CN106734189A - 一种带凸起异形椭圆钢的热轧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及抽油杆棒料及热轧方法，具体是一种带凸起异形椭圆钢的热轧方法。所述方法包括将毛坯棒料依次在热轧模具中多次轧制，其特征在于：所述毛坯棒料通过热轧模具依次为圆孔型、椭圆孔型、椭圆孔型；所述固定在机架上的多组热轧辊，每组热轧辊包括上下两个热轧辊，热轧辊上设有环形的热轧凹槽；每组热轧辊上的热轧凹槽相互配合形成热轧孔，所述热轧孔包括有成品再前孔（K3）、成品前孔（K2）以及成品孔（K1）。本方法充分结合了圆形钢的特点，轧制速度快，而且通过改进形成新的椭圆形杆体，凸起与椭圆钢杆体为一体轧制成型，凸起牢固可靠，耐用度高。

Description

一种带凸起异形椭圆钢的热轧方法
技术领域
本发明涉及抽油杆棒料及热轧方法，具体是一种带凸起异形椭圆钢的热轧方法。
背景技术
随着我国石油开采进入中后期时代，油层分布不均衡，地质结构的不确定性加大，对石油采油设备的整体及配套件的性能要求越来越高，尤其现在使用机械运动举升的采油方法仍是一种主要途径，作为石油机械采油设备系统中的关键部件——抽油杆，其功能、性能要求就成为备受关注的焦点，尤其是抽油杆柱连接点数量大幅度减少的连续抽油杆已逐渐开始大范围推广，但现场应用中连续抽油杆杆柱与油管的偏磨问题也日益突出，经常发生连续抽油杆杆柱因磨损而断裂或油管管壁磨穿而导致的作业事故，因此研发具有防偏磨功能的连续抽油杆是减少油井作业事故、降低采油成本的关键，研发具有防偏磨功能的连续抽油杆用的带凸起异形椭圆钢的热轧方法更成为重中之重。在现有技术中，具有对圆柱形棒材的热轧方法和设备，但是缺少椭圆形的异型棒材的热轧设备。椭圆形的抽油杆可以做到连续几百米，并且便于盘绕运输，相对与圆形抽油杆，椭圆形的连续抽油杆的接箍直径小，能减少与油管的摩擦，因而如何能生产出合格的椭圆形抽油杆是各个生产企业所面临的问题。
发明内容
本发明就是为解决现有技术存在的问题，而设计了一种带凸起异形椭圆钢的热轧方法，能针对不同的异形椭圆钢抽油杆做到快速轧制，生产效率高，产品质量好。
本发明的技术方案为：一种带凸起异形椭圆钢的热轧方法，所述方法包括将毛坯棒料依次在热轧模具中多次轧制，其特征在于：所述毛坯棒料通过热轧模具依次为圆孔型、椭圆孔型、椭圆孔型；所述固定在机架上的多组热轧辊，每组热轧辊包括上下两个热轧辊，热轧辊上设有环形的热轧凹槽；每组热轧辊上的热轧凹槽相互配合形成热轧孔，所述热轧孔包括有成品再前孔（K3）、成品前孔（K2）以及成品孔（K1）；当：
a、凸起在椭圆钢长轴两侧对称布置并轴向均布时，精轧孔型成品再前孔（K3）、成品前孔（K2）采用圆-椭圆孔型，成品孔（K1）是平顶的立椭圆孔，成品前孔（K2）采用单圆弧平椭圆型孔，且满足成品前孔（K2）的宽度b2/高度 h2=2.5～3，且成品孔（K1）上均有刻槽，两个热轧辊上的刻槽相对于轧件中心连线对称分布或刻槽在成品孔（K1）圆周方向上等间距设置；
b、凸起在椭圆钢长轴两侧对称布置并轴向不均布时，该方案与方案a的不同之处为：成品孔的刻槽加工时在每个轧辊的成品孔圆周方向上的间距不相等，其它要求与方案a相同；
c、凸起在椭圆钢长轴两侧不对称布置并轴向均布时，成品再前孔（K3）采用圆型孔，其再前孔（K3）的宽度b3≈高度h3,轧制后进入成品前孔（K2），其采用单圆弧平椭圆型孔；成品前孔（K2）的宽度b2/高度 h2≥3，其中h2=成品孔（K1）宽度的0.7～0.8倍；轧制后轧件翻转90°后进入成品孔（K1），两个耦合轧辊的成品孔（K1）上均有刻槽，轧件出成品孔（K1）后得到平顶的立椭圆杆体，上下凸起不对称分布并轴线均布；
