油套管接箍加工變形與圓度控制

秦雙雙

摘 要：隨著經(jīng)濟和科技不斷發(fā)展，石油資源在社會發(fā)展中越來越占據(jù)重要位置。在油套管的生產(chǎn)中，油套管的接箍加工也引起了大家重視。特別是接箍的變形與圓度控制方面，在連接油套管管柱時。油套管的合理使用對保障石油生產(chǎn)作用非常大。為了能夠進一步保障油套管能夠安全可靠的使用，所以要不斷加強這方面研究。

關(guān)鍵詞：油套管;接箍加工;變形;圓度;控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.040

1 前言

油套管是石油生產(chǎn)的必備產(chǎn)品，其通過將帶有螺紋的接箍與兩根套管進行連接，可形成數(shù)千米的套管柱。對于油套管接箍，螺紋加工是重點內(nèi)容之一。因此，接箍的質(zhì)量關(guān)系到整個套管是否安全可靠。所以，在油套管接箍加工的過程中其變形和圓度的適當控制，可以讓螺紋更加可靠，能夠從根本上去解決螺紋質(zhì)量問題。

2 概述與問題

目前，油套管接箍加工還是會存在一些問題。這些問題如果不能得到很好地解決，就會影響油套管使用的安全性。因此，要針對其展開具體研究分析，找到關(guān)鍵核心問題，才能夠針對問題找到最佳解決方式。

2.1 概述

特殊螺紋由于其特有的密封結(jié)構(gòu)和螺紋牙型設(shè)計，能夠很好地保證管柱的連接強度和密封性能。近年來，特殊螺紋的油套管產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各大油田并取得了很好的使用效果。特殊螺紋不同于API螺紋，在保證高連接強度和密封性能的同時，對螺紋參數(shù)也提出了很高的精度要求，特別是螺紋圓度。一般API螺紋圓度要求為0.2mm，而特殊螺紋的圓度要求為0.1mm。目前，進口精密車床都能滿足特殊螺紋齒高、螺距、錐度以及一些常規(guī)尺寸的加工要求。由于石油套管是典型的薄壁工件，內(nèi)螺紋和密封面加工極易發(fā)生彈塑性變形，造成橢圓問題。如果控制不當，極易出現(xiàn)圓度超差問題，難以實現(xiàn)其特有的連接性能和密封性能，以致不能滿足使用要求，導(dǎo)致特殊螺紋接箍的產(chǎn)品合格率下降、加工效率降低和成本增加，成為很多接箍生產(chǎn)廠家加工特殊螺紋接箍的技術(shù)難題。

2.2 問題

在接箍加工的時候，是很容易因為變形問題而產(chǎn)生橢圓的問題。如果控制和操作不當，還會出現(xiàn)嚴重圓度超差問題。這樣的話，就不能夠滿足正常施工需求，也不能夠滿足后續(xù)使用要求，會對生產(chǎn)造成不利影響。因此，要加強這方面研究和分析，找到最佳解決措施。圓度誤差問題，它是石油行業(yè)普遍存在問題之一。從其零部件分析就可以知道，它的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。對于表面和尺寸要求非常高。特別是螺紋中徑和密封方面，其需要加強嚴格控制。如果加工時候出現(xiàn)振動過快而導(dǎo)致出現(xiàn)刀痕的話，也是能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生非常大的影響。在加工時，最好是采用進口精密數(shù)控車床來加工這種特殊螺紋。在實操過程里面，加工工藝主要是包括以下這幾個方面：第一個方面端面粗車，第二個方面內(nèi)孔粗車，第三個方面端面精車和內(nèi)孔精車，第四個方面就是螺紋精車和密封面精車。接箍最好使用三點平口卡爪方式來夾持。在刀削力作用之下，要能夠保證工作組件不發(fā)生變化，確保夾力保持在0.4PSI之下。當這個精車螺紋和密封工作完成之后，要重視一下測試工作。而且，測試時候要明確目標。圓度需要保持在0.02毫米之內(nèi)。如果松開卡爪，可能會出現(xiàn)超差情況。就要對這些情況展開分析和研究，分析圓度超差情況，可以抽取通個規(guī)格接箍來加工內(nèi)螺紋，采用人工測量方式測量檢測接箍密封時候內(nèi)徑和尺寸。當然，測量工具應(yīng)該采取比較高精度或者是專業(yè)螺紋中徑量規(guī)，這樣測試結(jié)果會更加精確可靠。通過上述這些方法，可以測量出內(nèi)螺紋相關(guān)數(shù)據(jù)，查找出問題。

