Способ производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×9 и 244,5×10 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Непрерывно-литые заготовки (НЛЗ) диаметром 430 мм нагревают до температуры пластичности. Прошивают НЛЗ в прошивном стане на оправке диаметром 250 мм с вытяжкой µ=1,56. Полученные гильзы прокатывают на пилигримовом стане в трубы-плети с фиксированной подачей гильз в очаг деформации при установившемся процессе прокатки mуст. Трубы-плети разрезают на трубы равной длины, подогревают, калибруют, правят, осуществляют предварительную приемку, нарезку резьбы, навинчивание муфт и ниппелей, гидравлическое испытание и приемку труб. Длину НЛЗ определяют из выражений

L З = L T μ Σ ,

μ Σ = μ п μ п р = R 2 З K ( D T S р а с ч ) S р а с ч ,

где LT=36000 - расчетная длина прокатанной трубы, мм; µпµпр - суммарный коэффициент вытяжки от слитка до товарной трубы; Rз - радиус НЛЗ, мм; K=0,965 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве НЛЗ в методической печи; DT=244,5 - номинальный наружный диаметр трубы, мм; Sрасч - расчетная толщина стенки при прокатке труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, равная соответственно 8,25, 9,25 и 10,35 мм. Обеспечивается повышение надежности резьбовых соединений труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм. 3 н.з. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности к способу производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм под нарезку резьбы, и может быть использовано на существующих трубопрокатных установках с пилигримовыми станами.

В трубной промышленности России известны способы производства обсадных бесшовных труб с треугольной резьбой диаметрами 114, 127, 140, 146, 168, 178, 194, 219, 245, 273, 299, 324, 340, 351, 377, 426, 473 и 508 мм с толщинами стенок от 5,2 до 16,7, с трапецеидальной резьбой (ОТТМ), которая соответствует термину "БАТРЕСС" (buttress) в стандартах ИСО и API 5CT, диаметром от 114 до 340 мм с толщинами стенок от 5,2 до 15,4 и высокогерметичными соединениями (ОТТГ) диаметром от 114 до 273 мм с толщинами стенок от 5,2 до 16,5 мм групп прочности от Д до Т, которые производятся на трубопрокатных агрегатах с автоматическими станами (114-245) мм и на трубопрокатных агрегатах с пилигримовыми станами (219-508) мм (ГОСТ 632-80 "Трубы обсадные и муфты к ним", ТУ 14-3-1575-88 "Трубы обсадные наружным диаметром 351, 377 и 426 мм и муфты к ним", ТУ 14-158-121-2005 "Трубы обсадные с упорной резьбой и муфты к ним".

Недостатком данных способов является то, что ГОСТ 632-80, ТУ 14-3-1575-88 и ТУ 14-158-121-2005 для исполнения группы А устанавливают допуск по диаметру ±0,75%, по толщине стенки - 12,5%, а плюсовое поле допуска ограничивается массой трубы - минус 1,75%, т.е. предусматривают увеличение исходной толщины стенки труб за счет ее утонения в процессе нарезки резьбы на высоту исходного профиля, который для труб с треугольной резьбой равен 2,75 мм, а труб с трапецеидальной резьбой 1,6 мм, которые ослабляют тело труб, а следовательно, и несущую способность колонн. Допуск по диаметру можно достичь за счет калибровки труб в калибровочных станах, допуск по стенке - 12,5%, а плюсовой допуск с ограничением по массе -1,75% для партии труб не менее 20 тонн на трубопрокатных установках получить проблематично. Для снижения разностенности труб необходимо увеличивать коэффициент полировки, т.е. снижать величину подачи гильз в очаг деформации, что приведет к увеличению машинного времени прокатки, а следовательно, к увеличению температурного интервала при прокатке, что приведет к снижению температуры конца прокатки гильз в трубы, снижению длины труб-плетей, а это, в свою очередь, приведет к потере производительности ТПУ с пилигримовыми станами и увеличению расходного коэффициента металла.

С целью экономии металла для производства труб в трубной промышленности пошли по пути увеличения групп прочности и нарезания упорной резьбы с меньшей высотой профиля, а именно производство обсадных труб диаметром 114,30, 127,00, 139,70, 168,68, 177,80, 193,68, 219,08, 244,48, 273,05, 298,45, 339,72, 406,40, 473,08 и 508,00 мм с толщинами стенок от 5,21 до 16,13 мм с упорной резьбой "БАТРЕСС" стали марок Н40, К55 (J55), М65, L80 (С95), N80, T95d, P110 и Q125d групп прочности Р, S, L, В и Е (Спецификация на обсадные и насосно-компрессорные трубы. Спецификации API 5CT, восьмая редакция, май, 2005. 18011960:2001, Нефтяная и газовая промышленности - Стальные трубы для исполнения в качестве обсадных и насосно-компрессорных труб для скважин0) и стандарт на резьбовые соединения обсадных, насосно-компрессорных труб и труб трубопроводов диаметром 114,3, 127,0, 139,7, 146,1, 177,8, 193,7, 219,1, 244,5, 273,0, 298,4, 323,9, 339,7, 406,4, 473,1 и 508,0, применяемых в нефтяной и газовой промышленности (ГОСТ Р 51906-2002 "Соединения резьбовые обсадных, насосно-компрессорных труб и трубопроводов и резьбовые калибры для них. Общие технические требования").

Недостатком данных способов является то, что они также предусматривают увеличение номинальных толщин стенок труб, которые из-за утонения стенки при нарезке резьбы снижают несущую способность труб, а следовательно, колонн, которые достигают длиной до 500 и более метров.

