DE3590881C2

DE3590881C2 - Process for the manufacture of pump rods

Info

Publication number: DE3590881C2
Application number: DE19853590881
Authority: DE
Inventors: Islam Karaev; Talat Sichlinskij; Konstantin Polichronov; Pave Sutovskij; Emilia Avakian; Nikolaj Semkin; Avraam Rabinovic; Rauf Dsabarov
Original assignee: AZERBAJDZANSKIJ NI SKIJ I PKI
Current assignee: AZERBAJDZANSKIJ NI SKIJ I PKI
Priority date: 1985-11-26
Filing date: 1985-11-26
Publication date: 1989-06-22
Also published as: AT391914B; GB2191133A; GB8716825D0; BR8507312A; ATA908985A; GB2191133B; DE3590881T1; JPS63501700A; WO1987003233A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Pumpenstangen und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Pumpenstangen.The present invention relates to pump rods and relates in particular to a method for Manufacture of pump rods.

Die über ein Gewinde miteinander verbundenen Pumpenstangen dienen zur Übertragung einer hin- und hergehenden Bewegung vom Pumpenbock, der an der Bohrlochmündung angeordnet ist, auf eine am unteren Ende der Rohrtour angeordnete Bohrlochpumpe, über die das Erdöl aus dem Bohrloch gefördert wird.The pump rods connected to each other by a thread serve to transfer a back and forth Movement from the pump block at the mouth of the borehole is arranged on one at the bottom of the tube tour arranged borehole pump, via which the oil from the Borehole is promoted.

Die Pumpenstangen, die bis zur jüngsten Zeit gemäß dem Standard APJ Spec 11B als ungeteilte Ganzstücke hergestellt werden, stellen lange zylindrische Stäbe dar, deren Enden mit Gewindeköpfen versehen sind.The pump rods, which according to recent times the standard APJ Spec 11B as undivided whole pieces are manufactured, make long cylindrical rods represents, the ends of which are provided with threaded heads.

Der Übergang vom Kopf zum Stab ist stufenlos ausgebildet und die Erzeugende dieses Übergangs stellt einen an die Staberzeugende tangential verlaufenden Kreisbogen dar, wobei der Mittelpunkt der Staberzeugenden außerhalb der Stange liegt. Eine derartige Form des Kopf-Stab-Überganges ist erforderlich, um die Spannungsanhäufungen in der Übergangszone sowohl während des Stangenbetriebs, als auch beim Halten der Bohrgestängemasse während der Ein- und Ausbauarbeiten am Bohrloch mittels einer speziellen Einrichtung nämlich eines Elevators, zur reduzieren, bei dem die mit dem Übergangsabschnitt der Stange in Berührung tretende Oberfläche entsprechend der Form dieses Abschnitts ausgebildet ist. Durch eine derartige Form des Kopf-Stab-Überganges wird die mit dem Elevator in Berührung tretende Stangenoberfläche gegen lokale Quetschungen und Verschleiß gesichert, der im weiteren zur Entwicklung einer Zone führen kann, wo Korrosions- und Ermüdungsriße gebildet werden, die die nachfolgende Zerstörung hervorrufen. The transition from the head to the rod is smooth and the generator of this transition represents one to the tangential arc , with the center of the bar generators is outside the bar. Such a form of Head-to-head transition is required to relieve the stress in the transition zone both during the Bar operation, as well as holding the drill pipe mass during the installation and removal work on the borehole by means of a special device, namely an elevator, to reduce where the transition section surface of the rod in contact designed according to the shape of this section is. Through such a shape of the head-to-staff transition becomes the one that comes into contact with the elevator Bar surface against local bruises and Wear secured, which continues to develop can lead to a zone where corrosion and fatigue cracks are formed, which is the subsequent destruction cause.

Während des Betriebs werden die Stangen einer zusammengesetzten zyklischen Belastung bei der Übertragung einer hin- und hergehenden Bewegung auf die Pumpenkolben, der Einwirkung des im geförderten Erdöl enthaltenen Korrosionsmediums sowie Biegebeanspruchungen beim Einsatz in gekrümmten und geneigten Bohrlöchern ausgesetzt. Die Gewindeverbindungen der Stangen werden ebenfalls beim Zusammen- und Auseinanderschrauben verschlissen.During operation, the rods are assembled cyclical load during transmission a reciprocating motion on the pump pistons, the impact of the oil contained in the extracted oil Corrosion medium and bending stress at Use exposed in curved and inclined drill holes. The threaded connections of the rods are also worn when screwing together and apart.

