CN110665985A - 一种加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油天然气钻杆制造领域，具体说是一种加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法。它的特点是先根据钻杆加厚端成品尺寸依次计算各中间段半成品的尺寸，然后通过外加厚作业结合挤压成型作业，再经过后加工处理，得到符合要求的钻杆加厚端成品。采用该方法对需要内加厚或内外加厚的钻杆加厚端进行加厚、挤压成型作业，对于内过渡带的尺寸形状可控，可有效改善钻杆的性能，提高它的疲劳使用寿命。

Description

一种加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法

技术领域

本发明涉及石油天然气钻杆制造领域，具体说是一种加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法。

背景技术

石油天然气钻采用的钻杆由钻杆管体和通过摩擦焊接于钻杆管体两端的一对公母接头所组成，焊缝的拉伸屈服强度比待焊接件母材的拉伸屈服强度低，为增加焊缝处的承载能力，需要对钻杆管体的两端进行加厚，增大焊缝处的截面面积，提高其承载能力，使焊缝处的承载能力与管体和接头匹配。因此，加厚是石油天然气钻采用的钻杆、石油天然气用加厚油管和加厚套管、非开挖施工用钻杆等生产的一道重要工序。其目的是使钻杆管体管端的外径增大，或内径减小，或外径增大的同时内径减小，总之是管料的壁厚增加，这样的工序就叫加厚。加厚通常在高温下进行，是一个热锻生产工序。

对于内加厚（见图1）和内外加厚（见图2）的钻杆而言，其加厚端3与未加厚的管体1的内腔面间都会形成内过渡带4，内过渡带4的消失点2是截面变化的地方，在此处产生应力集中，又是加厚的热影响区，虽然经后续管体热处理变性，但热处理有组织遗传，此处的性能较差，在此处易产生钻杆刺穿或断裂。为了缓解此处的应力集中，改善钻杆性能，需要将内过渡带4做得平滑光直且长度更长。

在目前的石油天然气钻杆制造领域中，对内外加厚钻杆管体进行加厚时，目前大部分钻具生产厂家都是采用传统的加厚方式，即每道次加厚作业同时对管料进行内加厚和外加厚作业。这种内外同时加厚的方式，在作业过程中，内过渡带既不与加厚模接触，也不与冲头接触，内过渡带是以一种自由成形的方式产生的，其尺寸和形状难以得到控制。以三道次内外加厚的钻杆为例，如果不采用一道加厚又一道加厚来加长内过渡带，想要将内过渡带做长，是一个不可能完成的任务；如果采用一道加厚又一道加厚加长内过渡带的加厚方法，又难以保证内过渡带平滑。这种方式加厚的内过渡带短，而且形状不规则，坑洼不平，应力集中严重，钻杆疲劳使用寿命低。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法，采用该方法对需要内加厚或内外加厚的钻杆加厚端进行加厚、挤压成型作业，对于内过渡带的尺寸形状可控，可有效改善钻杆的性能，提高它的疲劳使用寿命。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

本发明的加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法，其特点是包括以下步骤。

第一步，加厚、挤压前的准备作业。

根据钻杆加厚端成品尺寸，依次计算加厚端冷锻件尺寸、挤压成型前的冷毛坯尺寸、挤压成型前的热毛坯尺寸和加厚前的内外等径的管料长度。

第二步，外加厚作业。

取符合钻杆加工规格的内外等径的管料，并按照第一步中最后计算得到的长度尺寸，截取相应长度作为加厚前的内外等径的管料，根据加厚机参数及卡具尺寸，设计挤压成型前的外加厚用模具及冲头，对管料进行外加厚作业，得到符合第一步计算尺寸的挤压成型前的热毛坯。

第三步，挤压成型作业。

根据加厚端冷锻件尺寸加放收缩率，得到加厚端热锻件尺寸；

依据加厚端热锻件尺寸、挤压成型前的热毛坯尺寸，结合压机参数和所用卡具尺寸，并考虑挤压成型特点，设计挤压成型模具和挤压冲头；

利用挤压成型模具夹持第二步得到的挤压成型前的热毛坯，并利用挤压冲头将挤压成型前的热毛坯的外加厚端向挤压成型模具内挤压，使得第二步中加厚到外面的金属挤压到管料内部，形成加厚端的内加厚部，同时形成内过渡带；

