Способ комбинированной высадки концов труб

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано при производстве нефте- и газопромысловых труб с высаженными концами. Нагретый конец трубы деформируют на прессе в рабочей полости матрицы пуансоном за несколько операций. При том на трубе получают наружную переходную зону и удлиненную внутреннюю переходную зону. Внутреннюю переходную зону формируют последовательно по кольцевым участкам при уменьшении от первой операции к каждой последующей операции длины хода пуансона и длины нагретого участка трубы. Кроме того, на каждой последующей операции используют матрицу с увеличенным внутренним диаметром рабочей полости и пуансон с уменьшенным наружным диаметром рабочей поверхности. В результате вследствие снижения усилия высадки исключается появление критических деформаций и потеря устойчивости осаживаемого конца трубы. 1 ил.

 

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано при производстве нефте- и газопромысловых труб с высаженными концами.

Известна технологическая схема высадки концов труб в несколько переходов, согласно которой способ комбинированной высадки концов труб включает наружное утолщение конца трубы, которое затем редуцированием переводят внутрь. После этого выполняют наружную высадку и получают комбинированную высадку (Ткаченко В.А. и др. «Трубы для нефтяной промышленности», М., Металлургия, 1968 г., с. 126-127. Рис. 50 г). Недостатком известного способа является невозможность получения удлиненной (не менее 101,6 мм) внутренней переходной зоны. Наличие удлиненной внутренней переходной зоны концов бурильных труб является в настоящее время необходимым условием, обеспечивающим высокие потребительские свойства этого вида трубной продукции с уровнем требований PSL2 и PSL3 API 5DP и ГОСТ Ρ 54383.

Наиболее близким по своей технической сути и достигаемым результатам (прототип) является способ комбинированной высадки труб с получением преимущественно удлиненной внутренней переходной зоны, которую осуществляют в три операции. Первоначально деформируют конец трубы с уменьшением только внутреннего диаметра высадки до величины 1,03-1,07 от его заданного значения. Следующую операцию проводят в той же матрице с высадкой металла трубы внутрь за счет применения пуансона меньшего диаметра. Последнюю операцию осуществляют с преимущественным течением металла трубы наружу в сторону увеличения наружного диаметра высадки до заданной величины (Пат. РФ №2474485, МПК B21J 5/08, опубл. 10.10.2012 г.). Недостатком способа по прототипу является недостаточный уровень качества высадки за счет наличия критической величины деформации в операциях, что предопределяет повышенное усилие высадки и снижает устойчивость нагретого конца трубы в полости матрицы при формовании удлиненной внутренней переходной зоны.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в получении комбинированной высадки с получением удлиненной внутренней переходной зоны с высоким уровнем качества высадки за счет устранения эффекта потери устойчивости осаживаемого конца трубы.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе комбинированной высадки концов труб с получением удлиненной внутренней переходной зоны, включающем деформирование нагретого конца трубы на прессе в полости матрицы посредством перемещаемого пуансона за несколько операций, удлиненную внутреннюю переходную зону получают последовательно по кольцевым участкам путем уменьшения длины хода перемещаемого пуансона и длины нагретого участка трубы от первой операции к каждой последующей с одновременным увеличением внутреннего диаметра рабочей полости матрицы и уменьшением наружного диаметра рабочей поверхности пуансона в каждой операции.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез бурильной трубы с высаженным концом с обозначением последовательности выполнения операций при высадке.

Бурильная труба с высаженным концом включает непосредственно трубу 1 с высаженным концом 2 с наружной переходной зоной 3 и удлиненной внутренней переходной зоной 4 с наклонной образующей 11 от поверхности внутреннего отверстия 5 трубы 1 к поверхности внутреннего отверстия 6 высаженного конца 2 в виде последовательно расположенных кольцевых участков 7, 8, 9, 10…

Концевой участок трубы, длиной Lн, которую определяют в зависимости от заданных геометрических параметров высадки, нагревают до установленной для данного материала трубы температуры горячей деформации и перемещают в предварительно подготовленный ручей рабочей полости первой по ходу технологического цикла матрицы. Затем производят фиксацию конца трубы и его последующую высадку в полость матрицы за счет перемещения пуансона в направлении V. Количество операций высадки определяют исходя из начальных размеров трубы и размеров высаженного конца трубы с учетом припусков на механическую обработку.