Durch eine solche Kombination der zusammengesetzten Einwirkungen auf die Stangen, werden hohe Spannungen sowie Brüche in den Gewindeverbindungen und in der Übergangszone vom Stab zum Kopf verursacht.Through such a combination of the composite Actions on the rods are high tensions as well Cracks in the threaded connections and in the transition zone caused by the rod to the head.

Da die Stangen beim Betrieb aufeinanderfolgend und übereinander angeordnet sind und ununterbrochen im Dauerbetrieb sind, werden an deren Zuverlässigkeit besonders hohe Anforderungen gestellt. Eine hohe Zuverlässigkeit der Stangen ist um so mehr erforderlich, da der Bruch einer Stange zur Beschädigung der anderen Stangen des Bohrgestänges führt, was eine Unterbrechung des Bohrlochbetriebes und aufwendige Reparaturarbeiten am Bohrloch zur Folge hat.Because the bars are in sequence and in operation are arranged one above the other and continuously in continuous operation are special about their reliability high demands made. A high level of reliability the rods are all the more necessary since the break one rod to damage the other rods of the drill string, resulting in an interruption of the Borehole operation and complex repair work on the borehole has the consequence.

Somit erweist sich der zuverlässige Betrieb der Stangen als Hauptkriterium ihrer Konstruktion.The reliable operation of the Poles as the main criterion of their construction.

In Anbetracht der Massenproduktion von Stangen und eines beträchtlichen Aufwandes für deren Herstellung, vor allem eines beträchtlichen Verbrauchs an kostspieligem für deren Herstellung verwendetem Legierungsstahl, wurde vorgeschlagen, Stangen anstatt als ungeteilte Ganzstücke in Schweißkonstruktion herzustellen.Considering the mass production of bars and a considerable effort for their production, especially a considerable consumption of expensive alloy steel used in their manufacture, has been suggested to use rods rather than undivided ones To produce whole pieces in welded construction.

Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung von aus einem Stab und Endköpfen bestehenden Pumpenstangen (GB-PS Nr. 21 04 936A) bekannt, welches ein Preßschweißen, bei dem Wärmeeinwirkungszonen entstehen, sowie eine Drehbearbeitung der Zone der Schweißverbindung einschließt. It is also a process for making from a rod and end heads existing pump rods (GB-PS No. 21 04 936A) known, which is a pressure welding, at the heat affected zones arise, as well as a Includes turning of the weld zone.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens werden Köpfe verwendet, deren Konfiguration mit der Konfiguration der Köpfe der als ein Ganzstück ausgeführten Stangen gemäß dem APJ Spec 11B übereinstimmt. Das Preßschweißen, insbesondere das Reibschweißen, wird an den Oberflächen durchgeführt, die den gleichen Querschnitt wie der Stab haben.When performing this procedure, heads used, their configuration with the configuration the heads of the bars designed as one piece conforms to the APJ Spec 11B. Pressure welding, in particular friction welding is carried out on the surfaces performed the same cross section as the rod to have.

Durch dieses Verfahren zur Herstellung von Stangen wird deren Betriebszuverlässigkeit aus mehreren Gründen nicht gewährleistet.By this method of making bars is their operational reliability for several reasons not guaranteed.

Die Schweißverbindung ist über den minimalen Stangenquerschnitt ausgeführt und liegt auf dem besonders ungünstigen Stangenabschnitt, u. zw. an der Übergangsstelle vom Stab zum Kopf, wo die konstruktionsbedingten Spannungsanhäufungen infolge Stangenquerschnittsänderung besonders zur Geltung kommen.The welded joint is over the minimal bar cross section executed and lies on the particularly unfavorable rod section, u. between at the transition point from the rod to the head, where the design-related Stress accumulations due to a change in the cross-section of the rod come into their own.

