CN203140669U - 钻杆外加厚成型模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种提供了一套钻杆外加厚成型模具，该钻杆外加厚成型模具包括：加厚模，加厚模在长度方向上包括工作圆柱部分、过渡部分和夹持部分，过渡部分位于工作圆柱部分和夹持部分中间，过渡部分长度为80至120厘米。过渡部分为平滑曲线过渡。在加厚过渡区超长的基础上，能够设置超大的过渡区曲率半径，将应力集中减少很小，耐疲劳及抗腐蚀疲劳性更好。有效降低因管端加厚处壁厚变化造成过大的应力集中，减少该部位刺穿、断裂，从而延长钻杆疲劳寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油管道制造领域，尤其涉及一种石油管道外加厚成型模具。
背景技术
钻杆是石油钻采工业中大量使用的重要零件，其性能的好坏直接关系到钻井作业的成功与否。目前世界上大多数国家都采用API（美国石油协会）标准来生产钻杆。上述标准对石油钻杆的等级、规格、加厚方式等都做了比较详细的规定。当前，世界上能生产钻杆且取得API认证的企业并不多。主要有美国的NOV Grant，法国的V&M，俄罗斯的塔干罗格钢厂和辛那儿钢管厂，日本的Tenaris NKK。在油井钻进过程中，钻杆由于承受由交变载荷引起的较大应力突变，常常过早失效，据统计，国内各油井每年钻杆失效事故五百多起，直接经济损失4000万以上，钻杆的失效形式主要有一下三种：腐蚀、磨损和疲劳失效。中国石油天然气集团公司管材研究所的李鹤林院士对全国油气田发生的石油钻杆事故进行了数十次调查，发现70%的事故是由钻杆加厚过渡部分的刺穿或断裂所引起的。并经过对一大批失效样品进行宏观端口分析、断口扫描电镜微观分析、X衍射结构分析和常规理化检验，得出结论：导致事故的根本原因是钻杆加厚结构不合理引起的疲劳或腐蚀失效。在此基础上进一步研究表明：过渡区的形状对钻杆的使用寿命有显著影响。加厚过渡区越长，过渡区曲率半径越大，应力集中越小，疲劳及腐蚀疲劳寿命越高。日本几个钻杆生产厂也认为过渡部分平滑过渡、过渡带的长度或者曲率半径增大时，应力集中最小，可以有效降低因管端加厚处壁厚变化造成过大的应力集中，减少该部位刺穿、断裂，从而延长钻杆疲劳寿命。
传统的加厚模具是“外加厚模具”，常用的通过外径焊接堆厚的原理进行加厚，其过渡带长度只有50至55mm,因其锥度大，锻造用料就比较多，这样便造成在原料内部和外部易形成凹坑等缺陷，合格率低，从而无法完成合格的加厚成型，也就无法生产出高标准、高要求的石油钻具，影响了产品的强度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种钻杆外加厚成型模具，解决上述现有技术中的一个或者多个。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种钻杆外加厚成型模具，该钻杆外加厚成型模具包括：加厚模，加厚模在长度方向上包括工作圆柱部分、过渡部分和夹持部分，过渡部分位于工作圆柱部分和夹持部分中间，过渡部分长度为80至120厘米。超长的过渡带，减小了应力的集中，延长了本实用新型的成型模具的耐腐蚀和抗磨损的能力。
在一些实施方式中，过渡部分为平滑曲线过渡。在加厚过渡区超长的基础上，能够设置超大的过渡区曲率半径，将应力集中减少到更小，耐疲劳及抗腐蚀疲劳性更好。由此，有效降低因管端加厚处壁厚变化造成过大的应力集中，减少该部位刺穿、断裂，从而延长钻杆疲劳寿命。
在一些实施方式中，加厚模经过扩散渗氮处理。由此，具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。
在一些实施方式中，本实用新型还包括冲头，冲头包括工作部分和安装部分，工作部分包括d次部分和D次部分，d次部分直径为待外加厚钻杆的内径，D次部分直径为加厚模的工作圆柱部分的直径，D次部分连接安装部分。冲头的工作部分具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。
在一些实施方式中，冲头的安装部分包括台肩，台肩直径大于安装部分其他部分的直径。可以避免加厚过程中安装部分尤其是安装工件承受压力，延长了部件的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型一实施方式中加厚模的结构示意图；
图2为本实用新型一实施方式中冲头的结构示意图；