然后，挤压冲头退出，挤压成型模具打开，管料退出；

挤压成型后，去除加厚端平端面的挤压工艺余块，既得符合第一步计算尺寸的加厚端冷锻件。

第四步， 后加工作业。

对第三步得到的加厚端冷锻件进行热处理，之后车外圆、镗内孔，去除放量尺寸，得到钻杆加厚端成品。

其中，第一步中所述的加厚端冷锻件的尺寸是根据钻杆加厚端成品尺寸放量计算得到加厚端壁厚和长度，继而得到加厚端冷锻件尺寸。所述的钻杆加厚端成品尺寸放量为10~20%。

第一步中所述的挤压成型前的冷毛坯尺寸是在得到加厚端冷锻件尺寸后，在其断面尺寸图上，以钻杆管体壁厚中心线为中心，将加厚端冷锻件的内过渡带和内加厚长度镜像到加厚端外面，根据金属成型时的体积不变定律，确定加厚端的外加厚长度，既得挤压成型前的冷毛坯尺寸。

第一步中所述的挤压成型前的热毛坯尺寸是根据加热温度及对应的钢锻件的收缩率，对挤压成型前的冷毛坯尺寸加放收缩率，从而得到挤压成型前的热毛坯尺寸。

第一步中所述的加厚前的内外等径的管料长度是根据挤压成型前的热毛坯尺寸，计算实体的体积、管料热尺寸的横截面面积，根据金属成形过程中的体积不变定律，计算出需要参与变形的管料长度，从而得到加厚前的内外等径的管料长度。

第二步的外加厚作业不少于两道次，且每道次加厚的管料壁厚增加系数不超过1.5。

第三步中的挤压成型模具的内腔包括依次相连的等径的管料夹持段、内径逐渐变大的挤压段、等径的加厚成型段和内径突然变大且等径的平断面余料段。所述管料夹持段的直径与第二步选取的管料的外圆直径相等，加厚成型段的直径与第一步中计算得到的加厚端冷锻件的加厚部外圆直径相等。所述加厚成型段与平断面余料段间的突变过渡点为第一挤压点，管料夹持段与挤压段间的渐变过渡点为第二挤压点。所述挤压冲头包括依次相连的等径的内加厚挤压段和直径突然变大的平断面挤压段。所述内加厚挤压段的直径与第一步中计算得到的加厚端冷锻件的加厚部内圆直径相等，平断面挤压段的直径与挤压成型模具的平断面余料段的内腔直径相等。

采取上述方案，具有以下优点：

本发明的加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法先根据钻杆的加厚端成品尺寸做准备计算，再选取合适的管料并对其进行外加厚作业，然后再挤压成型并去除工艺余块最终通过后加工作业制得钻杆加后端成品。即本发明采用加厚结合挤压成型的加厚方式，除了外加厚作业外，没有内加厚作业，钻杆加后端成品的尺寸形状完全由模具和工艺所保证。在外加厚作业后采用挤压成型，将管料上加厚到外面的材料转移到管体内部，使原本自由成形的内加厚或内外加厚的内过渡带的尺寸形状可控，使内过渡带长度更长，且平滑光顺，可缓解内过渡带消失点的应力集中，改善钻杆性能，提高钻杆的疲劳使用寿命。同时，挤压成型是冲头推动管料穿过挤压成型模具，无需采用夹紧模，可减少一套夹紧模，降低卡具制造成本。而且操作人员无需更换夹紧模，减轻了操作工的劳动强度，减少了工装更换的非生产时间，提高了加厚效率。另外，由于挤压变形量不大，所需挤压力较小，坯料温度不需太高，可减少氧化。如果外加厚和挤压成型在连续布置的设备上进行，则可利用加厚的余热进行挤压，无需再次加热，可减少能源的损耗。

