CN113000775B - 一种采油井井口多路阀锻造方法 - Google Patents

一种采油井井口多路阀锻造方法 Download PDF

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Abstract

一种采油井井口多路阀锻造方法，采用先锻压，定基点再定型和退火的顺序，保证了阀体内部构造的一体性，通过定基点便于后续的定型作业和精度，再经退火去除应力，即可成型。通过较大直径的主法兰和长度较短的主管，确保主流道的受压能力大于副流道的受压能力和使得主流道的连接强度大于副流道的连接强度；本发明的锻造方法和顺序，具有多路阀的多种可锻造性，适用于三通阀、四通阀、导流阀等阀体的制备，根据输油的流量，可在流道通孔时，使主管及主法兰的内径大于副管及副法兰的内径，直接定型，无需后期调节，减少使用的组件量，降低故障率，提高稳定性，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Description

一种采油井井口多路阀锻造方法
技术领域
本发明涉及一种多路阀锻造方法，具体涉及一种采油井井口多路阀锻造方法。
背景技术
采油井口是一种地面自喷、机抽井口装置。它主要用于悬挂下入井中的油柱管，能使油、套管柱形成密封的环形空间，将油套压力有效的分隔开来，并能根据油井生产需要，做到有效控制、调节和释放地下流体输出，保证作业、施工，录取油、套压资料，测试及清蜡等日常生产的地面装置。
井口装置包括套头管、油管头和采油树；套头管在井口装置的下端，是连接套管和各种井口装置的部件；油管头装在套管头的上阿敏，包括油管悬挂器和套管四通；采油树主要由闸阀、节流阀、三通、四通、旋转阀、紧急切断阀等压力元件组成；其中三通、四通均为常见的多路阀，结构简单，易承压，串并接易操作，便于检修，因此得以广泛使用。
多路阀常用于油路的转接口，工作状态下的受压相比油路套管的受压更高，因此，有必要对其锻造方法进行优化，以提高阀体质量。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种保证阀体内部构造一体性的采油井井口多路阀锻造方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种采油井井口多路阀锻造方法，阀体包括空腔门阀、主法兰和副法兰；主法兰通过主管接于门阀的底端，副法兰通过副管接于门阀的侧端，阀口设于门阀的前端；
锻造方法包括以下步骤：
S1、锻胚：以阀体的高度为锻压高度，以主法兰的直径为锻压宽度，以阀体的长度确定锻压长度，将料胚锻压呈矩形料胚；
S2、定轴：以料胚底面的横向中线为基线，根据阀体的长度，确定主法兰的圆点；
基于主法兰的圆点，沿料胚的高度方向，确定门阀的中轴线至料胚的顶面；
基于门阀的中轴线，沿料胚的长度方向，于料体的端面，确定副法兰的中线；
基于副法兰的中线，结合阀体的高度，确定副法兰的圆点；
基于副法兰的圆点，沿着料胚的宽度方向，确定副法兰的纵轴线，再沿料胚的长度方向，确定阀体的横轴线和门阀的纵轴线；阀体的横轴线和门阀的纵轴线和门阀的中轴线的交点即为门阀的中心点；
S3、定冗余：基于步骤S3确定的主法兰的圆点、副法兰的圆点、门阀的中轴线、阀体的横轴线和门阀的纵轴线，根据阀体的设计尺寸，确定料胚于长度、宽度、高度方向的冗余量并切除；
S4、定型：以门阀的中轴线为固定轴线，旋切出主管和主法兰；以阀体的横轴线为固定轴线，旋切出副管和副法兰后；中部余留为门阀；
S5、通孔：以门阀的中轴线为固定轴线，沿周向为副法兰通若干安装孔，再沿阀体的横轴线，为副法兰和副管通副流道孔；
以阀体的横轴线的固定轴线，沿周向为主法兰通若干安装孔，再沿门阀的中轴线，为主管和主法兰通主流道孔；
沿门阀的纵轴线，从料胚的正面通门阀孔；
S6、将上述通孔后的料胚，经退火处理后，制得阀体。
上述主法兰的直径≥副法兰的直径。
上述主管的长度为副管的长度的1/3-2/3。
上述锻压高度为阀体高度的(1.05-1.1)倍，锻压宽度为主法兰的直径的(1.05-1.1)倍。
