CN108311851B - 一种钻杆加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻杆加工工艺，属于钻杆加工制造领域，具有便于钻杆应力消除、提高钻杆质量及使用寿命的优点，其技术方案如下，包括如下步骤：步骤一：配管下料；步骤二：管材除锈；步骤三：管材调直；步骤四：管材划线标记；步骤五：导向键准备；步骤六：导向键焊接；步骤七：粗敲击去应力；步骤八：卡接键准备；步骤九：卡接键焊接；步骤十：精敲击去应力；步骤十一：管材调直；步骤十二：打磨；步骤十三：喷漆；步骤十四：组装；步骤十五：检验；通过多次的敲击消应力以及检测，提高钻杆的质量，提高钻杆实际使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及钻杆加工制造领域，特别涉及一种钻杆加工工艺。
背景技术
钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆；其使用在大型扩孔钻机上，如专利网上公开的一种履带扩孔钻机（申请号：201620469176.6），其钻杆能进行有效的伸缩，从而提高钻机的转孔深度，钻杆是尾部带有缧纹的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置，钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置，钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动，在油气的开采和提炼过程中，钻杆可以多次使用。
其钻杆上的光管和原钢管材在经过多次加工步骤后被制成钻杆，由于成品的钻杆由多节杆件依次套接而成，其内部通过焊接在钻杆侧壁的卡接件以及长条形的限位条，进行连接与导向便于钻杆进行伸缩以及卡接固定。
但由于焊接卡接件后，焊接位置会产生焊接残余应力，且应力分布非常的不规则，而由于钻杆在工作的过程中会受到较大的压力以及扭转力，从而焊接残余应力会大大影响着钻杆的结构强度、构件加工尺寸精度、结构的稳定性，而由于钻杆长度非常的长，通过热处理的方式消除应力的成本非常高，且对设备要求非常的大，从而不适合使用，且残留的余应力导致钻杆的质量下降，导致钻杆的寿命下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻杆加工工艺，其具有便于钻杆应力消除、提高钻杆质量及使用寿命的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钻杆加工工艺，其特征是：包括如下步骤：
步骤一：配管下料：将原料钢材进行裁切下料；
步骤二：管材除锈：将裁切下来的钢材送入喷砂除锈机内进行全方位的除锈；
步骤三：管材调直：通过调直机将管材调直；
步骤四：管材划线标记：通过标记笔在管材上画出导向键以及卡接键需要焊接的位置；
步骤五：导向键准备：对钢材进行切割打磨形成导向键以备焊接；
步骤六：导向键焊接：将导向键放置在标记位置进行焊接固定；
步骤七：粗敲击去应力：通过敲击装置对钢管进行敲击法消应力；
步骤八：卡接键准备：对钢材进行切割打磨形成卡接键以备焊接；
步骤九：卡接键焊接：将卡接键放置在标记位置进行焊接固定；
步骤十：精敲击去应力：通过敲击装置对钢管进行敲击法消应力；
步骤十一：管材调直：通过调直机再对钢管进行调直；
步骤十二：打磨：对焊接位置进行打磨；
步骤十三：喷漆：对管材整体的外表面进行喷涂保护漆；
步骤十四：组装：以上步骤循环多次加工出不同大小的杆件，并将杆件由直径大到小依次插接固定。