附图说明

图1是内加厚的钻杆加后端结构示意图；

图2是内外加厚的钻杆加后端结构示意图；

图3是实施例对应的钻杆加后端成品尺寸图；

图4是实施例对应的加后端冷锻件尺寸图；

图5是实施例对应的加后端冷锻件壁厚镜像示意图；

图6是实施例对应的挤压成型前的冷毛坯尺寸图；

图7是实施例对应的挤压成型前的热毛坯尺寸图；

图8是实施例对应的挤压成形前的热毛坯所需管料参与变形的长度及管料缩短量尺寸图；

图9是实施例对应的第一道次加厚模具尺寸图；

图10是实施例对应的第一道次加厚冲头尺寸图；

图11是实施例对应的第二道次加厚模具尺寸图；

图12是实施例对应的第二道次加厚冲头尺寸图；

图13是实施例对应的加厚端的热锻件尺寸图；

图14是实施例对应的挤压成型模具尺寸图；

图15是实施例对应的挤压冲头尺寸图；

图16是实施例对应的挤压前的挤压成型模具、挤压成型前的热毛坯和挤压冲头的配合示意图；

图17是实施例对应的挤压后的挤压成型模具、管料和挤压冲头的配合示意图；

图18是实施例对应挤压成形后的管料加厚端尺寸图；

具体实施方式

以下结合实施例及附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法，包括以下步骤。

第一步，加厚、挤压前的准备作业。

根据钻杆加厚端成品尺寸，依次计算加厚端冷锻件尺寸、挤压成型前的冷毛坯尺寸、挤压成型前的热毛坯尺寸和加厚前的内外等径的管料长度。

所述的加厚端冷锻件的尺寸是根据钻杆加厚端成品尺寸放量计算得到加厚端壁厚和长度，继而得到加厚端冷锻件尺寸。所述的钻杆加厚端成品尺寸放量为10~20%。

所述的挤压成型前的冷毛坯尺寸是在得到加厚端冷锻件尺寸后，在其断面尺寸图上，以钻杆管体壁厚中心线为中心，将加厚端冷锻件的内过渡带和内加厚长度镜像到加厚端外面，根据金属成型时的体积不变定律，确定加厚端的外加厚长度，既得挤压成型前的冷毛坯尺寸。

所述的挤压成型前的热毛坯尺寸是根据加热温度及对应的钢锻件的收缩率，对挤压成型前的冷毛坯尺寸加放收缩率，从而得到挤压成型前的热毛坯尺寸。

所述的加厚前的内外等径的管料长度是根据挤压成型前的热毛坯尺寸，计算实体的体积、管料热尺寸的横截面面积，根据金属成形过程中的体积不变定律，计算出需要参与变形的管料长度，从而得到加厚前的内外等径的管料长度。

第二步，外加厚作业。

取符合钻杆加工规格的内外等径的管料，并按照第一步中最后计算得到的长度尺寸，截取相应长度作为加厚前的内外等径的管料，根据加厚机参数及卡具尺寸，设计挤压成型前的外加厚用模具及冲头，对管料进行外加厚作业，得到符合第一步计算尺寸的挤压成型前的热毛坯。

外加厚作业一般不少于两道次，且每道次加厚的管料壁厚增加系数不超过1.5。

第三步，挤压成型作业。

根据加厚端冷锻件尺寸加放收缩率，得到加厚端热锻件尺寸；

依据加厚端热锻件尺寸、挤压成型前的热毛坯尺寸，结合压机参数和所用卡具尺寸，并考虑挤压成型特点，设计挤压成型模具和挤压冲头；

利用挤压成型模具夹持第二步得到的挤压成型前的热毛坯，并利用挤压冲头将挤压成型前的热毛坯的外加厚端向挤压成型模具内挤压，使得第二步中加厚到外面的金属挤压到管料内部，形成加厚端的内加厚部，同时形成内过渡带；

然后，挤压冲头退出，挤压成型模具打开，管料退出；

挤压成型后，去除加厚端平端面的挤压工艺余块，既得符合第一步计算尺寸的加厚端冷锻件。

挤压成型模具的内腔包括依次相连的等径的管料夹持段、内径逐渐变大的挤压段、等径的加厚成型段和内径突然变大且等径的平断面余料段。所述管料夹持段的直径与第二步选取的管料的外圆直径相等，加厚成型段的直径与第一步中计算得到的加厚端冷锻件的加厚部外圆直径相等。所述加厚成型段与平断面余料段间的突变过渡点为第一挤压点，管料夹持段与挤压段间的渐变过渡点为第二挤压点。所述挤压冲头包括依次相连的等径的内加厚挤压段和直径突然变大的平断面挤压段。所述内加厚挤压段的直径与第一步中计算得到的加厚端冷锻件的加厚部内圆直径相等，平断面挤压段的直径与挤压成型模具的平断面余料段的内腔直径相等。

第四步， 后加工作业。

对第三步得到的加厚端冷锻件进行热处理，之后车外圆、镗内孔，去除放量尺寸，得到钻杆加厚端成品。

实施例

以应用最多的5英寸、壁厚9.19mm，S135钢级，IEU加厚形式，材料为4124M的钻杆为例，用本发明的加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法可将其加厚端的内过渡带做到178mm以上。以下详细说明其实施过程。

