CN201024192Y - 薄壁细长钢管防变形复合自动淬火装置 - Google Patents

薄壁细长钢管防变形复合自动淬火装置 Download PDF

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Abstract

一种涉及石油机械领域油套管淬火处理及其防冷却变形技术的薄壁细长钢管防变形复合自动淬火装置，包括进料辊道(1)、上料部件(2)、支撑轮(3)、内喷供水管路(5)、外淋供水管路(6)、压紧轮(7)等，进料辊道(1)与上料部件(2)连接，支撑轮(3)的上部设置淬火钢管(4)，淬火钢管(4)周围布置有内喷供水管路(5)、外淋供水管路(6)，压紧轮(7)座落在支架(9)上，并与支架(9)固定连接，支架(9)的底部设有循环水池(10)，斜台架(11)与挡料机构(12)连接，使得油套管产品的淬火质量得到了明显的改善：采用“钢管旋转+外淋+内喷”的装置，通过控制淬火介质的流量、压力、钢管旋转速度及喷嘴出口高度来获得最佳淬火效果；淬火后钢管的变形量较小，无须另外增加矫直工序，减少了生产工序和成本；可采用多种淬火介质，原料钢管的选择余地较大；使油套管淬火后的质量控制问题得到了明显的改善。

Description

薄壁细长钢管防变形复合自动淬火装置
技术领域
本实用新型涉及石油机械领域油套管淬火处理及其防冷却变形技术，具体地说，是一种薄壁细长钢管防变形复合自动淬火装置。
背景技术
随着我国石油工业的不断发展，钻井深度的不断加深，对油管、套管的机械性能要求也越来越高。国内众多油套管生产厂家近几年来纷纷采用调质工艺提升产品性能，淬火成为重要的工艺选择。目前国内油套管生产厂家在淬火及冷却控制时普遍存在以下问题：
1、由于油管、套管属于细长薄壁管料，淬火温度高，冷却速度快，材料淬火后变形量很大，直线度和椭圆度均难以达到标准技术要求。
2、部分技术能力雄厚的生产厂家为了保证淬火后的直线度要求，采用调质后再矫直的工艺，使油套管的直线度和椭圆度达到标准技术要求。这不仅增加了工序和操作成本，而且矫直后材料存在的内应力无法得到根除，在后续的使用过程中，内应力得到释放，油套管的直线度和椭圆度将会发生变化，不符合标准要求，影响了产品的使用性能。
3、由于API标准对油套管的钢材未作明确规定，国内外用于生产油套管的钢材牌号种类繁多，在对这些钢材进行调质处理时，所采用的淬火介质也不完全相同。目前国内多数油套管生产厂家所采用的淬火机构只能满足使用一种淬火介质的要求，这样不利于增加原材料的选择余地，进而给生产组织和降低生产成本造成了相当大的难度。
4、油管、套管属于细长薄壁管(长度在10米以上，最小壁厚小于5mm)，在对油套管进行淬火处理时，由于淬火液的流量在长度方向上难以得到很好的分配和控制，使得单根油套管的淬火质量在本身长度范围内相差较大。
鉴于以上原因，油套管淬火的质量控制问题成为行业技术难题。由于目前还没有更有效的工艺技术手段，因此该技术仍是油套管淬火处理的主流生产工艺，但是它制约了产品性能的进一步提升。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种薄壁细长钢管防变形复合自动淬火装置，使得油套管产品的淬火质量得到了明显的改善：采用“钢管旋转+外淋+内喷”的装置，通过控制淬火介质的流量、压力、钢管旋转速度及喷嘴出口高度来获得最佳淬火效果；淬火后钢管的变形量较小，无须另外增加矫直工序，减少了生产工序和成本；可采用多种淬火介质，原料钢管的选择余地较大；使油套管淬火后的质量控制问题得到了明显的改善。
本实用新型是这样实现的：包括：进料辊道1、上料部件2、支撑轮3、淬火钢管4、内喷供水管路5、外淋供水管路6、压紧轮7、过渡翻板8、支架9、循环水池10、斜台架11、挡料机构12、空水台架13、出料辊道14，进料辊道1与上料部件2连接，支撑轮3的上部设置淬火钢管4，淬火钢管4的外圆周布置有内喷供水管路5、外淋供水管路6，支架9与斜台架11连接，压紧轮7座落在支架9上，并与支架9固定连接，支架9的底部设有循环水池10，斜台架11与挡料机构12连接，在该装置的尾部分别装有空水台架13、出料辊道14。
本实用新型还采用如下技术方案：外淋供水管路6有一级进水管61、自力式调节阀62、喷嘴63组成，一级进水管61与自力式调节阀62连通，喷嘴63与自力式调节阀62连接。
自力式调节阀62的个数≥1。
喷嘴63的个数≥1。
本装置中支撑轮3的个数≥1。
压紧轮7的个数≥1。
本实用新型的优点在于：该装置使得油套管产品的淬火质量得到了明显的改善：采用“钢管旋转+外淋+内喷”的装置，通过控制淬火介质的流量、压力、钢管旋转速度及喷嘴出口高度来获得最佳淬火效果；淬火后钢管的变形量较小，无须另外增加矫直工序，减少了生产工序和成本；可采用多种淬火介质，原料钢管的选择余地较大；使油套管淬火后的质量控制问题得到了明显的改善。
附图说明
附图1为本实用新型的总体结构示意图；
附图2为支撑轮3和压紧轮7的结构示意图；
附图3为上料部件2的结构示意图；
附图4为外淋供水管路6的结构示意图。
具体实施方式
五、发明的内容
如附图1所示，包括进料辊道1、上料部件2、支撑轮3、淬火钢管4、内喷供水管路5、外淋供水管路6、压紧轮7、过渡翻板8、支架9、循环水池10、斜台架11、挡料机构12、空水台架13、出料辊道14，进料辊道1与上料部件2连接，支撑轮3的上部设置淬火钢管4，淬火钢管4的外圆周布置有内喷供水管路5、外淋供水管路6，支架9与斜台架11连接，压紧轮7座落在支架9上，并与支架9固定连接，支架9的底部设有循环水池10，斜台架11与挡料机构12连接，在该装置的尾部分别装有空水台架13、出料辊道14。
如附图1、附图2、附图3、附图4所示：所示，
①上料部件2将淬火钢管4翻转到支撑轮3上进行缓慢旋转，然后压紧轮7下降将其压紧并使其快速旋转。
②此时内喷供水管路5、外淋供水管路6运动，支架9上的外淋供水管路6上的喷嘴63向淬火钢管4全长外表面均匀喷水；同时接近淬火钢管4端头的内喷供水管路5向淬火钢管4内部进行喷水，这样淬火钢管4内外表面均得到了淬火处理。
③淬火后的淬火钢管4通过挡料机构12下料，并被逐根翻转到空水台架13上进行空水。
④整套装置可以对不同尺寸和材料的钢管进行相应调整处理。
淬火后钢管直线度和椭圆度得到了很好的控制，完全满足相关标准要求，调质后无需进行再矫直；淬火后的油套管在全长范围内金相组织转变完全(90％转为马氏体)且均匀性好；本装置能满足油、水、淬火液等多种淬火介质对钢管进行淬火的要求；本装置在对钢管外表面进行喷淋淬火时，钢管全长范围内淬火介质流量均匀性好，各喷嘴流量差别≤0.2m3/h；本装置自动化程度高，工艺参数调整方便，生产过程中对产品的质量控制效果好，减少了人为因素的影响。
4、主要技术参数及指标(见表1)
表1：主要技术参数及指标
  项目名称   主要技术指标
  淬火用液温度外淋用液内喷用液系统用液总量钢管温度   32℃液量：1500m3/h；压力：≥0.3Mpa液量：780m3/h；压力：≥0.6Mpa50m3/h淬火前约900℃，淬火后低于100℃。
对外淋供水管路6分级进水，并通过自力式调节阀62使外淋水流量均匀。
本装置有12对支撑轮3和压紧轮7配合。