Infolge der beim Schweißen unvermeidbaren Ungenauigkeit des Anschweißens des Kopfes an den Stab, die durch Fehler bei der Anordnung der Teile in der Schweißmaschine sowie durch Maßabweichungen der zu verschweißenden Teile verursacht wird, bleiben in der Verbindungszone nach dem Entgraten unumgänglich Absätze und andere Fehler, die sich auf die Korrosions- und Ermüdungsfestigkeit der Stangen negativ auswirken.As a result of the inaccuracy that is unavoidable when welding welding the head to the rod, the due to errors in the arrangement of the parts in the welding machine and due to dimensional deviations of the welded Parts caused remain in the connection zone after deburring inevitable paragraphs and other defects related to corrosion and fatigue strength of the rods have a negative impact.

Unter der Hochtemperaturerhitzung beim Schweißen ändert sich das ursprüngliche Metallgefüge in der Wärmeeinwirkungszone, was sich ebenfalls auf die Tragfähigkeit der Verbindung negativ auswirkt und praktisch die Möglichkeit ausschließt, vorverfestigtes Walzgut für die Stangenherstellung wirkungsvoll zu verwenden. Das ist besonders wichtig, weil das durch die Wärmebehandlung und insbesondere durch die thermo-mechanische Behandlung verfestigte Walzgut aus kohlenstoffhaltigen und niedriglegierten Stählen hohe Festigkeits- und Plastizitätswerte, eine erhöhte Dauerstandfestigkeit, darunter auch bei der Einwirkung eines Korrosionsmediums, hat, so daß es zur Herstellung von Stäben für Schweißstangen anstelle des kostspieligen hochlegierten Walzgutes verwendet werden kann.Under the high temperature heating during welding the original metal structure changes in the heat affected zone, which also affects the load capacity the connection negatively affects and practically the possibility excludes pre-consolidated rolling stock for to use the bar production effectively. The is particularly important because that is due to the heat treatment and in particular through the thermo-mechanical treatment solidified rolling stock made of carbonaceous and low alloy steels high strength and Plasticity values, increased fatigue strength, including when exposed to a corrosion medium, has so that it can be used to manufacture rods for welding rods instead of the expensive high-alloy rolled stock can be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Pumpenstangen zu entwickeln, bei dem der Stangenstab so bearbeitet wird, daß das Stabmetall nicht entfestigt und eine bessere Verschweißung mit den Köpfen ermöglicht wird, wodurch eine hohe Betriebszuverlässigkeit der Pumpenstangen, ein verringerter Kostenaufwand für deren Herstellung gewährleistet sowie die Verwendung von vorverfestigtem Walzgut ohne Wärmebehandlung der Stange im ganzen ermöglicht wird.The invention has for its object a method to develop for the production of pump rods, in which the rod is processed so that the Rod metal not softened and better welding with enables the minds is, which ensures high operational reliability the pump rods, a reduced cost for ensures their manufacture and use of pre-consolidated rolling stock without heat treatment Rod is enabled throughout.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Verfahren zur Herstellung von aus einem Stab und Endköpfen bestehenden Pumpenstangen, welches deren Preßschweißen, bei dem Wärmeeinwirkungszonen entstehen, sowie eine Drehbearbeitung der Zone der Schweißverbindung einschließt, erfindungsgemäß die Endabschnitte des Stabes vor dem Schweißen bei einer die Entfestigung des Stabmetalls ausschließenden Temperatur gestaucht werden, wobei auf jedem der Abschnitte ein Wulst, dessen Breite in der zur Stabachse senkrechten Richtung gleich oder größer als der maximale Kopfdurchmesser in der Schweißverbindungszone und dessen Länge größer als die Breite der Wärmeeinwirkungszone beim Schweißen ist, sowie ein Übergangsabschnitt gebildet werden, der in Form eines Drehkörpers ausgebildet ist, der im Querschnitt stufenlos und kontinuierlich in Richtung vom Wulst zum Stab hin abnimmt.The task is solved in that in a method for producing from a rod and Existing pump rods, which pressure weld them, where heat affected zones arise, as well turning the zone of the weld joint includes, according to the invention, the end portions of the rod before welding at a the softening of the Excluding rod metal temperature, with a bead on each of the sections, the width of which in the direction perpendicular to the bar axis equal to or larger than the maximum head diameter in the welded connection zone and its length is greater than the width of the Heat affected zone during welding, as well as a transition section are formed in the form of a rotating body is formed which is infinitely variable in cross section and continuously in the direction from the bead to the rod decreases.