В трубной промышленности известен способ производства бесшовных горячекатаных обсадных безмуфтовых раструбных труб - ТБО диаметром 127, 139,7, 146,1, 168,3, 177,8 и 193,7 мм с толщинами стенок от 8,5 до 15,1 мм (ГОСТ 632-80 "Трубы обсадные и муфты к ним"). Раструбную часть с одного конца трубы получают путем высадки с последующей нарезкой резьбы на внутренней части трубы, а на второй конец трубы резьбу наносят на наружную поверхность, т.е. таким же способом, как и на обсадные трубы с треугольной и трапецеидальной резьбой. Данное техническое решение имеет те же недостатки, т.к. на втором конце резьба нарезается по телу трубы и ослабляет ее несущую способность.

Наиболее близким техническим решением является способ производства обсадных труб под нарезку резьбы на ТПУ с пилигримовыми станами, включающий периодически уменьшающуюся в (n+1) раз деформацию по длине прокатываемых труб-плетей, где n - количество труб-кратов, шт., снижение деформации труб-плетей за счет разведения валков на величину, значение которой определяют из выражения Δ=(1,0-2,0) Н, где Н - высота исходного профиля резьбы, мм, прокатку труб-плетей на пилигримовых станах двух или трехкратной длины, уменьшение деформации на участках труб-плетей, длину которых определяют из выражения L=Lм+K, где Lм - длина муфты, мм; K=50-150 мм, коэффициент учитывающий отходы и запас по длине труб-кратов при обработке торцов с утолщенной стенкой, мм, разрезку труб-плетей на трубы-краты по центру утолщенных участков, калибровку труб-кратов в калибровочном стане с уменьшением номинальных внутренних диаметров концевых частей труб-кратов, значение которых определяют из выражения Dвн=Dном-К1, где Dном - номинальный внутренний диаметр трубы, мм; К1 - коэффициент, учитывающий уменьшение внутреннего диаметра концов обсадных труб при калибровке, мм; К1≤3 для труб с условным диаметром 245-340 мм и К1≤4 для труб диаметром 351-508 мм, прокатку тела обсадных труб-кратов по стенке на 1-1,5 мм меньше, соответствующей толщины по ГОСТ 632-80, фиксирование при прошивке слитков и непрерывно-литых заготовок в гильзы наружных диаметров слитков, непрерывно-литых заготовок, наружных диаметров гильз и диаметров оправок прошивного стана, которые вносят в память ЭВМ и расчетным путем определяют геометрические размеры гильз, установившийся процесс прокатки на пилигримовом стане с фиксированной величиной подачи и вытяжки, введение в память ЭВМ моментов разведения и сведения валков пилигримового стана, значения оборотов валков пилигримового стана, величин подач и вытяжек и определение средних длины труб-кратов с учетом утолщенных концов, количество подач при затравке и прокатке переднего конца первой трубы-крата, ввод в память ЭВМ количество подач при установившемся процесс прокатки первой трубы-крата, докатке первой трубы-крата с увеличенным диаметром и начала прокатки второй трубы-крата с увеличенным диаметром, количество подач при установившемся процесс прокатки второй трубы-крата, докатке второй трубы-крата и начала прокатки третьей трубы-крата с увеличенным диаметром, количество подач при установившемся процессе прокатки третьей трубы-крата, докатке третьей трубы-крата и обкатке пилиг-римовой головки в память ЭВМ и расчетным путем определение их длины, отрезку затравочных концов пилой горячей резки, перемещение труб-плетей по рольгангу с остановкой для порезки на трубы-краты по центру утолщенных участков производят по данным ЭВМ (патент РФ №2301713, В21В 21/00 от 2007.06.27).

Недостатком данного способа является то, что его осуществление возможно только при коренной реконструкции или при строительстве новых трубопрокатных установок с пилигимовыми станами.

Задачей предложенного способа является производство обсадных труб максимальной длины размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм из непрерывно-литой заготовки диаметром 430 мм под нарезку резьбы на существующих трубопрокатных установках с пилигримовыми станами без снижения их производительности за счет снижения поперечной разностенности концевых участков труб, порезки труб-плетей на трубы мерной длины, калибровку труб и нанесение качественной резьбы на концевые участки труб без ослабления несущей способности труб и колонн.

Технический результат достигается тем, что в известном способе производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающем нагрев непрерывно-литых заготовок (НЛЗ) диаметром 430 мм до температуры пластичности, выдачу заготовок из печи, центровку заготовок по оси, прошивку заготовок в гильзы размер в размер по диаметру на оправке 250 мм с вытяжкой µ=1,56, прокатку гильз на пилигримовом стане в трубы-плети с фиксированной подачей гильз в очаг деформации при установившемся процессе прокатки mуст., порезку труб-плетей на трубы равной длины, подогрев труб, калибровку, правку, предварительную приемку, нарезку резьбы, навинчивание муфт и ниппелей, гидравлическое испытание и приемку труб, длину непрерывно-литых заготовок определяют из выражений

