[发明专利]钛基管加工筛管矩形或梯形缝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管筛管加工方法，特别是一种钛基管加工筛管矩形或梯形缝的方法。

背景技术

自从1791年英国人格列高尔发现了钛，就引起了世界金属材料的关注，特别是20世纪50年代，因其钛具有“六高一低”（高强度、高耐热、高耐蚀、高韧性、高化学活性和低密度）特点，而广泛应用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继进行研究开发，并取得实际应用；我国在上个世纪60年代开始研究开发，70年代颁布了标准（YB）进入了钛合金研究开发的时代。

所谓钛基筛管（亦称钛合金筛管），安装于油井的油、套管最下端，以钛基管为母体，在母体上采用铣、钻和冲等加工成方、圆、长方形等缝型的产品，用以将开采的液体与地层中的砂石等固体杂质分离的一种特殊管型。这种筛管不仅强度硬度高，塑性韧性好，而且防腐性能也非常好，是一种新兴割缝管产品。

随着海上石油、天然气的钻探开发的步伐加快，钛合金无缝油/套管也随着巨大市场潜力需求量在日益飙升，由于钛具有的高强度、高耐热、高耐腐、高韧性、高化学活性和低密度“六高一低”的特点，进而能达到高耐腐蚀的作用。正是鉴于钛的“六高一低”特点，激光切割对它毫无办法。在试验过程中曾设想采用激光加工钛基管加工筛管，因钛合金高化学活性而不适宜，加工过程中缝的边缘连续烧宽，无法满足技术要求。因此，从机械加工方面急于开发一种技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛基管加工筛管矩形或梯形缝的方法，以达到防砂和抗腐蚀的作用，主要针对深海采油中氯离子对筛管的腐蚀。对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种钛基管加工筛管矩形或梯形缝的方法，该方法包括以下步骤：

1）加工筛管矩形或梯形缝刀片参数的确定

刀片外径尺寸：φ70—φ82㎜；

刀片内孔直径：φ25.4㎜

刀片材质：含有钴、镍、鉻成分的高速合金钢；

刀片厚度：0.5㎜—10㎜；

刀片齿数：24—48齿；

依据钛合金的特性刀片参数还有：

刀片片体的点前角为6°—12°；

刀片片体后角为6°—9°；

刀片片体螺旋角为35°—45°；

片体螺旋角前段为3°—6°；

刀片刀尖圆弧半径为0.3-0.8mm；

2）套管支撑座V字型铁的调整

所述V字型铁是钛基管在加工过程中支撑的V字型铁块，在钛基管加工过程中使用数控专用组合铣床来进行加工，因管径变化必定引起V字型铁支撑体的变化；V字型铁支撑体是可摆动的，V字型铁支撑体下面是两个半径为540㎜的弧形导轨，以钢管支撑座旋转空间零点沿着摆动滑道做左右各3°的摆动,在加工不同规格矩形或梯形缝以空间零点为圆心基点加以调校设备垫铁的位置，再计算出底垫量，方可满足切缝为梯形缝，计算公式如下：

底垫量DS的计算为：

OE=OA-AE；

HE=OH=OE*sin45°或OE*cos45°；

BH=BE-HE且=OS；

DS=DO-BH；

式中：

DO=OA为基准管半径，BE=AE为被加工管半径，OE为基管与被加工管的半径差，△EHO为等腰三角形故HE=OH

3）机床参数的调整

空运行所选择的数控专用组合铣床，将数控专用组合铣床横梁上的限位挡块调整到刀片距套管2㎜处时，刚好接触到减速限位开关，然后缓速进给15㎜后，挡块接触到返回限位开关，将挡块紧固，数控专用组合铣床还需调整如下参数：

冷却刀片的冷却水压：不低于0.1Mpa；

压紧套管的汽缸所需的压缩空气：120-140psi；

安装了铣刀片的主轴转速：120-135rpm；

铣刀加工筛管的进刀速度：4-6.3㎜/min；

4）切割加工