该规格加厚端成品图（即加厚端加工后的图）见图3。除加厚内过渡带178mm长，远远大于API 5DP规定的76.2mm长之外，其余尺寸符合API 5DP的要求。

第一步，加厚、挤压前的准备作业。

根据钻杆加厚端成品尺寸，依次计算加厚端冷锻件尺寸、挤压成型前的冷毛坯尺寸、挤压成型前的热毛坯尺寸和加厚前的内外等径的管料长度。

1）根据钻杆加厚端成品尺寸放量计算得到加厚端壁厚和长度，继而得到加厚端冷锻件尺寸。即在加厚端成品图上增加加工余量（加工余量的影响因素较多，需根据实际情况而定，确保加厚端的加工），加厚端成品壁厚为（130.23-90.5）÷2=19.87mm，放量约15.5%，得加厚端冷锻件壁厚22.95mm（加厚端外径133.4mm、内径87.5mm）；加厚端成品长度为90mm，放量约11.1%，得加厚端冷锻件长度100mm。根据计算数值，生成加厚端冷锻件图，见图4。管体的壁厚为9.19mm，壁厚增加系数（加厚后的壁厚比加厚前的壁厚）为22.95÷9.19=2.4973。

2）在得到加厚端冷锻件尺寸后，在其断面尺寸图上，以钻杆管体壁厚中心线1’为中心，将加厚端冷锻件的内过渡带4和内加厚段3’镜像到加厚端外面，根据金属成型时的体积不变定律，确定加厚端的外加厚长度L，见图5。将内过渡带4和内加厚段3’以管体壁厚中心线1’为中心，向外镜像，得到挤压成型前的冷毛坯，即图中双点划线。依据金属成形体积不变定律，计算L为70mm，最终确定挤压成型前的冷毛坯图，见图6。

3）根据加热温度及对应的钢锻件的收缩率，对挤压成型前的冷毛坯尺寸加放收缩率，从而得到挤压成型前的热毛坯尺寸。加热温度1200℃，钢锻件的收缩率在1.2%到1.5%之间。钻杆管体一般壁厚较薄，加厚大多采用液压式加厚机进行加厚，成形速度较慢，成形过程中料温损失较大，收缩率取1.25%。加放收缩率之后的挤压前的热毛坯图见图7。

4）根据挤压成型前的热毛坯尺寸，计算实体的体积、管料热尺寸的横截面面积，根据金属成形过程中的体积不变定律，计算出需要参与变形的管料长度，从而得到加厚前的内外等径的管料长度。根据图7尺寸计算，挤压成型前的热毛坯图实体的体积为1829006mm³，管料热尺寸的横截面面积为3469.22mm²，根据金属成形过程中的体积不变定律，计算出需要参与变形的管料长度（参见图8）。管料参与变形的长度（530mm）减去挤压成型前的热毛坯的长度（180+70.87=250.87mm）即为管料的缩短量，约为280mm。

在计算管料参与变形的长度时，并未考虑加热的火耗，原因如下：1.管体加厚一般采用感应加热，加热时间短，火耗少；2.计算按管体的名义尺寸进行的计算，管料采购订货技术协议一般会规定壁厚正公差较大，而负公差较小；3.加厚与机加工不同，料短或长几毫米对加厚质量没有质的影响；4.加厚试验时，根据试验情况，可以对参与变形的管料长度做适当调整。

第二步，外加厚作业。

取符合钻杆加工规格的内外等径的管料，并按照第一步中最后计算得到的长度尺寸，截取相应长度作为加厚前的内外等径的管料，根据加厚机参数及卡具尺寸，设计挤压成型前的外加厚用模具及冲头，对管料进行外加厚作业，得到符合第一步计算尺寸的挤压成型前的热毛坯。

锻造资料介绍，每次加厚的壁厚增加系数不可超过1.5，否则管料易失稳形成加厚缺陷，该规格钻杆至少需要两次加厚。根据具体使用的加厚机参数，卡具的具体尺寸，以及上述计算得到的挤压成型前的热毛坯尺寸，设计挤压成型前的两次外加厚用的模具及冲头，计算这两次加厚的工艺，设计及计算结果见下表。