通过采用上述技术方案，钢管通过切割下料后进行调直，有效的保证钢管的直线度，提供后期焊接的精确性，在对导向键进行焊接时，导向键整体的长度较大，且数量较多，在焊接的时候能产生较大的热量，从而导致钢管内部产生较多的焊接余应力，从而通过粗敲击去应力法，对钢管外表面进行间隔的敲击，以振动的形式给钢管施加附加应力, 当附加应力与残余应力叠加后, 达到或超过材料的屈服极限时, 工件发生微观塑性变形, 从而降低和均化工件内的残余应力, 并使其尺寸精度达到稳定，且操作简便，能源消耗少，在将数量较多，但结构较为复杂，从而焊接时会对小范围内的区域内进行较多的焊接，从而小范围内的区域内焊接余应力会产生较多，从而通过精敲击去应力法有针对性的进行去应力，从而有效的提高了钢管的整体结构提高了使用寿命。
进一步的，步骤七：粗敲击去应力：通过敲击装置对管材进行敲击去应力法，进行间隔1-3米进行循环粗敲击去应力。
通过采用上述技术方案，粗敲击去应力时，敲击的间隔保持较大的间距，从而提高敲击的效率。
进一步的，步骤七：粗敲击去应力：所述循环次数至少5次。
通过采用上述技术方案，较多的敲击循环有效的提高了敲击去应力的效果。
进一步的，步骤十：精敲击去应力：通过敲击装置对管材进行敲击去应力法，进行间隔1-3米进行循环初次敲击去应力；
再通过应力检测器进行应力检测；
再通过敲击装置对管材进行敲击去应力法，进行间隔0.5-1米进行循环再次敲击去应力；
再通过应力检测器进行应力检测；
对应力偏差位置进行重复定点敲击，直至消除应力或者应力重新分布。
通过采用上述技术方案，通过对钢管进行整体的敲击，有效的去除掉钢管上大部分的焊接余应力，再通过检测器进行精确的检测，再逐渐的缩小间隔，从而有效的提高了去应力的效果，重点的检测卡接键周围的应力，对残留应力较多的位置进行集中性的进行敲击与应力，提高钢管的整体性能。
进一步的，步骤十：精敲击去应力：初次敲击去应力至少循环3次。
通过采用上述技术方案，初次敲击的敲击效果较好，从而3次循环基本上能消除大量的余应力，有效的提高钢管的效果。
进一步的，步骤十：精敲击去应力：再次敲击去应力至少循环2次。
通过采用上述技术方案，再次敲击去应力对初次敲击去应力的延伸，主要针对导向键上的焊接位置，提高导向键焊接位置上的应力去除效果，提高钢管的整体效果。
进一步的，步骤十：精敲击去应力：重复定点敲击以中心点直径为10cm区域内进行敲击。
通过采用上述技术方案，重复定点敲击主要正对卡接键周围的焊接位置进行去应力，通过对焊接点周围进行重复的敲击，有利于应力去除，且不会对焊接位置产生敲击损坏，提高钢管的整体效果。
进一步的，步骤十：精敲击去应力：重复定点敲击在10cm区域内进行顺时针循环敲击。
通过采用上述技术方案，有效的缩小位置，避免加工时间的延长，且顺时针的进行操作方便人们进行工作，且基本在焊接时候也进行顺时针的进行焊接，从而应力的产生顺序也是顺时针的进行分别，顺时针的敲击便于进行依次的进行敲击消除或者应力重排列。
进一步的，还包括如下步骤：步骤十五：检验：将依次装完成的钻杆进行重复的拉伸压缩，检测伸展效果。
通过采用上述技术方案，通过重复拉伸压缩的方式测试钻杆的拉伸压缩的流畅性，有效的避免不合格产品产生。
进一步的，步骤十五：检验后无法进行伸缩的将杆件拆出返回步骤十一：管材调直。
通过采用上述技术方案，将不合格的产品进行有效的修复，从而减少制造的成本。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、便于钻杆应力消除、提高钻杆质量；
2、整体工艺流程操作简单；
3、钻杆成品质量高，合格率高。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种钻杆加工工艺，包括如下步骤：
步骤一：配管下料：通过钢管切割机对钢管进行切割，保证钢管切割后的精确性，减少后期修复的麻烦。
步骤二：管材除锈：将裁切下来的钢材送入喷砂除锈机内进行全方位的除锈，将钢管输送到喷砂除锈机里面进行喷砂除锈，从而将存放较久的钢管表面的锈迹以及灰尘进行清除，保证钢管表面的清洁度，便于后期进行焊接加工，提高焊接的效果。