Es ist vorteilhaft, daß die Mantellinie des Drehkörpers einen Kreisbogen darstellt.It is advantageous that the surface line of the rotating body represents an arc.

Es ist günstig, das die Wulstlänge auf jedem Endabschnitt des Stabes in einem Bereich von 0,3 bis 0,4 des maximalen Kopfdurchmessers gewählt wird.It is convenient to have the bead length on each end section of the rod in a range from 0.3 to 0.4 of the maximum head diameter is selected.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Pumpenstangen wird eine hohe Betriebszuverlässigkeit der Stangen gewährleistet, was dadurch bedingt ist, daß die Schweißverbindung zwischen den Endköpfen und dem Stab über ihre Stirnflächen mit maximaler Fläche und auf dem Stangenabschnitt mit minimalen Spannungen hergestellt ist.By the manufacturing method according to the invention of pump rods becomes high operational reliability of the poles, which results from this is that the weld joint between the end heads and the rod across their end faces with maximum Surface and on the bar section with minimum voltages is established.

Das Stauchen der Stabendabschnitte mit einer einfachen Form unter Verformung eines geringen Metallvolumens gestattet es, diesen Vorgang bei relativ niedrigen Temperaturen durchzuführen, wodurch das Ausgangsmetall des Stabes nicht entfestigt wird. Das ermöglicht, wärmevorbehandeltes, darunter auch vergütetes (durch Härten mit Anlassen auf hohe Temperaturen) oder durch thermo-mechanische Behandlung verfestigtes Metall, anstelle des kostspieligen hochlegierten Walzgutes zur Herstellung von Stäben zu verwenden.The upsetting of the rod end sections with a simple one Shape deforming a small volume of metal allows this process at relatively low Perform temperatures, causing the starting metal the rod is not softened. This allows, heat-treated, including tempered (by hardening with tempering at high temperatures) or metal solidified by thermo-mechanical treatment, instead of the expensive high-alloy rolled stock to use for the production of rods.

Der beim Stauchen entstehende Übergangsabschnitt in Form eines Drehkörpers entspricht der im Standard APJ Spec 11B vorgesehenen Form des Überganges vom Stab zum Kopf der als Ganzstück ausgeführten Stange, wodurch ihre Betriebszuverlässigkeit gewährleistet und der Einsatz von Elevatoren ermöglicht wird, die für den Stangenein- und -ausbau serienmäßig eingesetzt werden.The transition section created during upsetting in the form of a rotating body corresponds to that in the standard APJ Spec 11B provided form of transition from the rod to the head of the rod designed as a whole piece, whereby ensures their operational reliability and use is made possible by elevators, which are used for and expansion can be used as standard.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Pumpenstangen wird somit eine hohe Zuverlässigkeit beim Stangenbetrieb erzielt, die Verwendung von vorverfestigtem Walzgut für die Stangenstäbe ohne Wärmebehandlung der Stange im ganzen ermöglicht, wodurch der Kostenaufwand für deren Herstellung reduziert und die Notwendigkeit in der Verwendung von Ausrüstungen für die Wärmebehandlung von Stangen im ganzen entfällt.By the manufacturing method according to the invention Pump rods thus become highly reliable achieved in bar operation, the use of pre-consolidated Rolled stock for the bars without heat treatment of the rod as a whole, which enables the Cost of production reduced and the Necessity in the use of equipment for the heat treatment of bars as a whole is eliminated.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Beschreibung einer konkreten Ausführungsvariante derselben unter Bezugnahme auf Zeichnungen erläutert. Es zeigt The invention will now be described in the following a concrete variant of the same with reference to drawings explained. It shows

Fig. 1 - einen Endkopf und einen Teil eines Stabes vor dem Stauchen seines Endabschnitts, in Gesamtansicht; Figure 1 - an end head and part of a rod before upsetting its end portion, in an overall view.