图3为本实用新型一实施方式中的加厚模和冲头工作示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本实用新型进行进一步详细的说明。
图1至图2示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的钻杆外加厚成型模具的结构。如图1所示，钻杆外加厚成型模具，包括：加厚模1，加厚模1在长度方向上按照内径的大小区分，可包括工作圆柱部分11、过渡部分12和夹持部分13，过渡部分12位于所述工作圆柱部分11和夹持部分13中间，过渡部分12长度为80至120厘米。超长的过渡带，减小了应力的集中，延长了本实用新型的耐腐蚀和抗磨损的能力。
过渡部分12平滑曲线过渡。在加厚过渡区超长的基础上，能够设置超大的过渡区曲率半径，将应力集中减少到更小，耐疲劳及抗腐蚀疲劳性更好。有效降低因管端加厚处壁厚变化造成过大的应力集中，减少该部位刺穿、断裂，从而延长钻杆疲劳寿命。
如图2所示，本实用新型的冲头2对应加厚模1设置，它包括工作部分21和安装部分22，工作部分21包括d次部分211和D次部分212，d次部分211直径为待外加厚钻杆的内径，D次部分212直径为加厚模1的工作圆柱部分11的直径，D次部分212连接所述安装部分22，工作部分21经过扩散渗氮处理。加厚模1和工作部分21经过扩散渗氮处理，具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。
冲头2的安装部分22包括台肩221，台肩直径大于安装部分22的其余部分的直径。可以避免加厚过程中安装部分尤其是安装工件承受压力，延长了部件的使用寿命。冲头一般采用螺纹连接，台肩直径应比安装部分22的螺纹处直径大25至35毫米，本实施例采用台肩直径比螺纹部分直径大30毫米。
如图3所述，加厚模1与冲头2对应设置。在钻杆的外加厚工艺中，一般采用多次加厚工艺，即每次使用不同的成型模具，将需要加厚的钻杆最终加厚到需要的尺寸。每次使用的加厚模1工作圆柱部分11直径比上一次稍大，并有对应设置的冲头2对钻杆一端进行加厚处理。
以上表述仅为本实用新型的优选方式，应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.钻杆外加厚成型模具，其特征在于，包括：加厚模(1)，所述加厚模(1)在长度方向上包括工作圆柱部分(11)、过渡部分(12)和夹持部分(13)，所述过渡部分(12)位于所述工作圆柱部分(11)和所述夹持部分(13)中间，所述过渡部分(12)长度为80至120厘米。
2.根据权利要求1所述的钻杆外加厚成型模具，其特征在于，所述过渡部分(12)平滑曲线过渡。
3.根据权利要求1所述的钻杆外加厚成型模具，其特征在于，所述加厚模(1)经过扩散渗氮处理。
4.根据权利要求1所述的钻杆外加厚成型模具，其特征在于，还包括冲头(2)，所述冲头(2)包括工作部分(21)和安装部分(22)，所述工作部分(21)包括d次部分(211)和D次部分(212)，所述d次部分直径为待外加厚钻杆的内径，所述D次部分直径为所述加厚模(1)的工作圆柱部分(11)的直径，所述D次部分(212)连接所述安装部分(22)，所述工作部分(21)经过扩散渗氮处理。
5.根据权利要求4所述的钻杆外加厚成型模具，其特征在于，所述冲头(2)的安装部分(22)包括台肩(221)，所述台肩直径大于所述安装部分(22)的其他部分的直径。
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| CN (1) | CN203140669U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106194042A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-12-07 | 南通纺都置业有限公司 | 油井管 |
| CN110665985A (zh) * | 2019-08-28 | 2020-01-10 | 无锡双马钻探工具有限公司 | 一种加厚结合挤压成型的石油天然气钻杆加厚方法 |
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2012
- 2012-12-27 CN CN 201220733319 patent/CN203140669U/zh not_active Expired - Fee Related
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