影響鉆具螺紋維修質(zhì)量的因素及對策

張鐵軍 李寧波 王德軍 宋春梅

[摘要] 針對在鉆具螺紋車修過程中出現(xiàn)的影響螺紋車修質(zhì)量的因素進行具體分析,分析了常見螺紋失效的形成原因和解決方案,從而對進一步提高鉆具維修質(zhì)量進行有益的探索。

[關(guān)鍵詞] 鉆具螺距緊密距錐度牙形角偏差量規(guī)

鉆具螺紋是連接鉆柱的重要部分,鉆柱在不同井段長時間承受拉伸、壓縮、彎曲、內(nèi)外壓力等復(fù)合應(yīng)力的作用,而螺紋連接部位是最薄弱的環(huán)節(jié),據(jù)統(tǒng)計,失效事故80%以上發(fā)生在螺紋連接處,由此可見鉆具螺紋質(zhì)量對保證鉆井作業(yè)順利有著極其重要的意義。下面將從影響螺紋車修質(zhì)量因素出發(fā),就如何提高鉆具螺紋加工質(zhì)量進行探討。

1、影響因素的分析

1.1 設(shè)備因素

車床精度是影響加工質(zhì)量的重要因素,車床錐度杠、絲杠精度較差、部分配件損壞或各軸間隙沒調(diào)整好等設(shè)備因素都會使工件在加工過程中產(chǎn)生各種缺陷。目前鉆具維修采用的是沈陽生產(chǎn)的SI—245A,SI—245B,SI—262A專用管螺紋車床,這幾種車床操作方便,設(shè)計精度能夠滿足鉆具維修要求,床身上設(shè)計有錐度杠,對大錐度的鉆具螺紋車修更加方便易行,但車床長時間運轉(zhuǎn),床身導(dǎo)軌、錐度杠、光杠等產(chǎn)生磨損導(dǎo)致螺紋錐度超差;主軸的軸向竄動,絲杠的磨損、中心架的高低調(diào)整不當(dāng)都會導(dǎo)致螺距超差,當(dāng)兩個螺距不同、錐度超差的內(nèi)外螺紋旋合時,并不能實現(xiàn)所有的齒面全面接觸,只有部分螺紋承受應(yīng)力,造成局部齒面應(yīng)力過高,當(dāng)螺紋所受應(yīng)力超過屈服極限使這部分螺紋就會被破壞,導(dǎo)致螺紋過早失效。

1.2 刀具的因素

目前管具公司在維修鉆具螺紋推廣使用的是一次成型刀具,這種刀具精度高,使用方便,但在使用過程中刀刃易磨損,崩刃。在切削過程中應(yīng)經(jīng)常檢查及時調(diào)整刀刃,并合理選擇且削速度,避免由于刀刃磨損造成的齒高不足,牙型角超差,崩刃引起紋上紋。另外在刀桿安裝過程中要注意先把合適的伸出量,避免由于刀稈夾得過長引起顫動,這樣既會加快刀具的磨損,進而影響到整個螺紋車修質(zhì)量。

1.3 量規(guī)的因素

量規(guī)是維修工人對鉆具螺紋進行自檢和抽檢最常用的量具,量規(guī)的準確與否直接影響鉆具螺紋的質(zhì)量。尤其是螺紋量規(guī)在反復(fù)的裝卸過程中由于不斷地與工件旋合摩擦?xí)霈F(xiàn)局部磨損或均勻磨損。塞規(guī)變小,環(huán)規(guī)變大,誤差逐漸增大,當(dāng)積累誤差超過極限誤差時會導(dǎo)致車修螺紋嚴重超差,因此應(yīng)對螺紋量規(guī)及時校驗,確保螺紋工作量規(guī)處于有效使用狀態(tài)的前提下,應(yīng)做好職工的量規(guī)使用教育工作,定期對螺紋量規(guī)進行保養(yǎng),同時要及時清除扣規(guī)內(nèi)粘附的鐵屑、油泥等污物,最大可能的減少量具的磨損,提高螺紋量規(guī)的使用精度,以達到提高螺紋車修質(zhì)量的最終目的。