L З = L T μ Σ ,

μ Σ = μ n μ п р = R 2 З K ( D T S р а с ч ) S р а с ч ,

где LT=36000 - расчетная длина трубы на прокате, мм; µпµпр - суммарный коэффициент вытяжки от слитка до товарной трубы; RЗ - радиус непрерывно-литой заготовки, мм; K=0,965 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве непрерывно-литых заготовок в методической печи; DT=244,5 - номинальный наружный диаметр трубы, мм; Sрасч - расчетная толщина стенки при прокатке труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, равная соответственно 8,25, 9,25 и 10,35 мм, НЛЗ для прокатки труб размером 244,5×7,9 и 244,5×8,9 садят в методическую печь в два ряда, а для прокатки труб размером 244,5×10 мм в один ряд, кантовку НЛЗ производят по 3 заготовки на одно окно с поворотом на 310-320°, прокатку труб-плетей длиной 360000 мм производят по технологии: затравку на длине, равной 1100±100 мм, производят с подачей гильзы в очаг деформации mз=12-14 мм, установившийся процесс прокатки на длине 10250±250 мм производят с подачей mуст=16-18 мм, подачу на длине трубы 1400±200 мм снижают до mз=12-14 мм, прокатку трубы длиной 10500±250 мм производят с подачей mуст=16-18 мм, на длине труб 1400±200 мм подачу снижают до m=12-14 мм, трубу длиной 10500±250 мм прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации mуст=16-18 мм, а оставшийся конец гильзы и пилигримовую головку прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации mп.г=13-14 мм, большие значения которых относится к трубам размером 244,5×10 мм, пилой горячей резки отрезают затравочный конец длиной 400-500 мм, трубу-плеть разрезают на три трубы длиной 12100±100 мм и остаток - пилигримовую головку, нарезку резьбы производят на концевых участках труб, прокатанных с подачей гильз в очаг деформации, соответственно, m=12-14 мм

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами отличается тем, что длину непрерывно-литых заготовок определяют из выражений

L З = L T μ Σ ,

μ Σ = μ n μ п р = R 2 З K ( D T S р а с ч ) S р а с ч ,

где LT=36000 - расчетная длина трубы на прокате, мм; µпµпр - суммарный коэффициент вытяжки от слитка до товарной трубы; Rз - радиус непрерывно-литой заготовки, мм; K=0,965 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве непрерывно-литых заготовок в методической печи; DT=244,5 - номинальный наружный диаметр трубы, мм; Sрасч - расчетная толщина стенки при прокатке труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, равная соответственно 8,25, 9,25 и 10,35 мм, НЛЗ для прокатки труб размером 244,5×7,9 и 244,5×8,9 садят в методическую печь в два ряда, а для прокатки труб размером 244,5×10 мм в один ряд, кантовку НЛЗ производят по 3 заготовки на одно окно с поворотом на 310-320°, прокатку труб-плетей длиной 360000 мм производят по технологии: затравку на длине, равной 1100±100 мм, производят с подачей гильзы в очаг деформации mз=12-14 мм, установившийся процесс прокатки на длине 10250±250 мм производят с подачей mуст=16-18 мм, подачу на длине трубы 1400±200 мм снижают до m=12-14 мм, прокатку трубы длиной 10500±250 мм производят с подачей mуст=16-18 мм, на длине труб 1400±200 мм подачу снижают до m=12-14 мм, трубу длиной 10500±250 мм прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации mуст=16-18 мм, а оставшийся конец гильзы и пилигримовую головку прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации mп.г=13-14 мм, большие значения которых относится к трубам размером 244,5×10 мм, пилой горячей резки отрезают затравочный конец длиной 400-500 мм, трубу-плеть разрезают на три трубы длиной 12100±100 мм и остаток - пилигримовую головку, нарезку резьбы производят на концевых участках труб, прокатанных с подачей гильз в очаг деформации, соответственно, m=12-14 мм. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

Сравнение заявленного способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, позволило выявить признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что соответствует критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

Калибровка труб с допуском по наружным диаметрам ±0,75% и поперечная разностенность ±10% на концевых участках труб позволят освоить производство обсадных труб данных размеров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, исключить брак по черноте и неполному профилю резьбы, исключить отрезку концов труб по некачественной нарезке, повысить производительность нарезного оборудования, снизить расходный коэффициент металла, производить нарезку и сдачу труб по ГОСТ с сохранением несущей способности труб и колонн с более тонкими номинальными стенками.

Предложенный способ производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из НЛЗ диаметром 430 мм заключается в том, что длину непрерывно-литых заготовок определяют из выражений

L З = L T μ Σ ,

μ Σ = μ n μ п р = R 2 З K ( D T S р а с ч ) S р а с ч ,

где LT=36000 - расчетная длина трубы на прокате, мм; µпµпр- суммарный коэффициент вытяжки от слитка до товарной трубы; Rз - радиус непрерывно-литой заготовки, мм; К=0,965 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве непрерывно-литых заготовок в методической печи; DT=244,5 - номинальный наружный диаметр трубы, мм; Sрасч - расчетная толщина стенки при прокатке труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, равная соответственно 8,25, 9,25 и 10,35 мм, НЛЗ для прокатки труб размером 244,5×7,9 и 244,5×8,9 садят в методическую печь в два ряда, а для прокатки труб размером 244,5×10 мм в один ряд, кантовку НЛЗ производят по 3 заготовки на одно окно с поворотом на 310-320°, прокатку труб-плетей длиной 360000 мм производят по технологии: затравку на длине, равной 1100±100 мм, производят с подачей гильзы в очаг деформации mз=12-14 мм, установившийся процесс прокатки на длине 10250±250 мм производят с подачей mуст=16-18 мм, подачу на длине трубы 1400±200 мм снижают до m=12-14 мм, прокатку трубы длиной 10500±250 мм производят с подачей mуст=16-18 мм, на длине труб 1400±200 мм подачу снижают до m=12-14 мм, трубу длиной 10500±250 мм прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации mуст=16-1 8 мм, а оставшийся конец гильзы и пилигримовую головку прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации mп.г=13-14 мм, большие значения которых относится к трубам размером 244,5×10 мм, пилой горячей резки отрезают затравочный конец длиной 400-500 мм, трубу-плеть разрезают на три трубы длиной 12100±100 мм и остаток - пилигримовую головку, нарезку резьбы производят на концевых участках труб, прокатанных с подачей гильз в очаг деформации, соответственно, m=12-14 мм.