В каждой операции предлагаемого способа выполняют высадку, для которой характерно одновременное течение металла как внутрь, по направлению к пуансону - с последовательным уменьшением диаметра внутреннего отверстия 6 высаженного конца трубы 2 от d1 до d4, так и наружу, по направлению к матрице - с последовательным увеличением наружного диаметра высаженного конца трубы 2 от D1 до D4. Одновременно при этом получают удлиненную внутреннюю переходную зону 4 длиной Lв с наклонной образующей 11 последовательно с помощью кольцевых участков 7, 8, 9, 10 за счет свободного течения металла, внутрь в каждой операции. Таким образом, объем деформируемого участка трубы в каждой операции обеспечивает заполнение свободных полостей матрицы и получение кольцевого участка удлиненной внутренней переходной зоны 4 с наклонной образующей 11. В первой операции при перемещении пуансона в направлении V на величину смещаемой длины трубы l1 и течения деформируемого металла в указанных выше направлениях наружный диаметр высаженного конца 2 увеличивают до диаметра D1, внутреннее отверстие уменьшают до диаметра d1 и получают кольцевой участок 7 удлиненной внутренней переходной зоны 4 с частью общей наклонной образующей 11. Затем концевой участок трубы длиной Lн, уменьшенный на длину l1, подогревают до требуемой температуры и производят следующую операцию высадки. При этом пуансон перемещают от достигнутого в предыдущей операции положения на величину смещаемой длины трубы l2, меньшую длины l1, наружный диаметр высаженного конца 2 увеличивают до диаметра D2, внутреннее отверстие уменьшают до диаметра d2 и получают кольцевой участок 8 удлиненной внутренней переходной зоны 4 с частью общей наклонной образующей 11 и так далее до получения требуемых размеров высаженного конца 2 с удлиненной внутренней переходной зоной 4. Предлагаемый способ обеспечивает возможность получения при высадке удлиненной внутренней переходной зоны длиной Lв с наклонной образующей 11 по частям, отсутствие при этом критических деформаций в операциях за счет снижения усилий высадки и повышение устойчивости нагретого конца трубы в полости матрицы.

Способ прошел опытно-промышленное опробование при высадке 21 шт. бурильных труб БК-88,9Ч8,0 мм группы прочности Л на прессе фирмы «SMS Meer».

Высадка производилась в четыре операции с использованием высадочного инструмента следующих размеров:

I операция: внутренний диаметр матрицы - 90,8 мм; диаметр пуансона - 69,8 мм;

II операция: внутренний диаметр матрицы - 92,0 мм; диаметр пуансона - 64,0 мм;

III операция: внутренний диаметр матрицы - 94,0 мм; диаметр пуансона - 56,0 мм;

IV операция: внутренний диаметр матрицы - 96,3 мм; диаметр пуансона - 48,5 мм.

Температуру нагрева конца трубы во всех операциях поддерживали в диапазоне 1107-1232°C. Длины нагретого участка трубы и хода перемещения пуансона по операциям составляли соответственно: I операция: 500 мм и 90 мм; II операция: 410 мм и 55 мм; III операция: 300 мм и 50 мм: IV операция: 250 мм и 25 мм. Распределение усилий высадки по операциям составило 1950/1930/1910/1510 кН при максимальном усилии пресса 2500 кН.

Полученные геометрические размеры и качество высаженной части на трубах БК-88,9Ч8,0 мм группы прочности Л соответствовали требованиям к продукции PSL2 стандарта API 5DP в том числе и в части длины внутренней переходной зоны - 101,6 мм.

Способ комбинированной высадки концов труб, включающий деформирование нагретого конца трубы на прессе в рабочей полости матрицы посредством перемещаемого пуансона за несколько операций с получением на трубе наружной переходной зоны и удлиненной внутренней переходной зоны, отличающийся тем, что внутреннюю переходную зону получают последовательно по кольцевым участкам при уменьшении от первой операции к каждой последующей операции длины хода перемещаемого пуансона и длины нагретого участка трубы, при этом на каждой последующей операции используют матрицу с увеличенным внутренним диаметром рабочей полости и пуансон с уменьшенным наружным диаметром рабочей поверхности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стержневых деталей с утолщениями. Стержень размещают в отверстии матрицы с опорой на выталкиватель.

Изобретение относится в области машиностроения и может быть использовано для холодной высадки изделий. Устройство содержит смонтированные в корпусе инструмент для холодной высадки, обжимной элемент и пуансон.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей сложного профиля. Матрица для высадки содержит вставку и бандажное кольцо.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в трубном производстве при изготовлении труб нефтяного сортамента с утолщенными концами.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано при деформировании концевых участков криволинейных труб.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к трубному производству. Осуществляют деформирование нагретого конца бурильной трубы на прессе в полости разъемной матрицы посредством перемещаемого пуансона за четыре последовательных операции высадки.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении многогранных деталей типа гаек. Матрица содержит корпус, в который запрессована промежуточная втулка.