第三步，挤压成型作业。

1）根据加厚端冷锻件图中的相应尺寸，加放收缩率，得到加厚端热锻件尺寸，生成加厚端的热锻件图，见图13。

2）依据加厚端的热锻件图尺寸（图13）、挤压成型前的热毛坯图尺寸（图7），结合具体压机参数和所用卡具尺寸，并考虑挤压成型特点，设计挤压成型模具和挤压冲头。见图14，挤压成型模具的内腔包括依次相连的等径的管料夹持段5、内径逐渐变大的挤压段6、等径的加厚成型段7和内径突然变大且等径的平断面余料段9。管料夹持段5的直径与第二步选取的管料的外圆直径相等，加厚成型段7的直径与第一步中计算得到的加厚端冷锻件的加厚部外圆直径相等。加厚成型段7与平断面余料段9间的突变过渡点为第一挤压点10，管料夹持段5与挤压段6间的渐变过渡点为第二挤压点11。见图15，挤压冲头包括依次相连的等径的内加厚挤压段12和直径突然变大的平断面挤压段14。内加厚挤压段12的直径与第一步中计算得到的加厚端冷锻件的加厚部内圆直径相等，平断面挤压段14的直径与挤压成型模具的平断面余料段的内腔直径相等。

挤压成形工艺：挤压温度850℃；加热长度295mm；管料在挤压模具内的定位0mm（即管料的前端面与挤压模的前端面平齐）；挤推面进入挤压模具内235mm（挤推面13见图15）。

由于挤压变形量不大，所需挤压力较小，坯料温度不需太高，以减少氧化。如果是三台加厚机并排排列，则可利用二道次加厚的余热进行挤压，无需再次加热，减少能源损耗。

由于挤压成形时，不需要夹紧模，为保证挤压冲头顺利脱模，在挤压成型模具型腔内设计了30mm宽，单边0.5mm深的环形阻尼槽。无需夹紧模，减少了工装制作费用。无需更换夹紧模，减轻了工人的劳动强度，减少了更换工装的非生产时间。

3）挤压前，将加热好或二次加厚带有余热的管料送到工艺指定的位置，利用挤压成型模具上下模闭合夹持第二步得到的挤压成型前的热毛坯15，准备挤压，见图16。接着，利用挤压冲头将挤压成型前的热毛坯15的外加厚端向挤压成型模具内挤压。挤压管料通过挤压模具型腔，通过第一挤压点10、挤压面6’、第二挤压点11，使得第二步中加厚到外面的金属挤压到管料内部，形成加厚端的内加厚部，同时形成内过渡带，见图17。

4）挤压成形结束后，挤压冲头退出，挤压成型模具上下模打开，管料退出。得到的加厚端尺寸形状，见图18。

5）挤压成型后，去除加厚端平端面的挤压工艺余块（图18中的15），既得符合第一步计算尺寸的加厚端冷锻件，见图4。

第四步， 后加工作业。

对第三步得到的加厚端冷锻件进行热处理，之后车外圆、镗内孔，去除放量尺寸，得到钻杆加厚端成品，见图3。钻杆加后端制备完成。

本发明的加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法，具有以下优点。

A.本发明采用两次外加厚，没有内加厚，其尺寸形状完全由模具和工艺所保证。最后采用挤压成形，将前两次加厚到外面的材料转移到管体内部，使原本自由成形的内加厚或内外加厚的内过渡带的尺寸形状可控，使内过渡带长度更长，且平滑光顺，提高钻杆的疲劳使用寿命。以178mm长内过渡带为例，对本发明的方法做了详尽说明，但只要加厚生产线的加热装置、加厚机参数、加厚用卡具（模座、模套）的尺寸允许，使用本发明的方法，可以做出更长的内过渡带。

B.采用本发明的方法制得的钻杆加后端内过渡带长度长，从内过渡带消失处向加厚端内径末端处过度的截面变化更为平缓，减小了内过渡带消失处的应力集中。内过渡带消失处的过度圆角更大（大于950mm）。减小了内过渡带消失处钻杆刺露的几率。

C.由于挤压前的两次外加厚消除了原管料的壁厚差，本发明方法做出的内过渡带，沿所有纵向剖面的长度一致。

D.以管料的中心线为中心将内过度带和内加厚段向外镜像的设计理念，最终使原本难以做到平滑光直的内过渡带变得尺寸形状达到可以控制。

E.三台加厚机并排组成的加厚生产线（比较常见），可以减少一次加热，降低能源损耗，减低加厚成本。

F.挤压成型是冲头推动管料穿过挤压模具，无需采用夹紧模，减少一套夹紧模，降低卡具制造成本。

G.不用夹紧模，加厚操作工无需更换夹紧模，减轻了操作工的劳动强度，减少了工装更换的非生产时间，提高了加厚效率。

H.为保证挤压冲头顺利脱模，在挤压模具内采用了阻尼槽设计的理念。

Claims (8)

