CN108161351B - 一种整体式油管的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整体式油管扶正器的加工方法，此种扶正器尽可能将油管扶正在井筒轴线部分，减少油管的振动位移，降低中和点附近油管的动态损伤,弹性扶正器可以加在封隔器之上某些位置，降低轴向屈曲而产生的弯曲应力,同时，在下入井底过程中，扶正条壁厚相基本不会被磨损，扶正器为多条扶正片结构，在井下受力状态下依然处在弹性变形范围，因此长期工作也不会发生疲劳断裂，该扶正器由油管材料改制，其抗腐蚀性能与油管相当，本结构扶正器采用整体式结构，克服了常规扶正器在焊接和螺钉连接处发生疲劳的缺陷，在以后修井过程中，可方便安全地实施套铣和取出油管，该种扶正器是由当前油田报废的油管改制，这样最大限度降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及采油工程技术领域，具体是一种整体式油管扶正器及加工方法。
背景技术
油田油管生产封隔器下入井深达到6500米，井底温度可高达150℃-180℃，在生产过程中，油管的热胀冷缩造成了封隔器之上的油管发生屈曲，油管中和点附近轴向力随着生产气流造成流固耦联振动，造成中和点附近油管发生纵向和横向位移，这种位移的结果容易使油管产生应力疲劳，特别是在油管接箍上下30cm范围内，油管受到弯曲应力集中，横向碰撞惯性的影响，横向碰撞惯性：当油管柱发生横向振动碰撞，接箍接触到油管内壁，管体有沿位移方向的惯性，由此造成接箍附近弯曲应力叠加，造成接箍两端管体受到复杂应力状态，有可能造成纵向和横向开裂，公扣消失带(收扣位置)应力腐蚀开裂，因此常规弹性扶正器的扶正条由焊接或者螺钉连接，在焊接和螺钉连接处是疲劳发生的主要部位，扶正器长期处于振动和交变应力状态，容易发生疲劳失效甚至断裂。
为了解决上述问题，需要在现有油管柱基础上增设整体式弹性扶正器，弹性扶正器尽可能将油管扶正在井筒轴线部分，当发生横向振动时，减少油管的振动位移，同时弹性扶正器吸收振动和碰撞的动能，降低中和点附近油管的动态损伤，弹性扶正器可以加在封隔器之上某些位置，降低轴向屈曲而产生的弯曲应力，由于井下底部油管的屈曲状态，需要优化扶正器安放位置，具体的扶正器安放位置的力学计算。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能承受长期的交变应力，且能像弹簧一样长期工作的油管扶正器，同时其采用整体式结构。
一种整体式油管的加工方法，其所应用的整体式油管扶正器，包括油管、油管扶正器，所述油管中段外侧设有油管接箍，所述油管扶正器安装在油管接箍下方，所述，油管扶正器包括扶正条、定位块，所述定位块与扶正条为一体结构，扶正条为长条结构，其两端为定位块，上侧的定位块抵紧在油管扶正器的油管接箍下方，所述扶正条朝油管外侧方向突起，形成圆弧段；其加工步骤如下：
1)选取对应需要扶正器的油管尺寸的废弃油管，径向切割所需长度的油管，然后通过车削磨平油管的两端面，再在机床上夹持住废弃油管外侧，并用刮刀对废弃油管内壁进行清洁，刮除内壁的腐蚀段和其他杂物，使其粗糙度达到Ra1.6；然后再从两端用内卡盘分别向外夹持住废弃油管内壁，采用车刀对外壁进行腐蚀面刮除，使其粗糙度达到Ra6.4；
2)将打磨后的废弃油管固定装夹在卧式铣床之上，在离车削加工的油管两端一定距离进行钻孔，钻取直径16mm的孔；
3)选取16mm-20mm直径刀头的铣刀，进行铣削，按照所需扶正条的数目，在废弃油管上铣成所需扶正条的粗模；