Способ был опробован и внедрен на трубопрокатной установке 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ". По данному способу в 2010 г. прокатаны промышленные партии труб размером 244,5×7,9 и 244,5×8,9 мм из стали групп прочности Д и Е, отгружено заказчику более 10500 тонн труб.

На ТПА 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ" была прокатана опытно-промышленная партия труб размером 244,5×7,9 мм из стали группы прочности Д для изготовления обсадных труб с треугольной резьбой по существующей и предлагаемой технологиям. В производство было задано по 40 тонн НЛЗ группы прочности диаметром 430 мм. По существующей технологии в производство были заданы 21 НЛЗ размером 430×1 675±25 мм общей массой 40,1 т. По существующей технологии НЛЗ была нагрета в методической печи №2. Температура нагрева слитков составила 1260-1280°С, а продолжительность нагрева от 6,5 до 8,25 часов. НЛЗ прошивали в прошивном стане на оправке диаметром 250 мм в гильзы размером 430хвн. 265×2570-2650 мм. Гильзы прокатывали на пилигримовом стане при установившемся процессе прокатки с постоянной фиксированной величиной подачи в очаг деформации mуст=17-18 мм в валках с калибром 250 мм на дорнах диаметром 238/239 мм в трубы в горячем состоянии размером 255-257×7,5-9,0×36300 мм, которые были порезаны на пиле на три равные части длиной от 12 до 12,1 м. Трубы подогревали в проходной роликовой газовой печи до температуры 750±20°С и калибровали в пятиклетевом калибровочном стане с номинальным наружным диаметром в холодном состоянии 244,5 мм. Из 63 труб в отделке было принято годными 60 труб. Три трубы были забракованы по дефектам металла и проката (наружные и внутренние плены) и повышенная разностенность по телу труб. Шестьдесят труб были направлены на нарезку резьбы, из них 52 трубы после нарезки приняты ОТК как годные. Забраковано 8 труб. Некачественная нарезка была удалена на обрезных станках и на трубах вновь была нарезана резьба. После повторной нарезки три трубы были забракованы повторно. Затем были произведены замеры толщин стенок. От труб были отрезаны концы длиной 0,5 и 0,6 мм, и снова была нарезана резьба. После третьей нарезки резьбы трубы были приняты. После навертки муфт трубы были подвергнуты гидравлическим испытаниям при давлении 20 МПа (200 кгс/см2) с выдержкой в течение 10 секунд. Из 60 труб выдержали испытания 52 трубы. Восемь труб были забракованы по течам. На данных трубах повторно проводилась нарезка и гидравлические испытания. Две трубы были забракованы. Таким образом, из 60 труб после нарезки резьбы принято 58 труб. Выход годного по резьбе составил 73,3%.

Общая длина сданных труб составила 626,4 м или 26,69 тонны. Средняя длина труб на сдаче составила 10,8 м. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,503. По предлагаемой технологии процесс изготовления труб производили по следующей технологии. Длину НЛЗ рассчитывали в соответствии с п.1 формулы изобретения с учетом расчетной толщины стенки равной 8,25 мм. Размеры заготовок были приняты равными 430×1750±25 мм. В производство было задано 20 НЛЗ общей массой 39,9 т. Нагрев заготовок производили в соответствии с п.2 формулы изобретения. НЛЗ были нагреты в методической печи №2. Температура нагрева слитков составила 1260-1275°С, а продолжительность нагрева от 6,5 до 8,0 часов. НЛЗ прошивали в прошивном стане на оправке диаметром 250 мм в гильзы размером 430хвн. 265×2690-2770 мм. Гильзы прокатывали на пилигримовом стане в соответствии с п.3 формулы изобретения, а именно: затравку на длине, равной ≈1100±100 мм (определяли визуально по разметке желоба пилигримового стана), производили с подачей гильзы в очаг деформации mз=12-13 мм, установившийся процесс прокатки на длине ≈10250±250 мм производили с подачей mуст=16-17 мм, подачу на длине трубы ≈1400±200 мм снижали до m=12-13 мм, прокатку трубы длиной ≈10500±250 мм производили с подачей mуст=16-17 мм, на длине труб ≈1400±200 мм подачу снижали до m=12-13 мм, трубу длиной ≈10500±250 мм прокатывали с подачей гильзы в очаг деформации mуст=16-17 мм, а оставшийся конец гильзы и пилигримовую головку прокатывали-обкатывали с подачей гильзы в очаг деформации mп.г=13 мм. Пилой горячей резки отрезали затравочные концы длиной 400-500 мм, трубы-плети разрезали на три трубы длиной» 12100±100 мм и остаток - пилигримовую головку. Трубы после пилы горячей резки поступали в проходную роликовую газовую печь, нагревались до температуры 750±20°С и калибровались в пятиклетевом калибровочном стане с номинальным наружным диаметром в холодном состоянии 244,5 мм. После калибровки трубы правились на шестивалковой правильной машине и направлялись в отделку на предварительную приемку УТК. Из 60 труб УТК были приняты условно годными 60 труб, которые были направлены на нарезку резьбы. Нарезку резьбы производили в соответствии с п.4 формулы изобретения. После нарезки резьбы УТК было принято годными 60 труб, одна труба была забракована по течи между муфтой и трубой. После повторной нарезки резьбы и испытания труба была принята годной. Выход годного по нарезке составил 98,3%.

