CN102717014A - 石油钻采用套管吊卡的自由锻方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油钻采用套管吊卡的自由锻方法，按照以下步骤实施：步骤1、锻件的下料；步骤2、制坯锻方；步骤3、分料；步骤4、上下胎；步骤5、压槽；步骤6、锻两边端部；步骤7、氧气热切流向两边端部的金属。本发明的方法，利用的工具简单，工艺方法科学合理，所制备的套管吊卡，锻件沿成品外形成形，弓背可不进行机械加工，能够保持锻件的完整流线；其力学性能指标优于方块方式机械加工件；按照本发明方法实施，250吨（含）以下的套管吊卡至少能够节约金属25公斤，350吨～500吨套管吊卡至少能够节约金属35公斤，如果年产套管吊卡1000只，可节约原材料30吨以上，而且能够确保生产质量。

Description

石油钻采用套管吊卡的自由锻方法

技术领域

本发明属于机械设备制造技术领域，涉及一种石油钻采用套管吊卡的自由锻方法。

背景技术

套管吊卡是钻机提升设备中的关键配件，所有提升载荷均由套管吊卡承受，套管吊卡必须符合API 8C的要求，材料及力学性能要求极其严格。套管吊卡系列包括75吨、150吨、250吨、350吨、500吨、750吨、1000吨等系列规格，套管吊卡的形状如图1，石油钻采用套管吊卡所用材料为20SiMn2MoVA，重量一般为100kg～2500kg，套管吊卡一般采用小批量生产。套管吊卡的锻造过程一般分为几种方式：1）直接锻为方块，然后利用机械切削加工来成形。2）压出中间凹槽，其余利用机械切削加工来成形。3）利用一些模具锻出形状。现有技术一般采用整体锻造，锻造工艺极其复杂，费时费力，加工处理工艺步骤多，且对加工参数的要求高。

发明内容

本发明的目的是提供一种石油钻采用套管吊卡的自由锻方法，解决了现有技术锻造工艺极其复杂，费时费力的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种石油钻采用套管吊卡的自由锻方法，按照以下步骤实施：

步骤1、锻件的下料：

根据不同套管吊卡规格，选择下料所需圆钢规格；250吨以下的套管吊卡下料采用圆钢φ250；350吨～500吨套管吊卡下料采用圆钢φ300；750吨以上套管吊卡采用钢锭锻造；

步骤2、制坯锻方：

制坯锻方时高度尺寸是锻件要求的尺寸加上预留的尺寸；不能一次性锻到高度尺寸，要求250吨以下的套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大20mm；350吨～500吨套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大30mm；750吨以上套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大40mm；

步骤3、分料：

用小圆钢压痕；在要压槽的正中间用小圆钢压痕，向左右量出凸台宽度尺寸用小圆钢压痕；

步骤4、上下胎：

将下胎至于下砧上，将压痕过的坯料放在下胎上；

步骤5、压槽：

用压槽冲子沿正中间压痕向下锻造，不能一次锻压到底；在锻压到工艺尺寸的一半时，将压槽冲子取出，然后将坯料翻转90度，将流向两侧的金属回笼；压槽冲子放回去再压到底，达到工艺尺寸；然后再将坯料翻转90度，轻轻回笼两侧的金属，锻平；

步骤6、锻两边端部：

将方铁放在一侧，以压痕为定位基准，重击，将方铁与凸台锻平；然后再将坯料翻转90度，轻轻回笼两侧的金属，锻平；锻完一边再锻另一边端部，修正；

步骤7、氧气热切流向两边端部的金属。

本发明的有益效果是，利用的工具简单，工艺方法科学合理，所制备的套管吊卡，锻件沿成品外形成形，弓背可不进行机械加工，能够保持锻件的完整流线；其力学性能指标优于方块方式机械加工件；节省原材料，降低成本提高质量。

附图说明

图1是本发明方法所要加工的套管吊卡最终锻件结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明方法所要加工的套管吊卡成品结构高度尺寸H示意图（制坯锻方图）；

图4是本发明方法所要加工的套管吊卡成品结构宽度尺寸M示意图（制坯锻方图）；

图5是本发明方法中的锻造过程中的压痕位置示意图；

图6是本发明方法中的锻造过程中的压槽位置示意图；

图7是本发明方法中的锻造过程中的切割位置示意图；

图8是本发明方法中的回镦状态的工件主体结构示意图。

图中，1.翅膀，2.端部，3.弓背，4.中间槽，5.凸台，6.下胎，7.垫铁，8.压槽冲子，9.坯料。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1、图2，本发明方法所要加工的石油钻采用套管吊卡结构是，套管吊卡主体的截面为U型结构，套管吊卡主体的下端是弓背3，套管吊卡主体的两个上端是凸台5，套管吊卡主体的内腔是中间槽4，套管吊卡主体的两边的立面外侧分别有一个翅膀1，每个翅膀1的外端称为端部2。

