钻杆管端加厚的加工方法技术

本发明专利技术公开了一种钻杆管端加厚的加工方法，采用的加厚设备为液压式管端加厚机，根据增厚比的不同，采用三次加热两次加厚步骤或四次加热三次加厚步骤，其中，前两次加热分别是在两台加热炉上顺序进行的，并且每次加厚均避免内加厚和外加厚的同时进行。采用本发明专利技术所揭示的加工方法，可以在使用液压式管端加厚机的条件下，不仅提高了生产效率，而且在加工过程中最大限度地减小失稳现象现象的发生，确保内加厚过渡区的平滑过渡及足够大的Ｒ半径，从而提高钻杆管体的抗疲劳寿命，有效地避免刺穿事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢管管端加厚的方法，尤其涉及一种钻杆管端加厚的加工方法。技术背景用于石油钻探用的钻杆是按API标准进行生产制造，其主要结构是在钻杆 管体两端各对焊一个外螺紋接头和一个内螺故接头。由于管体本身的壁厚较小， 为了增加管体与接头连接处的强度，管体两端与接头连接的部分是加厚的。钻 杆管体的加厚形式有内加厚、外加厚和内外加厚三种，其中外加厚、内外加厚 的钻杆管体是普遍釆用的加厚形式。如图l所示，对于内外加厚钻杆，D为管体外径；d为管体内径；Dou是加 厚端部外径；dou是加厚端部内径；Leu是外加厚段的长度；Meu是管体端部外 加厚段与管体过渡的外圆锥段的长度，即外加厚过渡区的长度；Liu是内加厚 段的长度，Miu是内加厚段与管体过渡的内圆锥段的长度，即内加厚过渡区的 长度，R是内圆锥段与管体之间的过渡圆角。在以上各项参数中，内加厚过渡区的平滑程度及参数R对钻杆管体的使用 寿命均产生决定性的影响。内加厚过渡区越平滑，R半径越大，则内加厚过渡 区的应力就越小，并且越不易造成应力集中现象，应力集中程度的降低及应力 的减小，从根本上提高了钻杆的抗疲劳寿命，大大避免了钻杆管体刺穿事故的 发生。随着国内外各大油田进入后期油田开发，以及低渗、超薄、超深、海洋、 高腐蚀性、稠油、超稠油等油气田的开发，钻井技术也朝着深井、超深井、定 向井、大位移井、短半径井、水平井、高温高压井、深水井、高腐蚀性井发展， 钻杆的服役条件也日趋恶劣，因此对钻杆的加厚端要求也日益提高。钻杆端部加厚用的设备通常为机械式平锻才几和液压式管端加厚才几两种，由 于机械式平锻机的顶锻力高达1200 - 1500吨，效率高，可一次加热后进行多次 加厚。而液压式加厚机的顶锻力仅为300吨左右，并且夹紧和顶锻时间较长， 因此在每次加厚前均需进行管端加热，效率较低。但因为平锻机为机械式挤进，所以对金属量的控制要求非常严格，因国内目前管体的壁厚均匀程度较低，采 用平锻机加厚的难度较大，因此大多数国内厂家普遍采用液压式管端加厚机。但是，在使用液压式管端加厚机对钻杆端部进行加厚时，由于采用的是内 外同时进行大变形加工的方法，钻杆很容易发生失稳现象，内加厚过渡区的平 滑程度很难获得保证，在完成最后一次加厚时，还要对内加厚过渡区进行修磨， 不仅降低了钻杆的强度，而且降低了钻杆的加工效率。另外，所有的加热步骤 均在一台加热炉上进行，只有完成了前一个钻杆的所有加工步骤后，才能进行 后一个钻杆的加工，连续生产的效率低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种钻杆管端加厚的加工方法，在使 用液压式管端加厚机的条件下，不l义提高了生产效率，而且可以在加工过程中 最大限度地减小失稳现象现象的发生，确保内加厚过渡区的平滑过渡及足够大 的R半径，从而提高钻杆管体的抗疲劳寿命，有效地避免刺穿事故的发生。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是钻杆管端加厚的加工方法， 采用的加厚设备为液压式管端加厚机，根据增厚比的不同，采用三次加热两次 加厚步骤或四次加热三次加厚步骤，其中，前两次加热分别是在两台加热炉上 顺序进行的，第一次加热为预加热，其加热长度至少为550mm,加热温度为 1000 - 110(TC;第二次加热的加热长度至少为500隨，加热温度为1100 ~ 1250 。C;在所述的三次加热两次加厚步骤中，前两次加热完成后，首先进行内加厚； 再进行第三次加热；最后进行外加厚；在所述的四次加热三次加厚步骤中，前 两次加热完成后，首先进行外加厚；再进行第三次加热；然后进行第一次内加 厚；再进行第四次加热；最后进行第二次内加厚。采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是由于前两次加热分别是在 两台加热炉上顺序进行的，笫一次加热为预加热， 一方面，在前一个钻杆进入 第二个加热炉进行第二次加热的同时，就可以将后 一个钻杆》文入第 一个加热炉 中进行第一次加热即预加热，因此，可以保证钻杆加工的连续性，提高生产效 率。另一方面，通过两次加热，充分保证了钻杆管端的热均匀程度，减小失稳现象的发生，提高了第一次加厚时的成形效果。由于在所述的三次加热两次加厚步骤中，前两次加热完成后，首先进行内加厚；再进行第三次加热；最后进 行外加厚；在所述的四次加热三次加厚步骤中，前两次加热完成后，首先进行 外加厚；再进行第三次加热；然后进行第一次内加厚；再进行第四次加热；最 后进行第二次内加厚，在上述的两种方案中，每次加厚均是内加厚或外加厚分 别进行，因此，它避免了内外同时进行大变形时造成的失稳现象，确保内加厚 过渡区的平滑过渡及足够大的R半径，从而提高钻杆管体的抗疲劳寿命，有效 地避免刺穿事故的发生。 附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一 步说明。 图1为一种内外加厚钻杆的纵向剖视图； 图2为本专利技术第一实施例加厚前管体的纵向剖视图； 图3为本专利技术第一实施例第一次加厚后钻杆的纵向剖视图； 图4为本专利技术第一实施例第二次加厚后钻杆的纵向剖视图； 图5为本专利技术第一实施例第三次加厚后钻杆的纵向剖^L图。具体实施方式 第一实施例①114. 3X8.56, S135钻杆的加工方法。由于钻杆管体加厚后，钻杆管体的总长度必然要缩短，因此钻杆管端参与 变形的总长度La为内加厚段长度Liu、内圆锥过渡段长度Miu以及钻杆管体的 缩短量Lv之和。钻杆管体的缩短量Lv的计算公式如下D为管体外径；d为管体内径；Dou是加厚端部外径；dou是加厚端部内径； Leu是外加厚段的长度；Meu是管体端部外加厚段与管体过渡的外圆锥段的长 度，即外加厚过渡区的长度；Liu是内加厚段的长度，Miu是内加厚段与管体过 渡的内圆锥段的长度，即内加厚过渡区的长度，R是内圆锥段与管体之间的过Z)2 _t/渡圆角。当内圆锥段长度Miu为80mm时，参加变形总长度La为465mm,因此加热 长度必须大于465mm,实践证明，由于钻杆的管端加厚属于锻造工艺，锻造后 的尺寸偏差较大，而且加厚所采用的钻杆管体为轧制无缝钢管，其壁厚偏差也 较大，因此只有将加热长度保持在500mm以上，才能保证钻杆管体的端部加厚 成功。如图2所示，在第一次加厚之前，对钻杆管体l的管端进行两次加热，第 一次加热长度长度不小于550mm，加热温度为1000 ~ IIO(TC ，。第二次加热长度 不小于500mm,加热温度为1100 ~ 1250°C。这两次加热分别是在两台加热炉上 顺序进行的。第一次加厚。第一次加厚为外加厚，加厚后的管端外径增大，内径基本不 变，如图3所示，1为钻杆管体，2为一道加厚才莫，4为经过第一次加厚后的 钻杆管端，5为一道冲模，3为第一次加厚后的管端4与钻杆管体1之间的过渡 的外圆锥段。第二次加厚。在第二次加厚之前，对管端进行第三次加热，加热温度为 1100~ 1250°C,第二次加厚为内加厚。如图4所示，6为二道加厚模，8为经 过第二次加厚后的管端，9为二道冲才莫，3为第二次钻杆管体加厚后的管端8 与钻杆管体1之间的过渡外圆锥)史，7为第二次钻杆管体加厚后的管端8与钻 杆管体1之间的过渡内圆锥段。第三次加厚。在第三次加厚之前，对管端进行第四次加热，加热温度为 1100~ 1250°C,第三次加厚仍为内加厚。如图5所示，10为三道加厚模，12 为钻杆管体本文档来自技高网...