Таким образом, из 60 труб после нарезки резьбы принято годными с первого предъявления 100% труб. Одна труба была забраковано по течи между муфтой и трубой при гидравлическом испытании, которая была сдана после повторной нарезки. Общая длина сданных труб составила 696,0 м или 29,65 тонн. Средняя длина труб на сдаче составила 11,6 м. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,346.

Данные по прокатке, нарезке резьбы, гидравлическим испытаниям и сдаче обсадных труб размером 244,5×7,9 мм группы прочности Д с треугольной резьбой, прокатанных на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ" по существующей и предлагаемой технологиям, приведены в таблице.

Из таблицы видно, что выход годного обсадным трубам размером 244,5×7,9 мм группы прочности Д, прокатанным по существующей технологии, по геометрическим параметрам резьбы, отвечающей требованиям ГОСТ 632, составил 73,3%, а расходный коэффициент металла 1,503. По существующей технологии получено 626,4 метра труб. По предлагаемой технологии при прокатке труб размером 244,5×7,9 мм получено 696 метров труб. Выход годного по резьбе составил 98,3%, расходный коэффициент металла 1,346, а средняя длина труб 11,6 м, при одновременном увеличении коэффициента надежности резьбового соединения труб.

Таким образом, при прокатке бесшовных горячекатаных обсадных труб размером 244,5×7,9 мм группы прочности Д под нарезку треугольной резьбы, по предлагаемой технологии, получено снижение брака по геометрическим параметрам резьбы на 20,0%, расходного коэффициента металла на 10,45% при одновременном увеличении коэффициента надежности резьбового соединения труб за счет увеличения номинальной толщины стенки по впадинам на последней нитке винтовой нарезки и увеличении средней длины труб на 7,4%.

Следовательно, результаты проведенного эксперимента подтвердили правомерность формулы изобретения "Способ производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,4×10 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами. За 9 месяцев 2010 г. по данной технологии заводом произведено более 10500 т труб размером 244,5×7,9 и 244,5×8,9 мм. Из таблицы видно, что трубы, прокатанные по предлагаемой технологии (способу), имеют наименьшее количество дефектов по резьбе и течам при гидравлических испытаниях, что приводит к снижению количества перерезов (отрезов) концов по некачественной резьбе, повышению производительности нарезного, отрезного оборудования и гидропресса, снижению расходного коэффициента металла при переделе НЛ3 - обсадная передельная труба - обсадная труба с нарезанными концами и предохранительными элементами (муфта, предохранительное кольцо и ниппель), увеличению длины труб при сохранении или увеличении коэффициента надежности резьбового соединения.

Использование предложенного способа производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×19 мм на ТПА с пилигримовыми станами позволило освоить производство необходимых труб для нефтяной и газовой промышленности России с большим коэффициентом надежности резьбового соединений, снизить расход металла за счет снижения дефектов резьбового соединения, повысить производительность нарезного, отрезного оборудования и гидропресса, а следовательно, снизить стоимость передела труб данного сортамента.

Данные по прокатке, нарезке резьбы, гидравлическим испытаниям и сдаче обсадных труб размером 244,5×7,9 мм группы прочности Д с треугольной резьбой, прокатанных на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ" по существующей и предлагаемой технологиям
Таблица
Вид тех-нол. Задано НЛЗ Прокатка труб на ТПУ 8-16" Нарезка резьбы на трукбах Вы-ход год-ного по резь-бе Рас-ход. коэфф. металла
Размер НЛЗ Мас-са НЛЗ Ко-лич. За-гот. Номинальный размер труб Калибр п/вал-ков Толщи-на стенки по концам труб Прокат. труб Приня-то труб по ГОСТ 632-80 Задано под нарез-ку Приня-то УТК после нарез-ки Брак труб по резь-бе Брак труб по течам Принято годных труб
(мм) (т) (шт.) (мм) (мм) (мм) (шт.) (шт.) (шт.) (шт.) (шт.) (шт.) (шт.) (та) (м) (%) -
Существ. 430×1675±25 40.1 21 244,5×7,9×36000 250 6,9-8,9 63 60 60 52 8 8 58 26,69 626,4 73,3 1,503
Предлаг. 430×1750±25 39,9 20 244.5×8,25×36000 250 7,4-9,1 60 60 60 60 - 1 60 29,65 696,0 98,3 1,346