1.4 人為的因素

在影響螺紋車修質(zhì)量的各因素中,人為因素是最為主要的。由于操作者技能水平不高,極有可能出現(xiàn)提前退刀、刀具選擇不當(dāng)、錐度調(diào)整不合適等都會影響車修質(zhì)量。另外車修過程中除了操作者本身的技能以外操作者的責(zé)任心也是一個關(guān)鍵的影響因素。如果在車修過程不能嚴格按照操作規(guī)程操作,車修螺紋時出現(xiàn)中途趕刀, 致使車刀沿非正常的螺紋線行走,螺距不均,公扣退刀不完整,母扣擴錐口過小或過大,喇叭口過短或過長,或不按要求找正直接進行車修,出現(xiàn)螺紋橢圓,加上自檢或抽檢是測量不準確都有可能使不合格產(chǎn)品混入到成品臺上。

2、解決辦法或采取的措施

2.1 設(shè)備方面

對車修的螺紋及時進行各項單項參數(shù)測量,若因為絲杠的磨損造成螺距逐漸增大,則應(yīng)及時進行更換維修。錐度杠的磨損造成對錐度的影響,可以對低度杠的角度進行微調(diào),然后重新車修螺紋再進行測量,直到錐度合適。中心架的過高或過低都會引起鉆具在軸向竄動,造成螺距超差?，F(xiàn)在我們所用的中心架是可調(diào)式的,用水平儀以車床軸線和中心架托輥上鉆具軸線進行找平,做好標(biāo)記。并且在車修不同規(guī)格鉆具時進行相應(yīng)調(diào)整,可避免中心架高度不合理造成的對螺紋加工質(zhì)量的影響。在平常工作時嚴格要求操作者及時對車床的間隙及時進行調(diào)整,防止因車床間隙使吃刀時讓刀過大。在設(shè)備運轉(zhuǎn)到規(guī)定的時間后及時進行大修,保證因設(shè)備因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響降到最低。

2.2 人員素質(zhì)方面

對于人員素質(zhì)因素造成的影響,解決方法主要是通過對操作者進行培訓(xùn),進行理論知識與現(xiàn)場實際相結(jié)合的辦法,組織車工學(xué)習(xí)最新的國家標(biāo)準和行業(yè)標(biāo)準。解決操作者只會干活不懂理論知識,造成的加工產(chǎn)品質(zhì)量不合格的現(xiàn)象。

2.3 刀具方面

精車刀在多次車修磨損后螺紋牙型會產(chǎn)生變化,用單牙卡板和梳齒規(guī)檢驗時會出現(xiàn)“卡不穩(wěn)”的現(xiàn)象。因此選用精車刀時應(yīng)選用質(zhì)量高、耐磨、硬性好的車刀,確保在多次車修后牙型角不變,并能獲得較低的表面粗糙度。切削過程中應(yīng)經(jīng)常檢查及時調(diào)整刀刃,并合理選擇切削速度,避免由于刀刃磨損造成的齒高不足,牙型角超差。

對于車刀桿裝夾不合適造成的對質(zhì)量的影響主要是刀桿裝夾不正,用錐度規(guī)和螺紋工作規(guī)分別測試緊密距就能看出。解決此問題只能對刀桿進行微調(diào),并多次車修后測量錐度,直至合適為止。

2.4 溫差方面

在工件溫度與室外相差較大時,加工緊密距盡量按公差上限加工,或等鉆具螺紋溫度降低后再進行測量,以保證加工精度。操作者若有經(jīng)驗可在加工時自行調(diào)整,提出估計縮小量,否則就只能待工件冷卻后,測量不合適再進行二次加工。

2.5 量具的影響

對螺紋工作量規(guī)要及時進行校驗,并在檢驗時常有新螺紋規(guī)對工件進行測量,與使用的工作量規(guī)偏差較大時,則對使用的量規(guī)停用,待校驗修理合格后方使用。鋼板尺在工作中磨損相對較快,在達不到使用要求時就應(yīng)及時更換,以保證螺紋基本尺寸的合格。

3、結(jié)論

由以上分析可知,影響鉆具螺紋車修質(zhì)量的因素是多方面的,作為鉆具螺紋車修的主要單位,要提高鉆具加工質(zhì)量,既要提高車工的車修技術(shù)水平,還要從設(shè)備方面、刀具、量具等多方面入手,降低生產(chǎn)過程中影響鉆具螺紋車修質(zhì)量的不利因素,從根本上提高車修水平,確保供井鉆具螺紋質(zhì)量。