4)将铣削相应数目的扶正条的粗模放在加热炉中，预热至500℃-550℃，并保持15-20分钟；
5)将预热后的废弃油管快速吊装放置在压模内孔中，扶正条的粗模的一端面顶住压模内孔一端面上；
6)将调整好的压杆与扶正条的粗模的另一端面接触，启动液压站，压杆在液缸中受液压力作用挤压粗模，根据粗模和整体式扶正器成品的长度差，调整压杆的移动距离，即可得到整体式扶正器成品；
7)对成型的整体式扶正器成品，再次进行车削加工，在整体式扶正器成品的铣刀起始和收尾部位进行倒圆角，圆角的尺寸为R40，其他端面部位车削加工1×45°的倒角，得到最终的油管扶正器。
进一步的，所述步骤6中，在废弃油管内侧放置一块辅助垫筒，所述辅助垫筒为直径与废弃油管内径相同的金属筒体，其长度与从废弃油管的下部的定位块到扶正条的长度相同。用于避免在步骤6的加工中，可能出现的扶正条向内弯曲的情况
进一步的，在步骤6之后，对扶正器成品进行快速冷却，使其定型效果更佳稳固。
进一步的，在步骤6之后的冷却过程中，需要在扶正条内侧设置放射状支撑架，放射状支撑架的中部是液压油缸，其外圆周面设有多个支撑板，支撑板与液压油缸之间通过连杆连接，支撑板可顶紧扶正条，使其在短时间内收到支撑，结构更加稳定。
本发明的有益效果是：
(1)采用本发明的方法，能加工出一种整体式结构的油管扶正器，没有有焊接或者螺钉连接，不会受到交变应力影响发生疲劳失效；
(2)本发明的油管扶正器的原材料是废弃油管，能够节约材料，实现废物回收再利用，同时由于废气油管的材料大都是符合井下要求的金属材料，即便不对其进行涂层加工，也可以像油管一样长期耐环空保护液、泥浆及环空保护液被泥浆污染后的腐蚀，即油管扶正器抗腐蚀性能与油管相当；
(3)采用外圆周支撑架，能够有效的在后期过程中，减少回弹发生的概率。
附图说明
图1为一种整体式油管扶正器及加工方法的整体扶正器结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为一种整体式油管扶正器及加工方法的管柱组合图结构图。
图4为图3的俯视图。
图5为一种整体式油管扶正器及加工方法的扶正器粗模三维图。
图6为一种整体式油管扶正器及加工方法的压模结构示意图。
图7为一种整体式油管扶正器及加工方法的粗模压制过程结构图。
图8为一种整体式油管扶正器及加工方法的成品成型过程结构图。
图9为在图7中能看到辅助垫筒的剖视图。
图10为外圆周支撑架的结构示意图。
图中：
1、油管，2、扶正器，3、套管，4、压模，5、压杆，6、液缸，7、粗模，8、扶正器成品，9、辅助垫筒，10、外圆周支撑架，
101、油管接箍，201、扶正条，
1001、液压油缸，1002、连杆，1003、支撑板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-10所示，一种整体式油管的加工方法，其所应用的整体式油管扶正器，包括油管、油管扶正器，所述油管中段外侧设有油管接箍，所述油管扶正器安装在油管接箍下方，所述，油管扶正器包括扶正条、定位块，所述定位块与扶正条为一体结构，扶正条为长条结构，其两端为定位块，上侧的定位块抵紧在油管扶正器的油管接箍下方，所述扶正条朝油管外侧方向突起，形成圆弧段；其加工步骤如下：
1)选取对应需要扶正器的油管尺寸的废弃油管，并进行粗加工：
1.1)径向切割所需长度的油管，然后通过车削磨平油管的两端面；
1.2)再在机床上夹持住废弃油管外侧，并用刮刀对废弃油管内壁进行清洁，刮除内壁的腐蚀段和其他杂物，使其粗糙度达到Ra1.6；
1.3)然后再从两端用内卡盘分别向外夹持住废弃油管内壁，采用车刀对外壁进行腐蚀面刮除，使其粗糙度达到Ra6.4；