d、凸起在椭圆钢长轴两侧不对称布置并轴向不均布，该方案与方案c的不同之处为：成品孔（K1）加工刻槽时要确保在每个轧辊的成品孔圆周方向上间距不等，其它要求与方案c相同；
e、凸起在椭圆钢长轴单侧并轴向均布时，成品孔（K1）的轧辊孔型只需在一支轧辊孔型上刻槽，且相邻两槽间距相等；成品再前孔（K3）采用异形圆形孔，且成品再前孔（K3）的上、下两个热轧棍的热轧凹槽深度h31和h32 的关系为h31= h32+3、两个热轧凹槽的圆弧半径R31+Δ3= R32，Δ3为补偿尺寸；轧制后轧件翻转90°后进入成品前孔（K2）；成品前孔（K2）采用异形平椭圆型孔，且满足成品前孔（K2）孔高h2=成品孔（K1）宽度的0.8～0.9倍，成品前孔（K2）的半圆槽为半径为R21 和 R22的组合弧形，其中R21 = R22 +Δ2，Δ2为现场轧制确定的补偿尺寸，组合弧形的宽度为b21= b22 +6，其中b22 =成品孔（K1）宽度的0.9倍；成品前孔（K2）轧制后，轧件翻转90°进入成品孔（K1），其上辊孔型上有刻槽，且刻槽在轧辊的成品孔（K1）圆周方向上均布，轧件出成品孔（K1）得到平顶的立椭圆杆体，凸起在单侧并轴线均布；
f、凸起在椭圆钢长轴单侧并轴向不均布时，该方案的工艺与方案e的不同之处为：成品轧辊孔型上刻槽在轧辊的成品孔（K1）圆周方向上相邻两槽间距不相等；其它要求与方案e相同。
所述以上方案中按凸起要求的形状和尺寸在轧辊的成品孔上加工出相应形状和尺寸的刻槽，用铣制、电火花等方法加工而成。
本发明的有益效果可通过上述方案得出：通过此方法轧制的异形椭圆钢，其做成的抽油杆可以做到连续几百米，由于椭圆形的杆体，使得其便于盘绕运输。另外相对与圆形抽油杆，椭圆形的连续抽油杆的接箍直径小，能减少与油管的摩擦。上述热轧方案简单易行，生产效率高，本方法充分结合了圆形钢的特点，轧制速度快，而且通过改进形成新的椭圆形杆体，凸起与椭圆钢杆体为一体轧制成型，凸起牢固可靠，耐用度高。
由此可见，本发明与现有技术相比具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明：
图1为凸起在椭圆钢长轴两侧对称布置并轴向均布的椭圆钢结构示意图；
图2为凸起在椭圆钢长轴两侧对称布置并轴向不均布的椭圆钢结构示意图；
图3为凸起在椭圆钢长轴两侧不对称布置并轴向均布的椭圆钢结构示意图；
图4为凸起在椭圆钢长轴两侧不对称布置并轴向不均布的椭圆钢结构示意图；
图5为凸起在椭圆钢长轴单侧并轴向均布的椭圆钢结构示意图；
图6为凸起在椭圆钢长轴单侧并轴向不均布的椭圆钢结构示意图；
图7为凸起的结构示意图；
图8为凸起在椭圆钢长轴两侧对称布置并轴向均布的轧辊剖视结构示意图；
图9为凸起在椭圆钢长轴两侧对称布置并轴向不均布的轧辊剖视结构示意图；
图10为凸起在椭圆钢长轴两侧不对称布置并轴向均布的轧辊剖视结构示意图；
图11为凸起在椭圆钢长轴两侧不对称布置并轴向不均布的轧辊剖视结构示意图；
图12为凸起在椭圆钢长轴单侧并轴向均布的轧辊剖视结构示意图；
图13为凸起在椭圆钢长轴单侧并轴向不均布的轧辊剖视结构示意图；
其中，K1为成品孔，1—1为刻槽，K2为成品前孔，K3为成品再前孔。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。