步骤三：管材调直：通过钢管放置在滚轮架上进行输送，从而通过钢管是否在输送的过程中产生跳动来初步的检测钢管的弯曲程度，当跳动较大时，使用钢板尺进行逐米的进行再次测量，从而有效的提高了检测的效率，再通过氧乙炔中性焰进行烤钢管，从而防止钢管内部结构产生变化，人们通过调直机进行调直，从而提高调直的效果以及效率。
步骤四：管材划线标记：通过标记笔对钢管先进行划线，有效的提高了导向键和卡接键安装的精确度，减少了后期修改的麻烦，方便人们进行手工焊接，通过点焊的方式有效的提高导向键和卡接键的固定效率，便于后面进行大范围的焊接。
步骤五：导向键准备：对钢材进行切割打磨形成导向键以备焊接，钢材在切割前，先进行喷砂除锈处理，从而保证钢材表面的清洁度，以便加工，且保证切割后的精度，人们在通过火焰切割器，对钢材进行切割成长条状的导向键形状，再通过砂纸对导向键的边缘进行打磨去毛刺，从而有效的提高了导向键的精确度，提高后期的使用效果。
步骤六：导向键焊接：将导向键放置在标记的位置后，首先通过手工焊的方式，将导向键点焊在钢管上，从而实现了导向键的初步固定，且方便检测导向键的位置，提高导向键的安装精度，也便于人们进行修复，当导向键位置进行最终固定后，再通过自动焊接机进行焊接固定，从而有效的提高了导向键的焊接效率。
步骤七：粗敲击去应力：通过敲击装置对管材进行敲击去应力法，进行间隔1-3米进行循环5次进行粗敲击去应力，在对导向键进行焊接时，导向键整体的长度较大，且数量较多，在焊接的时候能产生较大的热量，从而导致钢管内部产生较多的焊接余应力，从而通过粗敲击去应力法，对钢管外表面进行间隔的敲击，以振动的形式给钢管施加附加应力,当附加应力与残余应力叠加后, 达到或超过材料的屈服极限时, 工件发生微观塑性变形,从而降低和均化工件内的残余应力, 并使其尺寸精度达到稳定，且操作简便，能源消耗少。
步骤八：卡接键准备：对钢材进行切割打磨形成卡接键以备焊接，钢材在切割前，先进行喷砂除锈处理，从而保证钢材表面的清洁度，以便加工，且保证切割后的精度，人们在通过火焰切割器，对钢材进行切割成方形、三角形等卡接键形状，再通过砂纸对卡接键的边缘进行打磨去毛刺，从而有效的提高了卡接键的精确度，提高后期的使用效果，且步骤八与步骤五可以同时进行，从而有效的提高工作效率。
步骤九：卡接键焊接：将卡接键放置在标记的位置后，首先通过手工焊的方式，将卡接键点焊在钢管上，从而实现了卡接键的初步固定，且方便检测卡接键的位置，提高卡接键的安装精度，也便于人们进行修复，当卡接键位置进行最终固定后，再通过手工焊将卡接键的外边缘与钢管进行焊接固定，从而有效的提高了卡接键的固定效果。
步骤十：精敲击去应力：通过敲击装置对管材进行敲击去应力法，进行间隔1-3米进行循环3次进行初次敲击去应力；
再通过应力检测器进行应力检测；
再通过敲击装置对管材进行敲击去应力法，进行间隔0.5-1米进行循环2次进行再次敲击去应力；
再通过应力检测器进行应力检测；
对应力偏差位置进行重复定点敲击，重复定点敲击以中心点直径为10cm区域内进行顺时针循环敲击，直至消除应力或者应力重新分布。
在将数量较多，但结构较为复杂，从而焊接时会对小范围内的区域内进行较多的焊接，从而小范围内的区域内焊接余应力会产生较多，从而通过精敲击去应力法有针对性的进行去应力，从而有效的提高了钢管的整体结构提高了使用寿命，通过对钢管进行整体的敲击，有效的去除掉钢管上大部分的焊接余应力，再通过检测器进行精确的检测，再逐渐的缩小间隔，从而有效的提高了去应力的效果，重点的检测卡接键周围的应力，对残留应力较多的位置进行集中性的进行敲击与应力，提高钢管的整体性能。