1.一种加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，加厚、挤压前的准备作业

根据钻杆加厚端成品尺寸，依次计算加厚端冷锻件尺寸、挤压成型前的冷毛坯尺寸、挤压成型前的热毛坯尺寸和加厚前的内外等径的管料长度；

第二步，外加厚作业

取符合钻杆加工规格的内外等径的管料，并按照第一步中最后计算得到的长度尺寸，截取相应长度作为加厚前的内外等径的管料，根据加厚机参数及卡具尺寸，设计挤压成型前的外加厚用模具及冲头，对管料进行外加厚作业，得到符合第一步计算尺寸的挤压成型前的热毛坯；

第三步，挤压成型作业

根据加厚端冷锻件尺寸加放收缩率，得到加厚端热锻件尺寸；

依据加厚端热锻件尺寸、挤压成型前的热毛坯尺寸，结合压机参数和所用卡具尺寸，并考虑挤压成型特点，设计挤压成型模具和挤压冲头；

利用挤压成型模具夹持第二步得到的挤压成型前的热毛坯，并利用挤压冲头将挤压成型前的热毛坯的外加厚端向挤压成型模具内挤压，使得第二步中加厚到外面的金属挤压到管料内部，形成加厚端的内加厚部，同时形成内过渡带；

然后，挤压冲头退出，挤压成型模具打开，管料退出；

挤压成型后，去除加厚端平端面的挤压工艺余块，既得符合第一步计算尺寸的加厚端冷锻件；

第四步， 后加工作业

对第三步得到的加厚端冷锻件进行热处理，之后车外圆、镗内孔，去除放量尺寸，得到钻杆加厚端成品。

2.如权利要求1所述的加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法，其特征在于第一步中所述的加厚端冷锻件的尺寸是根据钻杆加厚端成品尺寸放量计算得到加厚端壁厚和长度，继而得到加厚端冷锻件尺寸。

3.如权利要求2所述的加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法，其特征在于第一步中所述的钻杆加厚端成品尺寸放量为10~20%。

4.如权利要求1所述的加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法，其特征在于第一步中所述的挤压成型前的冷毛坯尺寸是在得到加厚端冷锻件尺寸后，在其断面尺寸图上，以钻杆管体壁厚中心线为中心，将加厚端冷锻件的内过渡带和内加厚长度镜像到加厚端外面，根据金属成型时的体积不变定律，确定加厚端的外加厚长度，既得挤压成型前的冷毛坯尺寸。

5.如权利要求1所述的加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法，其特征在于第一步中所述的挤压成型前的热毛坯尺寸是根据加热温度及对应的钢锻件的收缩率，对挤压成型前的冷毛坯尺寸加放收缩率，从而得到挤压成型前的热毛坯尺寸。

6.如权利要求1所述的加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法，其特征在于第一步中所述的加厚前的内外等径的管料长度是根据挤压成型前的热毛坯尺寸，计算实体的体积、管料热尺寸的横截面面积，根据金属成形过程中的体积不变定律，计算出需要参与变形的管料长度，从而得到加厚前的内外等径的管料长度。

7.如权利要求1所述的加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法，其特征在于第二步的外加厚作业不少于两道次，且每道次加厚的管料壁厚增加系数不超过1.5。

8.如权利要求1至7中任一项所述的加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法，其特征在于第三步中的挤压成型模具的内腔包括依次相连的等径的管料夹持段、内径逐渐变大的挤压段、等径的加厚成型段和内径突然变大且等径的平断面余料段；所述管料夹持段的直径与第二步选取的管料的外圆直径相等，加厚成型段的直径与第一步中计算得到的加厚端冷锻件的加厚部外圆直径相等；所述加厚成型段与平断面余料段间的突变过渡点为第一挤压点，管料夹持段与挤压段间的渐变过渡点为第二挤压点；所述挤压冲头包括依次相连的等径的内加厚挤压段和直径突然变大的平断面挤压段；所述内加厚挤压段的直径与第一步中计算得到的加厚端冷锻件的加厚部内圆直径相等，平断面挤压段的直径与挤压成型模具的平断面余料段的内腔直径相等。

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