具体实施方式：一种带凸起异形椭圆钢的热轧方法，所述方法包括将毛坯棒料依次在热轧模具中多次轧制，其特征在于：所述毛坯棒料通过热轧模具依次为圆孔型、椭圆孔型、椭圆孔型；所述固定在机架上的多组热轧辊，每组热轧辊包括上下两个热轧辊，热轧辊上设有环形的热轧凹槽；每组热轧辊上的热轧凹槽相互配合形成热轧孔，所述热轧孔包括有成品再前孔（K3）、成品前孔（K2）以及成品孔（K1）；
1、凸起在椭圆钢长轴两侧对称布置并轴向均布。
如图8所示，成品再前孔K3、成品前孔K2采用圆-椭圆孔型，成品孔K1是平顶的立椭圆孔。成品前孔K2采用单圆弧平椭圆型孔，且成品前孔K2的宽度b2和高度h2满足b2/ h2=2.5～3；轧制后轧件翻转90°进入成品孔K1，两个耦合轧辊的成品孔K1上均有刻槽1—1，一个轧辊的刻槽1—1与另一个轧辊的刻槽1—1相对于轧件中心连线对称分布。在轧辊刻槽加工时要做好起点标记，上下轧辊直径差控制在0.5mm内。
2、凸起在椭圆钢长轴两侧对称布置并轴向不均布。
如图9所示，与实施方式1的不同之处为：刻槽1—1在每个轧辊的成品孔K1圆周方向上间距不等。
3、凸起在椭圆钢长轴两侧不对称布置并轴向均布。
如图10所示，成品再前孔K3、成品前孔K2孔型采用圆—平椭圆孔型，这种孔型系统较常规的孔型系统在轧件的具体尺寸上做了较大的改进，满足了金属最大的充填量，防止断面拉缩。成品再前孔K3采用圆型孔，其宽度b3≈高度h3，宽度b3较一般圆钢轧件尺寸大；轧制后进入成品前孔K2，成品前孔K2采用单圆弧平椭圆型孔，其宽度b2/高度 h2≥3，h2=成品孔宽度的0.7～0.8倍；轧制后轧件翻转90°后进入成品孔K1，两个耦合轧辊的成品孔K1上均有刻槽1—1，刻槽1—1在成品孔K1圆周方向上均匀分布，其中一个轧辊的刻槽1—1在另一个轧辊的两相邻刻槽1—1的中间位置。
4、凸起在椭圆钢长轴两侧不对称布置并轴向不均布。
如图11所示，与实施方式3的不同之处为：刻槽1—1在每个轧辊的成品孔K1圆周方向上间距不等。
实施方式1～4的成品轧辊，为保证两个耦合轧辊成品孔K1上的两组刻槽1—1的相对位置，在轧辊刻槽加工及轧辊安装使用时要作好标记，以保证初始定位；采用单辊传动，双辊联动，或双辊传动以保证运行过程定位。
5、凸起在椭圆钢长轴单侧并轴向均布。
如图12所示，成品再前孔K3、成品前孔K2孔型采用变态圆—变态椭圆孔型，这种孔型系统充分利用成品前孔K2的不均匀变形来保证成品孔K1的均匀变形，从而得到符合标准的成品断面几何尺寸。成品再前孔K3采用异形圆形孔，且满足h31= h32+3，R32= R31+Δ3，Δ3由现场轧制确定，b3较一般椭圆钢轧件尺寸大；轧制后轧件翻转90°后进入成品前孔K2；成品前孔K2采用异形平椭圆型孔，h2=成品孔宽度的0.8～0.9倍，R21 = R22 +Δ2，Δ2由现场轧制确定，b21= b22 +6，b22 =成品孔宽度的0.9倍；经成品前孔K2轧制后，轧件翻转90°进入成品孔K1，其上轧辊成品孔K1上有刻槽1—1，且刻槽1—1在轧辊的成品孔K1圆周方向上均布。
6、凸起在椭圆钢长轴单侧并轴向不均布。
如图13所示，与实施方式5的不同之处为：刻槽1—1在轧辊的成品孔K1圆周方向上相邻两槽间距不相等。
以上实施方式1～6中按凸起要求的形状和尺寸在轧辊的成品孔K1上加工出相应形状和尺寸的刻槽1—1，可用铣制、电火花等方法加工。两相邻刻槽1—1在同一轧辊上的圆周距离是对应于椭圆钢杆体1同侧两相邻凸起的距离，根据两相邻凸起距离的尺寸和个数设计出轧辊的直径和刻槽1—1个数。轧制时利用成品孔K1对轧件进行挤压变形，使金属进入刻槽1—1得到与刻槽1—1形状尺寸相同的凸起形凸起。
