隨著我國海洋石油開發技術和科研能力的不斷成熟、對外技術合作的不斷擴大，以及對外開發市場的不斷拓展，對各種井下工具的需求也在逐年增加，因此，研發滿足我國海況的井下工具尤為重要。

　　傳統熱處理方式

　　降低工具抗磨損力

　　井下工具螺紋粘扣現象，從工具粘扣宏觀形貌、材質化學成分、金相組織、力學性能、螺紋加工和表面處理等多方面進行分析，結果表明，螺紋表面處理質量差是造成工具螺紋粘扣主要原因，而螺紋熱處理后表面硬度低加大粘扣傾向，重新磷化螺紋后，達到預期效果。

　　某一批研制的井下工具，其材質為40CrMnMo，進行調質處理(淬火油溫為860℃，回火溫度600℃)，一端為2-7/8″EU公扣，接箍與其配合，按照常規的上扣扭矩和速度將外螺紋與接箍連接好并進行功能實驗后，在拆卸過程中，接箍和工具公扣旋開困難，用力旋開后，發現有嚴重螺紋粘扣現象，外螺紋較內螺紋粘扣嚴重，且外螺紋粘扣較嚴重的地方發生在上扣開始端處，出現毛刺，螺紋的外棱角已被削掉，在嚴重的地方，螺紋已難以旋開。

　　外螺紋粘扣較嚴重，有毛刺且螺紋牙外棱角損壞，且在粘扣嚴重、難以旋開的螺紋接箍上有明顯的旋咬印記，而且在工具實驗時上扣扭矩、上扣速度都在規定之內，由此可初步斷定，粘扣可能是由于螺紋材質及熱處理不當、機加工造成螺紋參數不精確、螺紋表面處理不當等原因造成的。

　　粘扣主要是內外螺紋粘著磨損的結果，材料抗磨損能力差會造成螺紋粘扣，而熱處理工藝會影響工具的硬度和韌性，進而影響材料的抗磨損能力。如果熱處理(淬火或回火)溫度偏高的話，會導致硬度強度下降，塑性、韌性提高。硬度下降，抗磨損能力就下降。機加工造成的螺紋參數不精確，會導致螺紋配合上的不精確，也會加大螺紋粘扣傾向。螺紋表面處理(鍍層或磷化)效果不好，螺紋之間的潤滑性能就差，也會造成螺紋粘扣。以下從這幾個方面來分析粘扣原因。

　　對粘扣工具取樣并進行了化學成分和力學性能檢測和分析，檢測結果符合國家標準。

　　工具材質組織為回火索氏體和珠光體，并伴有極少量網狀鐵素體，從金相組織中可斷定工具調質處理時，淬火或回火溫度偏高，而導致工具調質后硬度偏低;將夾雜物分布GB/T 10561-2005《鋼中非金屬夾雜物含量的測定標準評級圖顯微檢驗法》對照，可知夾雜物屬于D類，為1.5級，夾雜對其性能的影響不是太大。

　　根據工具力學性能檢驗結果可以看出，工具硬度偏低，正常硬度要求應該在28～32HRC范圍之內，而工具平均硬度為22.5HRC，與螺紋要求的硬度相比，偏低，工具硬度偏低，抗磨損粘著能力就差，就會加重螺紋粘扣傾向。

　　磷化處理工具降低摩擦副

　　對加工的幾個工具中沒有受損的螺紋進行環塞規檢測，檢測結果通常情況下，為了減小螺紋之間的摩擦副，需要對螺紋進行表面處理增加其潤滑性，表面處理有涂鍍層和磷化，沒有特別使用要求的螺紋，通常進行磷化處理，或不做表面處理，如果對螺紋有特殊要求(如密封性等)需進行涂鍍層處理。本文中的工具螺紋沒有進行磷化處理，在上卸扣時摩擦較大，粘著力增強，會造成螺紋粘扣。

　　根據以上對螺紋粘扣的原因分析可知，螺紋參數、上卸扣扭矩在標準要求范圍之內，說明螺紋機加工和上卸扣操作不是造成螺紋粘扣的原因。螺紋材質硬度偏低、螺紋表面磷化效果不好，造成螺紋表面抗磨損粘著力下降，進而造成螺紋粘扣。為此，在重新加工工具時，將工具材質的熱處理調質工藝進行了調整，將淬火油溫降低了10℃(淬火油溫為850℃)，回火溫度降低20℃(回火溫度為580℃)，工具調質后硬度為30HRC，比粘扣的工具硬度提高7HRC;同時，采用錳鋅系磷化液對螺紋表面進行磷化處理，磷化后螺紋表面呈暗灰色，磷化層均勻牢固。再次對工具進行地面實驗時，螺紋沒有發生粘扣，粘扣問題得到了解決。

　　通過對井下工具螺紋粘扣問題進行分析，從螺紋的材質、熱處理、表面處理、機加工、操作等多方面進行分析，得出如下幾點螺紋粘扣原因和預防措施：螺紋表面沒有進行磷化處理，導致螺紋摩擦副增加、潤滑性下降，是造成螺紋粘扣的主要原因;熱處理調質工藝不合適使得工具硬度偏低，加大了粘扣傾向; 將工具材質調質工藝進行調整(油淬溫度降低10℃，為850℃;回火溫度降低20℃，為580℃)，調質后工具硬度為30HRC，同時，對螺紋表面進行錳鋅系磷化處理，解決粘扣問題;為了減少螺紋粘扣發生，需要提高螺紋的抗粘著磨損能力，內外螺紋的抗磨損能力盡可能相近，增加潤滑性，降低摩擦副。