本发明的石油钻采用套管吊卡的自由锻方法，针对上述的结构，按照以下步骤实施：

步骤1、锻件的下料：根据不同套管吊卡规格，选择下料所需圆钢规格；250吨（含）以下的套管吊卡下料采用圆钢φ250；350吨～500吨套管吊卡下料采用圆钢φ300；750吨以上套管吊卡采用钢锭锻造。

步骤2、制坯锻方：参照图3、图4，制坯锻方，高度是H、宽度是M；制坯锻方时高度尺寸是锻件要求的尺寸H加上预留的尺寸；为了保证套管吊卡的尺寸，不能一次性锻到高度尺寸，必须考虑在压槽时拉缩，要求250吨（含）以下的套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大20mm；350吨～500吨套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大30mm；750吨以上套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大40mm；

步骤3、分料：用小圆钢压痕；在要压槽的正中间用小圆钢压痕，向左右量出凸台宽度尺寸用小圆钢压痕，参照图5；

步骤4、上下胎：将下胎6至于下砧上，将压痕过的坯料9放在下胎上；

步骤5、压槽：用压槽冲子沿正中间压痕向下锻造，此时，由于向下锻造时会有部分金属向两端流动，所以，不能一次锻压到底；在锻压到工艺尺寸的一半时，将压槽冲子取出，然后将坯料翻转90度，将流向两端的金属回笼，也就是将两端的料压回去，此时要轻击，锻平就行了；压槽冲子放回去再压到底，达到工艺尺寸；然后再将坯料翻转90度，轻轻回笼两端的金属，锻平，参照图6；

步骤6、锻两边端部（翅膀）：将方铁放在一端（方铁厚度与凸台高度一样），以压痕为定位基准，重击，将方铁与凸台锻平；然后再将坯料翻转90度，轻轻回笼两端的金属，锻平；锻完一边再锻另一边翅膀，修正；

步骤7、氧气热切流向两边端部的金属：由于在锻制两边翅膀时金属会向周边流动，流向两侧的凸出金属可以锻回去，保持表面平整，而流向两边翅膀端部的金属却无法锻回，这是由于套管吊卡较长，无法回笼锻回并且中间已经压好中间槽；回锻会使中间槽变形，传统的锻造方法是在下料时多下一些料锻后切除，用于完成锻造过程，参照图7；

步骤8、（这是一种改进的工艺方法，正常在步骤2，两种工艺都可以实现锻造，预先端部压凹心的方法可以节约原材料）在步骤2制坯锻方时，采用预先端部压凹心的方法，来满足锻造工艺要求。具体方法是步骤2制坯锻方时，其他要求不变，在两端分别用圆弧工具压凹心，参照图8，按照以下要求实施：

250吨（含）以下的套管吊卡压凹心深度80mm～90mm；350吨～500吨套管吊卡压凹心深度100mm～120mm；750吨以上套管吊卡由于锻件太大采用其他方法本发明不涉及。由于预先用圆弧工具压凹心，在锻制翅膀时锻造过程向端部流动的金属会将凹心填满，使端部不会产生较大的凸出。只需修正或稍微将端部用氧气修平，即可满足工艺要求。

按照本发明方法实施，250吨（含）以下的套管吊卡至少能够节约金属25公斤，350吨～500吨套管吊卡至少能够节约金属35公斤，如果年产套管吊卡1000只，可节约原材料30吨以上。

Claims (2)

1.一种石油钻采用套管吊卡的自由锻方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1、锻件的下料：

根据不同套管吊卡规格，选择下料所需圆钢规格；250吨以下的套管吊卡下料采用圆钢φ250；350吨～500吨套管吊卡下料采用圆钢φ300；750吨以上套管吊卡采用钢锭锻造；

步骤2、制坯锻方：

制坯锻方时高度尺寸是锻件要求的尺寸加上预留的尺寸；不能一次性锻到高度尺寸，要求250吨以下的套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大20mm；350吨～500吨套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大30mm；750吨以上套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大40mm；

步骤3、分料：

用小圆钢压痕；在要压槽的正中间用小圆钢压痕，向左右量出凸台宽度尺寸用小圆钢压痕；

步骤4、上下胎：

将下胎至于下砧上，将压痕过的坯料放在下胎上；

步骤5、压槽：

用压槽冲子沿正中间压痕向下锻造，不能一次锻压到底；在锻压到工艺尺寸的一半时，将压槽冲子取出，然后将坯料翻转90度，将流向两侧的金属回笼；压槽冲子放回去再压到底，达到工艺尺寸；然后再将坯料翻转90度，轻轻回笼两侧的金属，锻平；

步骤6、锻两边端部：

将方铁放在一侧，以压痕为定位基准，重击，将方铁与凸台锻平；然后再将坯料翻转90度，轻轻回笼两侧的金属，锻平；锻完一边再锻另一边端部，修正；

步骤7、氧气热切流向两边端部的金属。

2.根据权利要求1所述的石油钻采用套管吊卡的自由锻方法，其特征在于：还包括步骤8，采用预先端部压凹心的方法，具体按照以下要求实施，

250吨以下的套管吊卡压凹心深度80mm～90mm；350吨～500吨套管吊卡压凹心深度100mm～120mm，将端部修平即成。

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