3 原因和解決對策

油套管的生產(chǎn)和使用，是石油資源生產(chǎn)中重要環(huán)節(jié)。因此，要對于其油套管接箍加工情況加以把控，要研究其出現(xiàn)問題原因并找到最好的方案去解決問題。這樣子做的目的就是為了防止油套管出現(xiàn)重大安全隱患，從而影響到整體生產(chǎn)。

3.1 原因

在加工過程中，石油套管非常容易出現(xiàn)變形問題，特別是內(nèi)螺紋加工和密封面加工時，出現(xiàn)變形情況概率非常高。如果控制不當，可能會對整個套管建設(shè)產(chǎn)生巨大影響。這也是為什么要重視圓度控制的原因。接箍屬于經(jīng)典的薄壁零部件，它對于夾持的力度反應(yīng)非常強烈。在接箍螺紋加工時，很容易因為夾持力過大而導(dǎo)致內(nèi)壁圓度出現(xiàn)超差情況。比如說，接箍毛坯，它在自然狀態(tài)之下就是理想圓度。但是，當卡爪夾緊接箍時候，在夾持力的影響和作用之下，接箍毛坯就會出現(xiàn)不均衡彈性變形現(xiàn)象。因此在螺紋車削加工前，應(yīng)先將內(nèi)孔進行車削，把其削成正圓孔，這樣才可以解決這種因加持力產(chǎn)生變形帶來的影響。當接箍加工完成后松開卡爪時，夾緊力消失，接箍就會恢復(fù)原有彈性。這樣一來，這個內(nèi)孔又會出現(xiàn)第二次變化，就有可能變成正三棱形，接箍內(nèi)壁又會隨著這個變化而導(dǎo)致圓度誤差問題變大。

3.2 解決措施

其實，對于螺紋圓度產(chǎn)生重大影響的因素就是夾緊彈性變形問題。所以，只要控制好這個問題，就能夠很好解決螺紋橢圓度情況。要減小接箍夾緊彈性，當這個力度保持在一定范圍之內(nèi)時，可以適當增加接箍跟卡爪之間的接觸面積。通過這種方式，可以非常有效減少變形問題。在此過程里面，還可以適當采用扇形圓弧接觸軟爪來操作，效果會更加理想。一定要保證夾持壓力，才能夠進行增大接箍集中受力情況。也只有這樣，才不會容易出現(xiàn)變形問題。最后，也能夠保證接箍內(nèi)部圓度不存在超差情況。同時，為了能夠保證最大效果，可以采取測試方式先實驗。保證扇形夾持作用，可以抽取出來同樣批次的4個組毛坯，采用同樣夾持力度對其展開實驗。實驗時候要記錄好相關(guān)參數(shù)，比如說螺紋中徑和密封面層次都要重視。

4 結(jié)束語

現(xiàn)在，石油已經(jīng)成為社會發(fā)展重要資源。其能夠?qū)ξ覈茉唇Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響。因此，對于油套管接箍加工工作要引起重視。但是加工過程中還是會碰到一些技術(shù)難題制約著石油行業(yè)發(fā)展，這也值得大家去關(guān)注和重視。但是，隨著科技實力不斷增強，這些問題也會慢慢的被解決掉。

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