上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种带凸起异形椭圆钢的热轧方法，所述方法包括将毛坯棒料依次在热轧模具中多次轧制，其特征在于：所述毛坯棒料通过热轧模具依次为圆孔型、椭圆孔型、椭圆孔型；所述固定在机架上的多组热轧辊，每组热轧辊包括上下两个热轧辊，热轧辊上设有环形的热轧凹槽；每组热轧辊上的热轧凹槽相互配合形成热轧孔，所述热轧孔包括有成品再前孔（K3）、成品前孔（K2）以及成品孔（K1）；当：a、凸起在椭圆钢长轴两侧对称布置并轴向均布时，精轧孔型成品再前孔（K3）、成品前孔（K2）采用圆-椭圆孔型，成品孔（K1）是平顶的立椭圆孔，成品前孔（K2）采用单圆弧平椭圆型孔，且满足成品前孔（K2）的宽度b2/高度 h2=2.5～3，且成品孔（K1）上均有刻槽，两个热轧辊上的刻槽相对于轧件中心连线对称分布或刻槽在成品孔（K1）圆周方向上等间距设置；
b、凸起在椭圆钢长轴两侧对称布置并轴向不均布时，该方案与方案a的不同之处为：成品孔的刻槽加工时在每个轧辊的成品孔圆周方向上的间距不相等，其它要求与方案a相同；
c、凸起在椭圆钢长轴两侧不对称布置并轴向均布时，成品再前孔（K3）采用圆型孔，其再前孔（K3）的宽度b3≈高度h3,轧制后进入成品前孔（K2），其采用单圆弧平椭圆型孔；成品前孔（K2）的宽度b2/高度 h2≥3，其中h2=成品孔（K1）宽度的0.7～0.8倍；轧制后轧件翻转90°后进入成品孔（K1），两个耦合轧辊的成品孔（K1）上均有刻槽，轧件出成品孔（K1）后得到平顶的立椭圆杆体，上下凸起不对称分布并轴线均布；
d、凸起在椭圆钢长轴两侧不对称布置并轴向不均布，该方案与方案c的不同之处为：成品孔（K1）加工刻槽时要确保在每个轧辊的成品孔圆周方向上间距不等，其它要求与方案c相同；
e、凸起在椭圆钢长轴单侧并轴向均布时，成品孔（K1）的轧辊孔型只需在一支轧辊孔型上刻槽，且相邻两槽间距相等；成品再前孔（K3）采用异形圆形孔，且成品再前孔（K3）的上、下两个热轧棍的热轧凹槽深度h31和h32 的关系为h31= h32+3、两个热轧凹槽的圆弧半径R31+Δ3= R32，Δ3为补偿尺寸；轧制后轧件翻转90°后进入成品前孔（K2）；成品前孔（K2）采用异形平椭圆型孔，且满足成品前孔（K2）孔高h2=成品孔（K1）宽度的0.8～0.9倍，成品前孔（K2）的半圆槽为半径为R21 和 R22的组合弧形，其中R21 = R22 +Δ2，Δ2为现场轧制确定的补偿尺寸，组合弧形的宽度为b21= b22 +6，其中b22 =成品孔（K1）宽度的0.9倍；成品前孔（K2）轧制后，轧件翻转90°进入成品孔（K1），其上辊孔型上有刻槽，且刻槽在轧辊的成品孔（K1）圆周方向上均布，轧件出成品孔（K1）得到平顶的立椭圆杆体，凸起在单侧并轴线均布；
f、凸起在椭圆钢长轴单侧并轴向不均布时，该方案的工艺与方案e的不同之处为：成品轧辊孔型上刻槽在轧辊的成品孔（K1）圆周方向上相邻两槽间距不相等；其它要求与方案e相同。
2.如权利要求1所述带凸起异形椭圆钢的热轧方法，其特征在于：所述以上方案中按凸起要求的形状和尺寸在轧辊的成品孔（K1）上加工出相应形状和尺寸的刻槽，用铣制、电火花等方法加工而成。
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