Fig. 2 - das gleiche wie in Fig. 1, nach dem Stauchen des Endabschnitts des Stabes in Gesamtansicht, Fig. 2 - the same as in Figure 1 after upsetting of the end portion of the rod in an overall view.

Fig. 3 - das gleiche wie in Fig. 2, mit dem an den Endkopf angeschweißten Stab, in Gesamtansicht, Fig. 3 - the same as in Figure 2, with the welded to the end head rod in overall view.

Fig. 4 - die fertige Pumpenstange, in Gesamtansicht (Schnitt und Teilausriß). Fig. 4 - the finished pump rod, in an overall view (section and partial tear).

Das Verfahren zur Herstellung von Pumpenstangen, die sich aus einem Stab 1 mit dem Durchmesser d (Fig. 1) und Endköpfen 2 zusammensetzen, besteht in Folgendem. Zur Herstellung der Stangen werden ein Stab 1 und zwei Köpfe 2 (es ist nur ein Kopf 2 dargestellt) vorgefertigt, wobei jeder Kopf 2 aus einem Gewindeabschnitt 3, einer hinter dem Gewinde liegenden Rille 4, einem Anschlagbund 5, einem quadratischen Hals 6, die gemäß den Anforderungen des Standards APJ Spec 11B gefertigt werden, und einem Bund 7 mit dem Durchmesser D besteht, der für den Kopf 2 maximal und dem Durchmesser des Anschlagbundes 5 gleich ist. Dabei wird der Kopf 2 einer in Abhängigkeit von dem verwendeten Werkstoff erforderlichen Wärmevorbehandlung vor der mechanischen Fertigbearbeitung unterzogen.The process for producing pump rods, which are composed of a rod 1 with the diameter d ( FIG. 1) and end heads 2 , consists in the following. To produce the rods, a rod 1 and two heads 2 (only one head 2 is shown) are prefabricated, each head 2 consisting of a threaded section 3 , a groove 4 behind the thread, a stop collar 5 , a square neck 6 are manufactured in accordance with the requirements of the APJ Spec 11B standard, and there is a collar 7 with a diameter D which is maximum for the head 2 and the diameter of the stop collar 5 . The head 2 is subjected to a heat pretreatment depending on the material used before the mechanical finishing.

Die Werkstoffe und die Wärmebehandlung des Kopfes 2 und des Stabes 1 können in dem erfindungsgemäßen Verfahren in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen der herzustellenden Stangen gleich oder verschieden sein. Falls erforderlich, kann für die Herstellung der Köpfe 2 ein Werkstoff mit höheren mechanischen Eigenschaften verwendet werden, wodurch die Abmessungen der Köpfe 2 reduziert werden und der Einsatz der Stangen im Rohrstrang mit einem kleineren Durchmesser ermöglicht wird, was von großem Vorteil ist.The materials and the heat treatment of the head 2 and the rod 1 can be the same or different in the method according to the invention depending on the conditions of use of the rods to be produced. If necessary, a material with higher mechanical properties can be used for the production of the heads 2 , whereby the dimensions of the heads 2 are reduced and the rods can be used in the tubing with a smaller diameter, which is of great advantage.

Vor dem Zusammenschweißen des Stabes 1 und der Endköpfe 2 werden die Endabschnitte 8 des Stabes 1 auf einer Horizontal-Schmiedemaschine oder auf einer Presse bei einer Temperatur gestaucht, bei der eine Entfestigung des Metalls des Stabes 1 ausgeschlossen ist. Dabei darf die Stauchtemperatur die minimale Temperatur nicht überschreiten, auf die das Metall des Stabes 1 bei dessen Wärmebehandlung erhitzt worden ist.Before the rod 1 and the end heads 2 are welded together, the end sections 8 of the rod 1 are compressed on a horizontal forging machine or on a press at a temperature at which softening of the metal of the rod 1 is impossible. The upsetting temperature must not exceed the minimum temperature to which the metal of the rod 1 was heated during its heat treatment.