Изобретение относится к области обработки давлением заготовок в виде прутков прямоугольного или круглого сечения и может быть использовано при изготовлении петель железнодорожных вагонов и других деталей типа стержней с утолщением на торце, несоосным по отношению к стержню.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении многогранных деталей типа гаек. Матрица для высадки этих изделий содержит корпус, в который запрессованы последовательно расположенные коническая вставка с многогранным отверстием и коническая вставка с местом для формирования фаски на торце гайки.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения утолщений различной конфигурации, толщины и диаметра на стержневых заготовках в виде прутка на кривошипных прессах.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении колес для транспортных средств. Для изготовления компонента основания обода составного колеса используют трубчатую заготовку, которую подвергают горячей штамповке осадкой в пресс-форме. При этом на части заготовки формируют требуемую форму. Часть заготовки, подвергаемую осадке, нагревают до температуры штамповки на месте обработки в пресс-форме. Предпочтительно используют индукционный нагрев. При изготовлении основания обода изготовленный указанным выше способом компонент приваривают к по меньшей мере еще одному компоненту. Используемая пресс-форма содержит две части, которые имеют возможность перемещения относительно друг друга, и нагревательный элемент. В результате обеспечивается повышение износостойкости и надежности основания обода составного колеса. 8 н. и 25 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей в форме стержня с фланцами. Нагретый слиток поэтапно деформируют в формовочной машине. На первом этапе деформирования получают стержневую заготовку, диаметр которой равен минимальному диаметру готовой детали. По меньшей мере на одном следующем этапе на стержневой заготовке высаживают по меньшей мере один фланец с получением его большего по сравнению с диаметром стержневой заготовки конечного диаметра. В результате обеспечивается возможность изготовления деталей с улучшенными свойствами из слитков различных размеров. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления насосно-компрессорных труб из легированных конструкционных сталей. Для обеспечения повышенных механических свойств и точности геометрических размеров трубы способ включает нагрев концов мерных труб, их горячую высадку на горизонтально-ковочной машине, охлаждение и отпуск. Высадку концов труб ведут за два перехода со степенью деформации на первом переходе 36-42%, затем подстуживают конец трубы до температуры 900-920°C водовоздушной смесью и производят второй переход с деформацией 10-12%. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении длинноосных изделий типа стержня с утолщением. Используют исходную заготовку диаметром, меньшим наружного диаметра утолщения. Первоначально формообразуют утолщение путем высадки металла конца исходной заготовки под действием пуансона штампа в полость между рабочими торцами пуансона и подвижной ступицы. Ступицу размещают в корпусе штампа соосно матрице с обеспечением выступания конца исходной заготовки над рабочим торцом ступицы и фиксируют до момента окончания формообразования утолщения. Затем ступицу растормаживают и производят формообразование стержня выдавливанием металла оставшейся части заготовки в отверстие матрицы при одновременном воздействии на заготовку пуансона и ступицы. В результате обеспечивается повышение качества полученных изделий и стойкости используемого инструмента. 1 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей сложного профиля. Матрица для высадки содержит бандажное кольцо с внутренней конусной поверхностью и вставку с наружной конусной поверхностью и полостью, имеющей перепад диаметров. Вставка запрессована в бандажное кольцо с переменным натягом. Натяг образован различной на противоположных торцах матрицы величиной разности между внутренним диаметром бандажного кольца и вставки. Вставка в месте перепада диаметров полости выполнена со ступенчатыми отверстиями. Часть упомянутых ступенчатых отверстий с диаметром 0,2-0,5 мм расположена со стороны полости вставки. Часть отверстий с диаметром 1-4 мм расположена со стороны ее наружной поверхности вставки. На упомянутой поверхности в месте выхода отверстий выполнены продольные канавки, количество которых совпадает с количеством отверстий. В результате обеспечивается повышение циклической стойкости и прочности матрицы. 3 ил.

Изобретение относится к элементу, который входит в состав кузова транспортного средства, такого как автомобиль, устройству для его изготовления и способу его изготовления. В элементе каркаса кузова транспортного средства изогнутая часть, которая образована в основном корпусе элемента, изготовленного из металлической пластины, выполнена из утолщенной части, в которой толщина листа металлической пластины в качестве материала основного корпуса элемента, постепенно увеличивается. В результате обеспечивается избежание увеличения сверх необходимости толщины листа части, где напряжение не концентрируется, что способствует повышению весовой эффективности. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано при производстве нефте- и газопромысловых труб с высаженными концами. Нагретый конец трубы деформируют на прессе в рабочей полости матрицы пуансоном за несколько операций. При том на трубе получают наружную переходную зону и удлиненную внутреннюю переходную зону. Внутреннюю переходную зону формируют последовательно по кольцевым участкам при уменьшении от первой операции к каждой последующей операции длины хода пуансона и длины нагретого участка трубы. Кроме того, на каждой последующей операции используют матрицу с увеличенным внутренним диаметром рабочей полости и пуансон с уменьшенным наружным диаметром рабочей поверхности. В результате вследствие снижения усилия высадки исключается появление критических деформаций и потеря устойчивости осаживаемого конца трубы. 1 ил.

Наверх