1. Способ производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10,0 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающий нагрев непрерывно-литых заготовок (НЛЗ) диаметром 430 мм до температуры пластичности, выдачу заготовок из печи, центровку заготовок по оси, прошивку заготовок в гильзы размер в размер по диаметру на оправке 250 мм с вытяжкой µ=1,56, прокатку гильз на пилигримовом стане в трубы-плети с фиксированной подачей гильз в очаг деформации при установившемся процессе прокатки mуст., порезку труб-плетей на трубы равной длины, подогрев труб, калибровку, правку, предварительную приемку, нарезку резьбы, навинчивание муфт и ниппелей, гидравлическое испытание и приемку товарных труб, отличающийся тем, что длину НЛЗ определяют из выражений
L З = L T μ Σ ,
μ Σ = μ п μ п р = R 2 З K ( D T S р а с ч ) S р а с ч ,
где LT=36000 - расчетная длина трубы прокатанной, мм;
µпµпр - суммарный коэффициент вытяжки от слитка до товарной трубы;
Rз - радиус НЛЗ, мм;
K=0,965 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве НЛЗ в методической печи;
DT=244,5 - номинальный наружный диаметр трубы, мм;
Sрасч - расчетная толщина стенки при прокатке труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, равная соответственно 8,25, 9,25 и 10,35 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что НЛЗ для прокатки труб размером 244,5×7,9 и 244,5×8,9 садят в методическую печь в два ряда, а для прокатки труб размером 244,5×10,0 мм - в один ряд, кантовку НЛЗ производят по 3 заготовки на одно окно с поворотом на 310-320°.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что прокатку труб-плетей длиной 360000 мм производят по следующей технологии: затравку на длине, равной 1100±100 мм, производят с подачей гильзы в очаг деформации mз=12-14 мм, установившийся процесс прокатки на длине 10250±250 мм производят с подачей mуст=16-18 мм, подачу на длине трубы 1400±200 мм снижают до m=12-14 мм, прокатку трубы длиной 10500±250 мм производят с подачей mуст=16-18 мм, на длине труб 1400±200 мм подачу снижают до m=12-14 мм, трубу длиной 10500±250 мм прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации mуст=16-18 мм, а оставшийся конец гильзы и пилигримовую головку прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации mп.г=13-14 мм, большие значения которых относятся к трубам размером 244,5×10,0 мм, пилой горячей резки отрезают затравочный конец длиной 400-500 мм, трубу-плеть разрезают на три трубы длиной 12100±100 мм и остаток- пилигримовую головку.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нарезку резьбы производят на концевых участках труб, прокатанных с подачей гильз в очаг деформации, соответственно m=12-14 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение предназначено для повышения качества труб и производительности стана холодной прокатки труб большого типоразмера. Нажимное устройство рабочей клети стана холодной прокатки труб содержит станину с опорным рельсом, установленный между станиной и опорным рельсом клин и механизм продольного перемещения клина в виде винт-гайка.

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Технический результат - повышение качества труб.

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Для изготовления труб методом холодной пилигримовой прокатки используется прокатный стан, включающий в себя опирающуюся по меньшей мере на один упор стержня оправки оправку для прокатки, а также по меньшей мере два воздействующих на трубу снаружи инструмента для обработки давлением предпочтительно наружных валка.

Изобретение может быть использовано для изготовления шестигранных труб для уплотненного хранения в бассейнах выдержки АЭС и транспортировки отработанного ядерного топлива.

Изобретение относится к металлургии. Слитки ЭШП или заготовки нагревают до температуры пластичности, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с внутренним диаметром больше диаметра дорна на 25-30 мм или в гильзы-заготовки.

Изобретение относится к уплотнительным устройствам шатуна стана холодной прокатки труб. Уплотнительная манжета выполнена в сечении в виде соединенного с корпусом опорного элемента и двух эластичных губок с рабочими кромками, расположенными по разные стороны опорного элемента.

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве высокопрочных труб нефтяного сортамента в линиях термических отделений трубопрокатных цехов способом подготовки обсадных и насосно-компрессорных труб под нарезку резьбы с температурой 500-720°С после термообработки, включающим калибрование трубы в валках многоклетьевого калибровочного стана, калибрование на заданный наружный размер с овальностью не более 0,6 мм в валках с круглым калибром без выпусков, размер которого определяют из выражения:Dk =Dt·(1+ ·t), гдеDk - диаметр калибра, мм;Dt - заданный наружный диаметр трубы, мм; - коэффициент линейного расширения материала трубы, ·10 -6 град-1;t - температура трубы, °С,при этом размеры калибра одинаковы для каждой клети, что позволяет изготавливать трубы с овальностью не более 0,6 мм, осуществляя только одну операцию по калиброванию, снижает трудоемкость процесса и позволяет получить качественную трубу для дальнейшей нарезки резьбы.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а точнее к конструкции рабочей клети стана холодной прокатки труб, содержащей неподвижную станину, соединенный с приводом подвижный корпус с вертикально расположенными в нем рабочими валками, их зубчато-реечный привод с шестернями и рейками, нижняя из которых закреплена в неподвижной станине, а верхняя закреплена на откидывающейся траверсе, при этом клеть снабжена установленной на неподвижной станине рамой, закрепленной по боковым сторонам болтами, а по торцам - клиновыми соединениями, откидывающаяся траверса закреплена в раме на оси, выполненной двухопорной, и зафиксирована клином, который имеет привод от гидроцилиндра, а траверса имеет дополнительный гидроцилиндр, корпус которого закреплен шарнирно на ней, а шток шарнирно соединен с рамой, причем клеть имеет защитное средство, которое закрывает рабочее пространство станины и выполнено в виде охватывающей неподвижную станину и шарнирно закрепленной на ней крышки и кожухов, расположенных на боковых поверхностях и торцах станины, при этом крышка снабжена гидроцилиндрами подъема, установленными по боковым сторонам станины, на боковых кожухах установлены маслосборники, а на крышке - маслоотбойники, что позволяет расширить технологические возможности путем сокращения времени на перевалки и обеспечения прокатки труб малыми партиями, повысить надежность.

Изобретение относится к прокатному производству, а точнее к рабочим клетям станов холодной прокатки труб с подвижной силовой станиной. .

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к холодной продольной периодической прокатке труб. .