Wenn beispielsweise das Metall des Stabes 1 bei einer Temperatur von ca. 900°C normalgeglüht worden ist, soll der Endabschnitt 8 beim Stauchen bis auf eine Temperatur von ca. 750 bis 800°C erhitzt werden.If, for example, the metal of the rod 1 has been normalized at a temperature of approximately 900 ° C., the end section 8 should be heated to a temperature of approximately 750 to 800 ° C. during upsetting.

Wenn das Härten mit dem Anlassen auf hohe Temperaturen des Stabes 1 bei einer Temperatur von ca. 650°C durchgeführt worden sind, so darf die Stauchtemperatur einen Wert von ca. 600 bis 620°C nicht überschreiten. Vorzugsweise werden die Endabschnitte 8 kurzzeitig, beispielsweise durch Induktionserwärmung mit Hochfrequenzstrom erhitzt.If hardening with tempering of the rod 1 at high temperatures has been carried out at a temperature of approximately 650 ° C., the compression temperature may not exceed a value of approximately 600 to 620 ° C. The end sections 8 are preferably heated briefly, for example by induction heating with high-frequency current.

Da die Endabschnitte 8 des Stabes 1 bei einer die Entfestigung des Metalls des Stabes 1 ausschließenden Temperatur gestaucht werden, kann für dessen Herstellung ein wärmevorbehandeltes Metall als Ersatz für das kostspielige hochlegierte Walzgut verwendet werden.Since the end sections 8 of the rod 1 are compressed at a temperature excluding the softening of the metal of the rod 1 , a heat-treated metal can be used for its production as a replacement for the costly high-alloyed rolling stock.

Beim Stauchen der Endabschnitte 8 des Stabes 1 wird auf jedem von ihnen ein Wulst 9 (Fig. 2) und ein Übergangsabschnitt 10 gebildet. Die Breite des Wulstes 9 in der zur Achse des Stabes 1 senkrechten Richtung (Durchmesser D₁ in der dargestellten Variante) ist gleich oder größer als der Durchmesser D des Kopfes 2 in der Zone der Schweißverbindung und seine Länge l überschreitet die Breite der Zone der Wärmeeinwirkung beim Schweißen.When the end sections 8 of the rod 1 are compressed, a bead 9 ( FIG. 2) and a transition section 10 are formed on each of them. The width of the bead 9 in the direction perpendicular to the axis of the rod 1 (diameter D ₁ in the variant shown) is equal to or greater than the diameter D of the head 2 in the zone of the welded joint and its length l exceeds the width of the zone of heat when welding.

Die Länge l des Wulstes 9 wird auf der Basis von experimentellen Schweißwerten unter Berücksichtigung der konkreten Werkstoffe und der Abmessungen der anzuschweißenden Köpfe 2 und des Stabes 1 sowie unter dem Vorbehalt gewählt, daß die Wärmeeinwirkungszone innerhalb der Länge l des Wulstes 9 liegen soll. Beim Reibschweißen, das für die Herstellung von Pumpenstangen besonders geeignet ist, wird beispielsweise jedes zu verschweißende Teil bei einem Durchmesser der Stangenköpfe 2 von D = 31 bis 62 mm um 3 bis 5 mm oder um ca. 0,1 D verkürzt. Dabei beträgt die Breite der Wärmeeinwirkungszone in Kopf 2 und im Stab 1 beim Schweißen 4 bis 8 mm oder ca. 0,12 bis 0,15 D.The length l of the bead 9 is selected on the basis of experimental welding values, taking into account the specific materials and the dimensions of the heads 2 and the rod 1 to be welded on, and with the proviso that the heat exposure zone should lie within the length l of the bead 9 . In friction welding, which is particularly suitable for the production of pump rods, each part to be welded, for example, is shortened by 3 to 5 mm or by approximately 0.1 D with a diameter of the rod heads 2 of D = 31 to 62 mm. The width of the heat affected zone in head 2 and in rod 1 during welding is 4 to 8 mm or approx. 0.12 to 0.15 D.