2)将打磨后的废弃油管固定装夹在卧式铣床之上，在离车削加工的油管两端一定距离进行钻孔，钻取直径16mm的孔；
3)选取16mm-20mm直径刀头的铣刀，进行铣削，按照所需扶正条的数目，在废弃油管上铣成所需扶正条的粗模；
4)将铣削相应数目的扶正条的粗模放在加热炉中，预热至500℃-550℃，并保持15-20分钟；
5)将预热后的废弃油管快速吊装放置在压模内孔中，扶正条的粗模的一端面顶住压模内孔一端面上；
6)对扶正条进行弯曲加工：
6.1)将调整好的压杆与扶正条的粗模的另一端面接触，启动液压站，压杆在液缸中受液压力作用挤压粗模，根据粗模和整体式扶正器成品的长度差，调整压杆的移动距离，即可得到整体式扶正器成品；
6.2)在废弃油管内侧放置一块辅助垫筒，所述辅助垫筒为直径与废弃油管内径相同的金属筒体，如图7所示，其长度与从废弃油管的下部的定位块到扶正条的长度相同
6.3)在加工后，对对扶正器成品进行快速冷却，在扶正条内侧设置放射状支撑架，如图8所示，放射状支撑架的中部是液压油缸，其外圆周面设有多个支撑板，支撑板能够顶紧扶正条，使其在短时间内收到支撑，结构更加稳定；
7)对成型的整体式扶正器成品，再次进行车削加工；
7.1)在整体式扶正器成品的铣刀起始和收尾部位进行倒圆角，圆角的尺寸为R40；
7.2)其他端面部位车削加工1×45°的倒角，得到最终的油管扶正器。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (1)
1.一种整体式油管的加工方法，其特征在于，其所应用的整体式油管扶正器，包括油管、油管扶正器，所述油管中段外侧设有油管接箍，所述油管扶正器安装在油管接箍下方，所述，油管扶正器包括扶正条、定位块，所述定位块与扶正条为一体结构，扶正条为长条结构，其两端为定位块，上侧的定位块抵紧在油管扶正器的油管接箍下方，所述扶正条朝油管外侧方向突起，形成圆弧段；其加工步骤如下：
1)选取对应需要扶正器的油管尺寸的废弃油管，径向切割所需长度的油管，然后通过车削磨平油管的两端面，再在机床上夹持住废弃油管外侧，并用刮刀对废弃油管内壁进行清洁，刮除内壁的腐蚀段和其他杂物，使其粗糙度达到Ra1.6；然后再从两端用内卡盘分别向外夹持住废弃油管内壁，采用车刀对外壁进行腐蚀面刮除，使其粗糙度达到Ra6.4；
2)将打磨后的废弃油管固定装夹在卧式铣床之上，在离车削加工的油管两端一定距离进行钻孔，钻取直径16mm的孔；
3)选取16mm-20mm直径刀头的铣刀，进行铣削，按照所需扶正条的数目，在废弃油管上铣成所需扶正条的粗模；
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7)对成型的整体式扶正器成品，再次进行车削加工，在整体式扶正器成品的铣刀起始和收尾部位进行倒圆角，圆角的尺寸为R40，其他端面部位车削加工1×45°的倒角，得到最终的油管扶正器。
所述步骤6中，在废弃油管内侧放置一块辅助垫筒，所述辅助垫筒为直径与废弃油管内径相同的金属筒体，其长度与从废弃油管的下部的定位块到扶正条的长度相同，用于避免在步骤6的加工中，可能出现的扶正条向内弯曲的情况；
在步骤6之后，对扶正器成品进行快速冷却，使其定型效果更佳稳固；
在步骤6之后的冷却过程中，需要在扶正条内侧设置放射状支撑架，放射状支撑架的中部是液压油缸，其外圆周面设有多个支撑板，支撑板与液压油缸之间通过连杆连接，支撑板可顶紧扶正条，使其在短时间内收到支撑，结构更加稳定。
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