[发明专利]加重钻杆两端接头段镦粗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油钻具的热加工方法，具体地讲，本发明涉及一种钻杆端部镦粗方法。

背景技术

目前，绝大部分陆地、浅海区域的石油资源因人类过度开采，现已日渐枯竭，各国把汲取石油资源的眼光转至深海，因为已探明深海区域存在丰富的石油资源。由于海洋钻采石油的环境比陆地恶劣许多，再加上海浪冲击和钻井深度加深等原因，对配套的石油钻杆强度指标有更高要求。否则，不能满足深海石油钻采条件。加重钻杆旨在提高抗拉强度、抗扭性能的专用钻具，主要应用于深海石油钻采，其结构特征为中 段管壁分段加厚，两端接头段管径加粗。尽管如此，加重钻杆仍属于细长杆类构件。在现有技术条件加重钻杆采用强度性能指标好，抗扭能力强的合金钢棒材切削成形。加重钻杆成品的常规长度在10m左右，加粗的接头段位于两端仅数拾公分长，占总长度90%以上的中间各段因外径尺寸相对小，必须按两端接头段直径选定的合金钢棒料。由此可知，现有技术条件下制造加重钻杆切削量大，材料利用率低，机加工工时长，制造成本大。

发明内容

本发明主要针对现有技术存在的问题，提出一种加重钻杆两端接头段镦粗方法，该方法通过两次镦击成形，在不降低强度指标的前提下，达到整体切削量少，材料利用率高，降低生产成本的目的。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

加重钻杆两端接头段镦粗方法，其改进之处在于：等径圆柱形坯料两端分别被镦粗成接头段，每一端镦粗分预镦粗和终镦粗两步完成，其步骤如下：

A1、首先将水平放置的坯料一端伸入加热炉内，第一次加热至1060℃～1100℃，加热长度比接头段净长度长20mm～50mm；

A2、从加热炉中抽出坯料，将已加热的接头段转至预镦粗工位，坯料已加热段轴向穿过模具并外露；

A3、在坯料定位、夹紧后，与模具同轴的压力镦粗机镦头轴向撞击坯料已加热端，在模具的约束下，加热段被镦粗至外径比接头段外径小10mm～15mm；

B1、接着将水平放置的坯料已作预镦粗的一端伸入加热炉内，再次加热至1020℃～1080℃，加热长度比接头段净长度长20mm～50mm；

B2、从加热炉中抽出坯料并转至终镦粗工位，坯料已加热段轴向穿过模具并外露；

B3、在坯料定位、夹紧后，与模具同轴的压力镦粗机镦头再次轴向撞击坯料已加热端，在模具的约束下加热段被镦粗，其外径比接头段外径大3mm～5mm，长度比接头段净长度长10mm～15mm；

C、未镦粗的另一端重复A、B工序。

本发明中应用的加热炉为中频热感应炉。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、钻杆两端的接头段采用镦粗工艺成形，取用的棒材直径小，可节省坯料用量  %左右，大大节省用料成本；

2、钻杆两端的接头段被镦粗，大大减少中段成形切削量，节省机加工工时，提高生产效率；

3、钻杆接头段经锻打成形，直接改善了金属纤维组织和密度，进一步提高接头段的机械强度和抗扭能力。

附图说明

图1是本发明镦粗后的形状示意图，图中实线是加重钻杆外形图，虚线是棒料镦粗后的外形图。

图2是坯料已加热段轴向穿过模具并外露的示意图。

图3是压力锻粗机镦头轴向撞击坯料已加热端示意图。

具体实施方式

下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。

加重钻杆两端接头段镦粗方法，首先按中段直径并外加切削余量选择相应直径的坯料1，接着分别实施坯料1两端镦粗成接头段1.1的工序，每一端镦粗分预镦粗和终镦粗两步完成，其步骤如下：

A1、首先将水平放置的坯料1一端伸入加热炉内，第一次加热至1060℃～1100℃，加热长度比接头段1.1净长度长20mm～50mm；

A2、从加热炉中抽出坯料1，将已加热的接头段1.1转至预镦粗工位，坯料1已加热段轴向穿过模具2并外露；

A3、在坯料1定位、夹紧后，与模具同轴的压力镦粗机镦头轴向撞击坯料已加热端，在模具的约束下，加热段1.1被镦粗至外径比接头段外径小10mm～15mm；

B1、接着将水平放置的坯料1已作预镦粗的一端伸入加热炉内，再次加热至1020℃～1080℃，加热长度比接头段1.1净长度长20mm～50mm；

B2、从加热炉中抽出坯料1并转至终镦粗工位，坯料1已加热段轴向穿过模具2并外露；