Изобретение относится к трубному производству, в частности к способу производства передельных труб размером 290×12 мм. Способ включает отливку слитков электрошлаковым переплавом, обточку слитков по наружной поверхности до удаления дефектов литейного происхождения в слитки-заготовки, сверление сквозного центрального отверстия диаметром 100±5,0 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовом стане с подкладными углеродистыми кольцами размером 480хвн.295×250-300 мм в передельные трубы-плети с вытяжкой и обжатием по диаметру, отрезку пилой горячей резки технологических отходов в виде пилигримовых головок и затравочных концов, порезку труб-плетей на две трубы равной длины, правку труб на шестивалковой правильной машине и переработку в товарные шестигранные трубы-заготовки размером 257+2,0/-3,0×6,0+2,0/-1,0×4300+80/-30 мм. Обеспечивается снижение дефектов в виде трещин и рванин, снижение расхода металла при переделе слиток-заготовка - шестигранная труба-заготовка. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Способ включает изготовление рубашек из слитков ЭШП стали марки 10ГН2МФА, изготовление цилиндрических втулок из слитков ЭШП стали марки 08X18Н10Т и изготовление торцевых колец из непрерывнолитых заготовок углеродистых марок сталей. В слитках ЭШП сверлят сквозные отверстия, нагревают до температуры пластичности, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки на оправках в гильзы, которые прокатывают на пилигримовом стане в передельные трубы. Передельные трубы размером 535×вн.245×2600-2650 и 585×вн.240×1800-1850 мм из стали 10ГН2МФА растачивают и обтачивают в цилиндрические рубашки-заготовки размером 520±1,0×вн.265+1,0/-0×1300 и 570±1,0×вн.255+1,0/-0×1750 мм. Передельные трубы размером 280×77×4000 и 270×82,5×3700 мм из стали 08Х18Н10Т растачивают и обтачивают в цилиндрические втулки размером 265+0/-1,0×52,5×1300 и 255+0/-1,0×57,5×1750 мм. Непрерывно-литые заготовки углеродистых марок сталей диаметром 550 и 600 мм, обтачивают, сверлят в заготовках сквозное отверстие и приваривают сплошным швом к одной из сторон цилиндрических рубашек с образованием стаканов. Цилиндрические втулки вставляют в образованные стаканы и соединяют сварочными монтажными швами с рубашками и торцевыми кольцами. Полученные биметаллические заготовки нагревают до температуры 1250-1260°C, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в биметаллические гильзы размером 540×вн.315×1910 и 600×вп.365×2700 мм, которые прокатывают на пилигримовом стане в горячекатаные передельные трубы размером 371×50,5×4500 и 446×54×5100 мм. Производят расточку и обточку горячекатаных передельных труб в готовые биметаллические трубы. Обеспечивается снижение брака труб по толщине плакирующего слоя. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение предназначено для повышения стойкости валков, снижения технологических отходов в виде удаляемых затравочных концов, повышения срока службы полумуфт, шпинделей и шестеренной клети при производстве бесшовных горячекатаных труб диаметром от 245 до 630 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами. Способ включает нагрев слитков и заготовок до температуры пластичности, прошивку слитков и заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовом стане, состоящую из этапов затравки, установившегося процесса прокатки и обкатки-докатки пилигримовой головки, в валках, содержащих по окружности бочки ручей круглого сечения с тангенциальными выпусками, длина которого составлена из последовательно расположенных бойка с центральным углом 90-100°, полирующего участка с центральным углом от 70°, угла продольного выпуска с центральным углом от 40° и холостого участка с центральным углом 150-160°. Снижение динамических ударов при затравке гильз в процессе пилигримовой прокатки обеспечивается за счет того, что скоростной режим вращения валков за один оборот регламентирован математическими зависимостями.

Изобретение предназначено для снижения расходного коэффициента металла без снижения производительности трубопрокатной установки при производстве бесшовных горячекатаных труб диаметром от 273 до 630 мм с толщиной стенки от 8 до 90 мм на трубопрокатной установке 8-16" с пилигримовыми станами. Способ включает нагрев слитков и заготовок до температуры пластичности, прошивку их в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы или гильзы-заготовки, нагрев гильз-заготовок до температуры пластичности, прошивку-раскатку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовом стане, включающую затравку гильз, установившийся процесс прокатки и обкатку-докатку пилигримовой головки. Повышение качества труб, стойкости валков пилигримового стана, срока службы оборудования за счет исключения динамических ударов обеспечивается за счет того, что при прокатке на пилигримовом стане затравку гильз производят со скоростью вращения валков, регламентированной математической зависимостью, учитывающей радиус валков, количество подач, среднее значение коэффициента опережения металла и другие параметры. 1 табл.