Claims (6)

1.薄壁细长钢管防变形复合自动淬火装置，包括进料辊道(1)、上料部件(2)、支撑轮(3)、淬火钢管(4)、内喷供水管路(5)、外淋供水管路(6)、压紧轮(7)、过渡翻板(8)、支架(9)、循环水池(10)、斜台架(11)、挡料机构(12)、空水台架(13)、出料辊道(14)，其特征在于：进料辊道(1)与上料部件(2)连接，支撑轮(3)的上部设置淬火钢管(4)，淬火钢管(4)周围布置有内喷供水管路(5)、外淋供水管路(6)，支架(9)与斜台架(11)连接，压紧轮(7)座落在支架(9)上，并与支架(9)固定连接，支架(9)的底部设有循环水池(10)，斜台架(11)与挡料机构(12)连接，在该装置的尾部分别装有空水台架(13)、出料辊道(14)。
2.根据权利要求1所述的薄壁细长钢管防变形复合自动淬火装置，其特征在于：压紧轮(7)的个数≥1。
3.根据权利要求1所述的薄壁细长钢管防变形复合自动淬火装置，其特征在于：本装置中支撑轮(3)的个数≥1。
4.根据权利要求1所述的薄壁细长钢管防变形复合自动淬火装置，其特征在于：外淋供水管路(6)有一级进水管(61)、自力式调节阀(62)、喷嘴(63)组成，一级进水管(61)与自力式调节阀(62)连通，喷嘴(63)与自力式调节阀(62)连接。
5.根据权利要求4所述的薄壁细长钢管防变形复合自动淬火装置，其特征在于：自力式调节阀(62)的个数≥1。
6.根据权利要求4所述的薄壁细长钢管防变形复合自动淬火装置，其特征在于：喷嘴63的个数≥1。
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