上述锻压长度度为阀体长度的(1.05-1.1)倍。
上述主管及主法兰的内径≥副管及副法兰的内径。
上述副法兰及副管为1组或2组。
进一步的，上述副法兰及副管若为2组，包括第一副法兰组和第二副法兰组，
则，第一副法兰组和第二副法兰组的内径相同或不相同。
上述步骤S4中的门阀，还包括塑型，包括以门阀的纵轴线为中轴线的圆形、八边形。
上述步骤S6的退火，包括：
将阀体缓慢加热至500-700℃，保温一段时间后，缓慢冷却至200℃，空冷。
本发明的有益之处在于：
本发明的一种采油井井口多路阀锻造方法，采用先锻压，定基点再定型和退火的顺序，保证了阀体内部构造的一体性，通过定基点便于定量去除冗量，仅需旋切出主管及副管，即可定型，提高了定型的效率，同时保证了定型的精度，再经通孔、退火去除应力后，即完成多路阀的制备。本发明的锻造方法和顺序，具有多路阀的多种可锻造性，适用于三通阀、四通阀、导流阀等阀体的制备，具有很强的实用性和广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明的阀体的结构示意图。
图2为本发明的主法兰的结构示意图。
附图中标记的含义如下：1、门阀，2、主管，3、主法兰，4、主流道，5、副管，6、副法兰，7、副流道。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1
如图1所示的坐标轴，X轴方向为横轴方向，Y轴方向为纵轴方向，Z轴方向为中轴方向。
一种采油井井口多路阀锻造方法，如图1所示的阀体由门阀1、主法兰3和2组副法兰6组成。门阀内置空腔，阀口设于门阀的前端；主法兰通过主管2接于门阀的底端，其主流道4接通门阀内腔；副法兰分别通过副管5接于门阀的两侧端，副流道7分别分别接通门阀内腔。
阀体的长为520mm、宽为200mm、高为330mm,门阀的长宽高均为300mm；
主法兰的外径为200mm，长为80mm；主管的外径为160mm，长为50mm；
副法兰的外径为200mm，长为80mm；副管的外径为160mm，长为80mm。
锻造方法包括以下步骤：
选用重量为阀体重量的(1.15-1.25)倍的合金圆钢作为原胚。
S1、锻胚：锻压原胚，高度至346.5mm，宽度至210mm，长度至546mm的矩形料胚；
S2、定轴：以料胚底面的横向中线为基线，根据阀体的长度，确定主法兰的圆点；
基于主法兰的圆点，沿料胚的高度方向，确定门阀的中轴线(Z轴方向)至料胚的顶面；
基于门阀的中轴线，沿料胚的长度方向，于料体的两侧端面，确定副法兰的中线；
基于副法兰的中线，结合阀体的高度，确定副法兰的圆点；
基于副法兰的圆点，沿着料胚的宽度方向，确定副法兰的纵轴线(Y轴方向)，再沿料胚的长度方向，确定阀体的横轴线(X轴方向)和门阀的纵轴线；阀体的横轴线和门阀的纵轴线和门阀的中轴线的交点即为门阀的中心点；
S3、定冗余：基于步骤S3确定的主法兰的圆点、副法兰的圆点、门阀的中轴线、阀体的横轴线和门阀的纵轴线，根据阀体的设计尺寸，即长为520mm、宽为200mm、高为330mm，确定料胚冗余量并切除；
S4、定型：以门阀的中轴线为固定轴线，旋切出外径为160mm长度为50mm的主管,外余量为主法兰；以阀体的横轴线为固定轴线，旋切出外径为160mm长度为80mm副管，外余量为副法兰；内余留为门阀；
门阀可进一步塑型为圆形或八边形。
S5、通孔：以门阀的中轴线为固定轴线，沿周向为副法兰通若干安装孔，再沿阀体的横轴线，为副法兰和副管通副流道孔；
以阀体的横轴线的固定轴线，沿周向为主法兰通若干安装孔，再沿门阀的中轴线，为主管和主法兰通主流道孔；
沿门阀的纵轴线，从料胚的正面通门阀孔；
S6、将上述通孔后的料胚，经退火处理消除应力后，制得阀体。
步骤S6的退火，包括：将阀体放入炉内，随炉缓慢加热至500℃，保温一段时间后，随炉缓慢冷却至200℃，空冷。
检测结果见下表1：
Figure BDA0002975551970000051
实施例2
基于实施例1的一种采油井井口多路阀锻造方法，锻造方法中的步骤：