初次敲击敲击效果较好，从而3次循环基本上能消除大量的余应力，有效的提高钢管的效果，再次敲击去应力对初次敲击去应力的延伸，主要针对导向键上的焊接位置，提高导向键焊接位置上的应力去除效果，提高钢管的整体效果，重复定点敲击主要正对卡接键周围的焊接位置进行去应力，通过对焊接点周围进行重复的敲击，有利于应力去除，且不会对焊接位置产生敲击损坏，提高钢管的整体效果，有效的缩小位置，避免加工时间的延长，且顺时针的进行操作方便人们进行工作，且基本在焊接时候也进行顺时针的进行焊接，从而应力的产生顺序也是顺时针的进行分别，顺时针的敲击便于进行依次的进行敲击消除或者应力重排列。
步骤十一：管材调直：通过调直机再对钢管进行调直，有效的保证了钢管的直线度，有效的防止在装配后产生相互的磨损，而导致使用寿命降低。
步骤十二：打磨：对焊接位置进行打磨，有效的去除多余的焊渣，且打磨干净后便于喷漆后保护漆的粘附效果。
步骤十三：喷漆：对管材整体的外表面进行喷涂保护漆，保护漆有效的为钢管提高隔绝空气以及水分的作用，从而有效的防止钢管产生锈蚀，有效的提高了使用寿命。
步骤十四：组装：以上步骤循环多次加工出不同大小的杆件，并将杆件由直径大到小依次插接固定。
步骤十五：检验：将依次装完成的钻杆进行重复的拉伸压缩，检测伸展效果，检验后无法进行伸缩的将杆件拆出返回步骤十一：管材调直，通过重复拉伸压缩的方式测试钻杆的拉伸压缩的流畅性，有效的避免不合格产品产生，将不合格的产品进行有效的修复，从而减少制造的成本。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种钻杆加工工艺，其特征是：包括如下步骤：
步骤一：配管下料：将原料钢材进行裁切下料；
步骤二：管材除锈：将裁切下来的钢材送入喷砂除锈机内进行全方位的除锈；
步骤三：管材调直：通过调直机将管材调直；
步骤四：管材划线标记：通过标记笔在管材上画出导向键以及卡接键需要焊接的位置；
步骤五：导向键准备：对钢材进行切割打磨形成导向键以备焊接；
步骤六：导向键焊接：将导向键放置在标记位置进行焊接固定；
步骤七：粗敲击去应力：通过敲击装置对钢管进行敲击法消应力；
步骤八：卡接键准备：对钢材进行切割打磨形成卡接键以备焊接；
步骤九：卡接键焊接：将卡接键放置在标记位置进行焊接固定；
步骤十：精敲击去应力：通过敲击装置对管材进行敲击去应力法，进行间隔1-3米进行循环初次敲击去应力；
再通过应力检测器进行应力检测；
再通过敲击装置对管材进行敲击去应力法，进行间隔0.5-1米进行循环再次敲击去应力；
再通过应力检测器进行应力检测；
对应力偏差位置进行重复定点敲击，直至消除应力或者应力重新分布，重复定点敲击以中心点直径为10cm区域内进行敲击；
步骤十一：管材调直：通过调直机再对钢管进行调直；
步骤十二：打磨：对焊接位置进行打磨；
步骤十三：喷漆：对管材整体的外表面进行喷涂保护漆；
步骤十四：组装：以上步骤循环多次加工出不同大小的杆件，并将杆件由直径大到小依次插接固定。
2.根据权利要求1所述的一种钻杆加工工艺，其特征是：步骤七：粗敲击去应力：通过敲击装置对管材进行敲击去应力法，进行间隔1-3米进行循环粗敲击去应力。
3.根据权利要求2所述的一种钻杆加工工艺，其特征是：步骤七：粗敲击去应力：所述循环次数至少5次。
4.根据权利要求1所述的一种钻杆加工工艺，其特征是：步骤十：精敲击去应力：初次敲击去应力至少循环3次。
5.根据权利要求1所述的一种钻杆加工工艺，其特征是：步骤十：精敲击去应力：再次敲击去应力至少循环2次。
6.根据权利要求1所述的一种钻杆加工工艺，其特征是：步骤十：精敲击去应力：重复定点敲击在10cm区域内进行顺时针循环敲击。
7.根据权利要求1所述的一种钻杆加工工艺，其特征是：还包括如下步骤：步骤十五：检验：将依次装完成的钻杆进行重复的拉伸压缩，检测伸展效果。
8.根据权利要求7所述的一种钻杆加工工艺，其特征是：步骤十五：检验后无法进行伸缩的将杆件拆出返回步骤十一：管材调直。
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