接头加工包括热处理和螺纹加工。热处理工艺包括淬火、回火工艺。先将接头加热到900℃(不同厂家温度有所不同),保持一段时间,然后快速冷却。之后再次加热到600℃左右并冷却(钢材组织结构由“马氏体”转变为“回火索氏体”)。热处理的目的就是为了提高管材的硬度、强度、耐磨性及韧性等。热处理后需要检验接头的各项机械性,符合要求的接头才能进行螺纹加工。加工出的螺纹起到连接作用,台肩面旋紧可以起到密封作用。为了保证钻杆之间实现精确对接,需要对加工好的接头逐一检查(螺纹的紧密距、螺距、锥度、牙高)。在实际使用过程中螺纹容易出现粘扣(卡死、拧不开)现象,所以最 后要对螺纹进行镀铜、磷化、上卸扣等处理。管体的外径尺寸不同,对应接头的螺纹扣型也会不同。目前2-3/8"到5"的钻杆接头普遍采用数字型螺纹,5-1/2"到6-5/8"钻杆接头采用贯眼型螺纹。另外,由于钻杆接头比管体粗,所以在钻井过程中接头更容易磨损,为了延长使用寿命,常常会在接头处焊接耐磨带。焊接耐磨带工艺也十分重要。
最关键的工艺——摩擦焊接。管体和接头吻合后,将接头高速转动并施加压力,剧烈摩擦产生高热量,实现接头和管体的紧密融合,当然收尾还需把焊接毛刺去除。利用电磁感应对焊缝进行中频加热,线圈处是电磁感应最集中的地方,加热到960℃只需要30多秒。钢材导热速度没这么快,所以接头处形成了灼烧火红色区域。这个过程可以提高接头处钢材的机械性能。
另外,质检环节的控制也不容忽视。质检工作其实是伴随着钻杆生产的各个环节。例如:在完成管端加厚工艺时,需要对加厚的管端进行质检;接头完成热处理后,要质检;车完螺纹也要质检……用多种仪器和手段清除不合格产品,这是高质量钻杆厂商成本高的原因之一。