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве бесшовных горячекатаных труб из сталей марок 15Х1М1Ф и 10Х9МФБ-Ш для трубопроводов промежуточного перегрева пара котельных установок. Полые слитки ЭШП размером 670хвн.370х1650±50 мм растачивают и обтачивают в полые слитки-заготовки, нагревают до температуры пластичности и прошивают-раскатывают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 690хвн.590х3280-3480 мм. На ТПУ 8-16” с пилигримовыми станами гильзы прокатывают в товарные трубы размером 610х28-32х4700-5400 мм. Обеспечивается повышение механических свойств и точность геометрических размеров труб. 6 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при изготовлении составных дорнов пилигримовых станов. Сплошные сердечники изготавливают из непрерывно-литых заготовок или сортового проката из углеродистых марок стали. С одного конца сердечник просверливают и нарезают правую винтовую нарезку, а на другом конце выполняют утолщение в виде усеченного конуса, с большим основанием на конце сердечника. Замковые части изготавливают механическим способом из бракованных дорнов и поковок стали марки 25Х2М1Ф или из стали, стойкой к ударным воздействиям, выполняют резьбовую нарезку на противоположном от замка конце. Сердечник и замковую часть свинчивают в сборную конструкцию. Заготовки, изготовленные ковкой или отливкой электрошлаковым переплавом, нагревают до температуры пластичности и прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, внутренний диаметр которых больше больших оснований усеченных конусов сердечников на 15-20 мм. Надевают гильзу на сборную конструкцию до соприкосновения с конусом замковой части, и на пилигримовых станах проводят прокатку-накатку гильз на сердечники. Термообработку составных дорновых заготовок с рубашками проводят до получения на поверхности рубашки сорбита глубиной 40-50 мм. Затем проводят механическую обработку составных дорновых заготовок в составные дорны. Обеспечивается снижение расхода теплостойкой износостойкой стали при изготовлении дорнов увеличенной стойкости. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве передельных труб большого и среднего диаметров из слитков и заготовок сплавов на основе титана. Гильзы прокатывают в передельные трубы на ТПУ с пилигримовыми станами, удаляют налипший сплав титана с реборд бойковой части валков и отрезают пилой горячей резки технологические отходы - не полностью обкатанные пилигримовые головки и затравочные концы. Передельные трубы правят с использованием температуры прокатного нагрева, обтачивают и растачивают в товарные или передельные трубы для последующего передела их на станах ХПТ. Удаление налипшего сплава титана с реборд бойковой части валков осуществляют прокаткой труб данного размера из углеродистой марки стали после прокатки n-го количества передельных труб из сплавов на основе титана. Обеспечивается повышение качества наружной поверхности передельных труб. Стабилизации режима нагрева слитков и заготовок обеспечивает повышение производительности ТПУ 8-16". 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к металлургии. Способ включает отливку полых слитков ЭШП из стали марки 10ГН2МФА размером 535×вн.250×3100+100 мм, анодно-механическую резку слитков на две равные по длине заготовки-обечайки, обточку заготовок-обечаек на диаметр 520±1,0 мм, расточку по внутреннему диаметру на конус, меньший диаметр которого составляют 257±1,0 мм, а больший 265±1,0 мм. Заготовки-обечайки заплавляют сталью 08Х18Н10Т, удаляют донные части биметаллических слитков и сверлят в биметаллических слитках размером 520±1,0×гр.265±1,0×1550±50 мм сквозное центральное отверстие диаметром 100±1,0 мм. После расточки на размер 520±1,0×гр.265±1,0×160±1,0×1550±50 мм биметаллические слитки нагревают до температуры пластичности, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 540×вн.305×1640-1770 мм на оправках диаметром 290 мм. Гильзы прокатывают на пилигримовом стане в калибрах 383 мм на дорнах диаметром 271/272 мм с подкладными углеродистыми кольцами в передельные трубы размером 371×50,5×4600-4900 и 446×54×4700-5100 мм. Проводят термическую обработку, правку, расточку и обточку передельных труб в товарные горячекатаные трубы размером вн.279×36×4000-4300 мм с толщиной плакирующего слоя 7±2 мм. Сокращается расход сталей и снижается брак по толщине плакирующего слоя. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к изготовлению составных дорнов пилигримовых станов. Сплошные сердечники дорнов изготавливают из отбракованных сплошных дорнов путем их переточки с выполнением головной - замковой части, рабочей части и направляющей части. Рабочая часть состоит из цилиндрической и конусной частей, направляющая часть - из цилиндрической части и концевого конуса. Нагревают кованые заготовки или слитки-заготовки ЭШП или заготовки, полученные из годных частей отбракованных дорнов диаметром 400-500 мм, из стали 25Х2М1Ф до температуры пластичности и прошивают их в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы. Насаживают гильзу на сердечник и на пилигримовых станах проводят прокатку - накатку гильз на сердечники с образованием составных дорновых заготовок. Составные дорновые заготовки термообрабатывают с получением на поверхностях рубашек сорбита глубиной 40-50 мм и проводят механическую обработку с получением составных дорнов. Многократное использование сердечников, изготовленных из отбракованных сплошных дорнов, обеспечивает снижение расхода теплостойкой износостойкой стали. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к трубопрокатному производству. Способ включает нагрев заготовок до температуры пластичности, прошивку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовом стане в трубы, калибровку труб в калибровочном стане и охлаждение на воздухе. Заготовки выполнены из стали микролегированной ванадием от 0,02 до 0,07% и ниобием от 0,01 до 0,03% или титаном от 0,01 до 0,03% и алюминием от 0,02 до 0,05%. Прокатку труб производят с величиной подачи гильзы в очаг деформации от 15 до 20 мм для труб с толщиной стенки от 10 до 15 мм и от 20 до 25 мм для труб с толщиной стенки от 15 до 20 мм. Обеспечивается увеличение ударной вязкости металла труб после прокатки на пилигримовом стане и снижает энергозатраты на их производство.1 табл.

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Непрерывно-литые заготовки диаметром 430 мм нагревают до температуры пластичности. Прошивают НЛЗ в прошивном стане на оправке диаметром 250 мм с вытяжкой µ1,56. Полученные гильзы прокатывают на пилигримовом стане в трубы-плети с фиксированной подачей гильз в очаг деформации при установившемся процессе прокатки mуст. Трубы-плети разрезают на трубы равной длины, подогревают, калибруют, правят, осуществляют предварительную приемку, нарезку резьбы, навинчивание муфт и ниппелей, гидравлическое испытание и приемку труб. Длину НЛЗ определяют из выраженийLЗLTμΣ,μΣμпμпрR2ЗKSрасч,где LT36000 - расчетная длина прокатанной трубы, мм; µ∑µпµпр - суммарный коэффициент вытяжки от слитка до товарной трубы; Rз - радиус НЛЗ, мм; K0,965 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве НЛЗ в методической печи; DT244,5 - номинальный наружный диаметр трубы, мм; Sрасч - расчетная толщина стенки при прокатке труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, равная соответственно 8,25, 9,25 и 10,35 мм. Обеспечивается повышение надежности резьбовых соединений труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм. 3 н.з. ф-лы, 1 табл.

Наверх