【技术保护点】
钻杆管端加厚的加工方法，采用的加厚设备为液压式管端加厚机，其特征在于，包括如下步骤，　根据增厚比的不同，采用三次加热两次加厚步骤或四次加热三次加厚步骤，其中，前两次加热分别是在两台加热炉上顺序进行的，第一次加热为预加热，其加热长度至少为５５０ｍｍ，加热温度为１０００～１１００℃；第二次加热的加热长度至少为５００ｍｍ，加热温度为１１００～１２５０℃；　在所述的三次加热两次加厚步骤中，前两次加热完成后，首先进行内加厚，再进行第三次加热，最后进行外加厚；　在所述的四次加热三次加厚步骤中，前两次加热完成后，首先进行外加厚，再进行第三次加热，然后进行第一次内加厚，再进行第四次加热，最后进行第二次内加厚。

【技术特征摘要】
1.钻杆管端加厚的加工方法，采用的加厚设备为液压式管端加厚机，其特征在于，包括如下步骤，根据增厚比的不同，采用三次加热两次加厚步骤或四次加热三次加厚步骤，其中，前两次加热分别是在两台加热炉上顺序进行的，第一次加热为预加热，其加热长度至少为550mm，加热温度为1000～1100℃；第二次加热的加热长度至少为500mm，加热温度为1100～1250℃；在所述的三次加热两次加厚步骤中，前两次加热完成后，首先进行内加厚，再进行第三次加热，最后进行外加厚；在所述的四次加热三...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云三，国焕然，黎新春，徐天兵，王洪兵，梁永强，于海超，
申请(专利权)人：山东墨龙石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]