S1、锻胚：锻压原胚，高度至363mm，宽度至220mm，长度至572mm的矩形料胚；
和S6、将上述通孔后的料胚，经退火处理消除应力后，制得阀体。
步骤S6的退火，包括：将阀体放入炉内，随炉缓慢加热至700℃，保温一段时间后，随炉缓慢冷却至200℃，空冷。
检测结果见下表2：
Figure BDA0002975551970000061
实施例3
基于实施例1的一种采油井井口多路阀锻造方法，锻造方法中的步骤：
S1、锻胚：锻压原胚，高度至350mm，宽度至215mm，长度至560mm的矩形料胚；
S6、将上述通孔后的料胚，经退火处理消除应力后，制得阀体。
步骤S6的退火，包括：将阀体放入炉内，随炉缓慢加热至600℃，保温一段时间后，随炉缓慢冷却至200℃，空冷。
检测结果见下表3：
Figure BDA0002975551970000062
主法兰和副法兰可接不同管径的输油管，但主法兰的直径≥副法兰的直径，以确保主流道的受压能力大于副流道的受压能力。
同样因主流道的受压能力大于副流道的受压能力，选用的主管的长度为副管的长度的1/3-2/3，使得主流道的连接强度大于副流道的连接强度。
根据输油的流量，可在流道通孔时，使主管及主法兰的内径大于副管及副法兰的内径，直接定型，无需后期调节，减少使用的组件量，降低故障率，提高稳定性。
根据实际使用需求，
副法兰及副管可为1组或2组，若副法兰及副管若为2组，括第一副法兰即组和第二副法兰组，第一副法兰组和第二副法兰组的内径可相同或也可不相同。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种采油井井口多路阀锻造方法，其特征在于，阀体包括空腔门阀、主法兰和副法兰；主法兰通过主管接于门阀的底端，副法兰通过副管接于门阀的侧端，阀口设于门阀的前端；
所述主管的长度为副管的长度的1/3-2/3；
主管及主法兰的内径≥副管及副法兰的内径；
锻造方法包括以下步骤：
S1、锻胚：锻压高度为阀体高度的1.05-1.1倍，锻压宽度为主法兰的直径的1.05-1.1倍，所述锻压长度为阀体长度的1.05-1.1倍，将料胚锻压呈矩形料胚；
S2、定轴：以料胚底面的横向中线为基线，根据阀体的长度，确定主法兰的圆点；
基于主法兰的圆点，沿料胚的高度方向，确定门阀的中轴线至料胚的顶面；
基于门阀的中轴线，沿料胚的长度方向，于料体的端面，确定副法兰的中线；
基于副法兰的中线，结合阀体的高度，确定副法兰的圆点；
基于副法兰的圆点，沿着料胚的宽度方向，确定副法兰的纵轴线，再沿料胚的长度方向，确定阀体的横轴线和门阀的纵轴线；
S3、定冗余：基于步骤S3确定的主法兰的圆点、副法兰的圆点、门阀的中轴线、阀体的横轴线和门阀的纵轴线，根据阀体的设计尺寸，确定料胚于长度、宽度、高度方向的冗余量并切除；
S4、定型：以门阀的中轴线为固定轴线，旋切出主管和主法兰；以阀体的横轴线为固定轴线，旋切出副管和副法兰后；中部余留为门阀；
S5、通孔：以门阀的中轴线为固定轴线，沿周向为副法兰通若干安装孔，再沿阀体的横轴线，为副法兰和副管通副流道孔；
以阀体的横轴线的固定轴线，沿周向为主法兰通若干安装孔，再沿门阀的中轴线，为主管和主法兰通主流道孔；
沿门阀的纵轴线，从料胚的正面通门阀孔；
S6、将上述通孔后的料胚，经退火处理后，制得阀体。
2.根据权利要求1所述的一种采油井井口多路阀锻造方法，其特征在于，所述副法兰及副管为1组或2组。
3.根据权利要求2所述的一种采油井井口多路阀锻造方法，其特征在于，所述副法兰及副管若为2组，包括第一副法兰组和第二副法兰组；
则，第一副法兰组和第二副法兰组的内径相同或不相同。
4.根据权利要求1所述的一种采油井井口多路阀锻造方法，其特征在于，所述步骤S4中的门阀，还包括塑形 ，所述门阀以纵轴线为中轴线塑形为圆形或八边形。
5.根据权利要求1所述的一种采油井井口多路阀锻造方法，其特征在于，所述步骤S6的退火，包括：
将阀体缓慢加热至500-700℃，保温一段时间后，缓慢冷却至200℃，空冷。
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