CN105772613A - 一种七次加热三道次镦锻的管端加厚装置及方法 - Google Patents

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杜学斌
徐能惠
高璐
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Abstract

本发明提供了一种七次加热三道次镦锻的管端加厚装置，包括沿管端逐渐加厚方向依次设置的一号加热炉、二号加热炉、三号加热炉、一号加厚主机、四号加热炉、五号加热炉、二号加厚主机、六号加热炉、七号加热炉、三号加厚主机。本发明还提供了一种管端加厚方法。本发明装置可以保证管端在镦锻时的质量。通过该方法连续的梯度控制加热方式和三次镦锻成型的管端加厚方法，不但提高了钻杆管端加厚生产中的成材率，而且大大减少了反复加热冷却过程中新增加的氧化皮，另外由于无冷却过程避免了无效的重复加热，减少了能耗。

Description

一种七次加热三道次镦锻的管端加厚装置及方法
技术领域
本发明属于钢管管端加厚技术领域，具体涉及一种七次加热三道次镦锻的管端加厚装置及方法。
背景技术
包括钻杆在内的石油用管一般工作条件恶劣，要求具有高的连接强度，一般钢管端部丝扣部分需要加厚。钻杆等石油用管的管端加厚是将石油钻杆用钢管进行局部加热，使内径、外径发生一定程度的改变，从而增加端部壁厚，增强其连接强度的过程。钻杆管端加厚的加热方式为管材端部局部加热，变形方式为端部聚料，管坯的长度很大，成形部分的长度与非成形部分的长度相比要小得多，成形过程的变形量较大，材料容易失稳。加重钻杆的管端加厚与普通中小规格钻杆的管端加厚相比，变形量更大，加厚过渡段更难成型。
由于钻杆管端加厚时需要的变形量比较大，仅一次镦锻难以生产出满足要求的加厚成型段。因此，目前，石油钻杆的生产经常采用每道次加厚完成后冷却、修磨，再加厚、再冷却、再修磨的传统工艺。这种生产方式勉强可以适用于普通钻杆管端加厚，但加重钻杆管端加厚过程中的变形量相对来说更大，壁厚增加更多，因此传统的生产方式用于大规格的钻杆生产中就会导致生产率低、能耗高、产品成材率低等突出的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术加重钻杆管端镦锻过程中成材率低，能耗高的缺点。
为此，本发明提供了一种七次加热三道次镦锻的管端加厚装置，包括沿管端逐渐加厚方向依次设置的一号加热炉、二号加热炉、三号加热炉、一号加厚主机、四号加热炉、五号加热炉、二号加厚主机、六号加热炉、七号加热炉、三号加厚主机；
所述一号加热炉、二号加热炉和三号加热炉设在一号车体上，所述四号加热炉和五号加热炉设在二号车体上，所述六号加热炉和七号加热炉设在三号车体上，所述一号车体、二号车体、三号车体均由油缸驱动。
所述一号加热炉至七号加热炉均为频率可调的频感应加热炉。
所述一号加热炉、三号加热炉和五号加热炉均设有测温装置和加热温度闭环控制系统。
本发明还提供了一种使用七次加热三道次镦锻的管端加厚装置进行的管端加厚方法，包括如下步骤：
第一步，钻杆管端送至一号加热炉对应的工作位后，一号车体向管端运行，带动一号加热炉前进套住钻杆端部，将管端由室温加热到550℃，一号车体退回停止加热；
第二步，钢管送至二号加热炉工作位后，一号车体运行带动二号加热炉前进套住钻杆端部，将管端从500℃加热到950℃，一号车体退回停止加热；
第三步，钢管送至三号加热炉工作位后，一号车体运行带动三号加热炉前进套住钻杆端部，三号加热炉将管端从900℃加热到1250℃±10℃，一号车体退回停止加热；
第四步，钢管送至一号加厚主机工作位，对管端进行第一道次镦锻；
第五步，钢管送至四号加热炉工作位，将管端从500℃加热到950℃；
第六步，钢管送至五号加热炉工作位，将管端从900℃加热到1250℃±10℃；
第七步，钢管送至二号加厚主机工作位，对管端进行第二道次镦锻；
第八步，钢管送至六号加热炉工作位，将管端从500℃加热到950℃；
第九步，钢管送至七号加热炉工作位，将管端从900℃加热到1250℃±10℃；
第十步，钢管送至三号加厚主机工作位进行最后一次镦锻，完成管端加厚。
本发明的有益效果是：
本发明在管端加热过程中通过调节功率和限定加热时间对加热温度进行控制，并采用温度测量装置测量钢管加热区温度，当达到设定温度后加热炉停止加热处于保温状态，防止钢管过烧，因此可以保证管端在镦锻时的质量。
