到延长的目标。

钻具螺纹磷化工艺磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，其形成的磷酸盐转化膜叫做磷化膜。当螺纹磷化处理完毕后，它的表面形成一层非常薄的磷化膜，实现钻具螺纹表面清洁干净，呈灰色或暗灰色结晶，磷化层均匀、牢固、完整，无锈迹和基体金属裸露的磷化效果。磷化膜的存在，避免螺纹表面与金属或周围空气、钻井液直接接触，改善了螺纹表面接触条件和受力状况；其次，磷化膜表面具有微小的颗粒空隙，可以贮存一定量的润滑油，并且由于磷化腐蚀作用，可消除螺纹表面存在的细微毛刺，起到表面钝化作用，提高了螺纹表面粗糙度，有利于钻具螺纹脂的涂抹粘挂，有效改善了旋合螺纹的润滑效果。所以磷化后的钻具螺纹具有防锈、减磨、防粘扣的功效。