本发明通过连续的梯度控制加热方式和三次镦锻成型的管端加厚方法，不但提高了钻杆管端加厚生产中的成材率，而且大大减少了反复加热冷却过程中新增加的氧化皮，另外由于无冷却过程避免了无效的重复加热，减少了能耗。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图中：1、一号加热炉；2、二号加热炉；3、三号加热炉；4、一号加厚主机；5、四号加热炉；6、五号加热炉；7、二号加厚主机；8、六号加热炉；9、七号加热炉；10、三号加厚主机；11、一号车体；12、二号车体；13、三号车体。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种如图1所示的七次加热三道次镦锻的管端加厚装置，包括沿管端逐渐加厚方向依次设置的一号加热炉、二号加热炉、三号加热炉、一号加厚主机、四号加热炉、五号加热炉、二号加厚主机、六号加热炉、七号加热炉、三号加厚主机；
所述一号加热炉、二号加热炉和三号加热炉设在一号车体上，所述四号加热炉和五号加热炉设在二号车体上，所述六号加热炉和七号加热炉设在三号车体上，所述一号车体、二号车体、三号车体均由油缸驱动。
本发明并排布置三台加厚主机，在管端加厚过程中通过合理模具，在加厚过程中管端壁厚逐次增加，可以解决加重钻杆加厚过程中壁厚增加多、变形量大导致的管端非约束区在镦锻中的失稳问题。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种管端加厚方法，包括如下步骤：
第一步，钻杆管端送至一号加热炉对应的工作位后，一号车体向管端运行，带动一号加热炉前进套住钻杆端部，将管端由室温加热到550℃，一号车体退回停止加热；
第二步，钢管送至二号加热炉工作位后，一号车体运行带动二号加热炉前进套住钻杆端部，将管端从500℃加热到950℃，一号车体退回停止加热；
第三步，钢管送至三号加热炉工作位后，一号车体运行带动三号加热炉前进套住钻杆端部，三号加热炉将管端从900℃加热到1250℃±10℃，一号车体退回停止加热；
第四步，钢管送至一号加厚主机工作位，对管端进行第一道次镦锻；
第五步，钢管送至四号加热炉工作位，将管端从500℃加热到950℃；
第六步，钢管送至五号加热炉工作位，将管端从900℃加热到1250℃±10℃；
第七步，钢管送至二号加厚主机工作位，对管端进行第二道次镦锻；
第八步，钢管送至六号加热炉工作位，将管端从500℃加热到950℃；
第九步，钢管送至七号加热炉工作位，将管端从900℃加热到1250℃±10℃；
第十步，钢管送至三号加厚主机工作位进行最后一次镦锻，完成管端加厚。
本发明采用连续的分阶段的“3+2+2”组合加热方式，不但提高了钻杆管端加厚生产中的成材率，而且大大减少了反复加热冷却过程中新增加的氧化皮，保证了生产线的节拍，而且后面第二道次和第三道次镦锻前的加热利用了前道次的余热，提高了热能利用率，减少了能耗。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种七次加热三道次镦锻的管端加厚装置，其特征在于：包括沿管端逐渐加厚方向依次设置的一号加热炉、二号加热炉、三号加热炉、一号加厚主机、四号加热炉、五号加热炉、二号加厚主机、六号加热炉、七号加热炉、三号加厚主机；
所述一号加热炉、二号加热炉和三号加热炉设在一号车体上，所述四号加热炉和五号加热炉设在二号车体上，所述六号加热炉和七号加热炉设在三号车体上，所述一号车体、二号车体、三号车体均由油缸驱动。
2.根据权利要求1所述的一种七次加热三道次镦锻的管端加厚装置，其特征在于：所述一号加热炉至七号加热炉均为频率可调的频感应加热炉。
3.根据权利要求1所述的一种七次加热三道次镦锻的管端加厚装置，其特征在于：所述一号加热炉、三号加热炉和五号加热炉均设有测温装置和加热温度闭环控制系统。
4.一种使用权利要求1-3任一项所述的七次加热三道次镦锻的管端加厚装置进行的管端加厚方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，钻杆管端送至一号加热炉对应的工作位后，一号车体向管端运行，带动一号加热炉前进套住钻杆端部，将管端由室温加热到550℃，一号车体退回停止加热；
第二步，钢管送至二号加热炉工作位后，一号车体运行带动二号加热炉前进套住钻杆端部，将管端从500℃加热到950℃，一号车体退回停止加热；
第三步，钢管送至三号加热炉工作位后，一号车体运行带动三号加热炉前进套住钻杆端部，三号加热炉将管端从900℃加热到1250℃±10℃，一号车体退回停止加热；
第四步，钢管送至一号加厚主机工作位，对管端进行第一道次镦锻；
第五步，钢管送至四号加热炉工作位，将管端从500℃加热到950℃；
第六步，钢管送至五号加热炉工作位，将管端从900℃加热到1250℃±10℃；
第七步，钢管送至二号加厚主机工作位，对管端进行第二道次镦锻；
第八步，钢管送至六号加热炉工作位，将管端从500℃加热到950℃；
第九步，钢管送至七号加热炉工作位，将管端从900℃加热到1250℃±10℃；
第十步，钢管送至三号加厚主机工作位进行最后一次镦锻，完成管端加厚。
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