Somit soll die Länge l des Wulstes 9 größer als die Summe der Verkürzung beim Schweißen und der Breite der Wärmeeinwirkungszone, d. h. größer als 0,25 D sein. Deswegen ist es besonders vorteilhaft, die Länge l des Wulstes 9 in einem Bereich von 0,3 bis 0,4 D zu wählen. Die Breite des Bundes 7 des Endkopfes 2 wird ungefähr so groß wie die Länge l des Wulstes 9 angenommen, jedoch kann sie in Abhängigkeit von dem anzuwendenden Schweißverfahren anders sein.Thus, the length l of the bead 9 should be greater than the sum of the shortening during welding and the width of the heat-affected zone, ie greater than 0.25 D. It is therefore particularly advantageous to choose the length l of the bead 9 in a range from 0.3 to 0.4 D. The width of the collar 7 of the end head 2 is assumed to be approximately as large as the length l of the bead 9 , but it can be different depending on the welding method to be used.

Der Übergangsabschnitt 10 ist in Form eines Drehkörpers ausgebildet, dessen Querschnitt stufenlos und kontinuierlich in Richtung vom Wulst 9 zum Stab 1 hin abnimmt. Dabei stellt die Mantellinie 11 des Drehkörpers in der angeführten Variante einen Kreisbogen mit einem Radius R dar, der an die Erzeugende des Stabes 1 tangential verläuft und dessen Mitte außerhalb der Stange liegt. Es ist ebenfalls möglich, die Mantellinie 11 als Kombination eines Kreisbogens mit einem Abschnitt einer Geraden auszubilden, die relativ zur Erzeugenden des Stabes 1 geneigt ist.The transition section 10 is designed in the form of a rotating body, the cross section of which decreases continuously and continuously in the direction from the bead 9 to the rod 1 . The surface line 11 of the rotating body in the variant shown represents a circular arc with a radius R , which extends tangentially to the generatrix of the rod 1 and whose center lies outside the rod. It is also possible to form the surface line 11 as a combination of an arc with a section of a straight line which is inclined relative to the generatrix of the rod 1 .

Die oben dargestellten Formen des Übergangsabschnitts 10 sind entsprechend dem Standard APJ Spec 11B gewählt und durch diese wird die Betriebszuverlässigkeit und die Möglichkeit eines Einsatzes von serienmäßigen Elevatoren gewährleistet.The shapes of the transition section 10 shown above are selected in accordance with the APJ Spec 11B standard and this guarantees the operational reliability and the possibility of using standard elevators.

Die Form des Übergangsabschnitts 10 kann von der dargestellten abweichen, aber sie soll dabei stufenlos ausgebildet sein und eine minimale Spannungsanhäufung in der Übergangszone sichern sowie eine Oberflächenbeschädigung der Stange und des Elevators bei der Durchführung der Ein- und Ausbauarbeiten verhindern.The shape of the transition section 10 may differ from the one shown, but it should be of stepless design and ensure a minimal stress accumulation in the transition zone and prevent surface damage to the rod and the elevator when carrying out the installation and removal work.

Nach dem Stauchen der Endabschnitte 8 des Stabes 1 wird er mit den Endköpfen 2 durch Preßschweißen, insbesondere durch Reibschweißen, verbunden, wobei ein Grat 12 (Fig. 3) entsteht. Dabei ist es sehr wichtig, daß die Schweißverbindung über die maximalen Stirnflächen der Köpfe 2 und des Stabes 1, deren maximale FlächenAfter upsetting the end sections 8 of the rod 1 , it is connected to the end heads 2 by pressure welding, in particular by friction welding, a burr 12 ( FIG. 3) being produced. It is very important that the welded connection over the maximum end faces of the heads 2 and the rod 1 , their maximum areas

betragen, sowie auf dem Stangenabschnitt ausgeführt wird, auf dem minimale Spannungen auftreten. Dadurch wird eine hohe Zuverlässigkeit der Schweißverbindung der Stange erzielt, weil ihre Fläche die Flächeamount, as well running on the bar section, on the minimum Tensions occur. This ensures high reliability the welded connection of the rod, because their area is the area

der Stange 1 bedeutend überschreitet.the rod 1 significantly exceeds.

Der abschließende Vorgang bei der Herstellung von Pumpenstangen ist eine Drehbearbeitung der Zone der Schweißverbindung, die die Beseitigung des Grates 12 und die Bearbeitung der an die Schweißnaht 13 (Fig. 4) anliegenden Flächen des Kopfes 2 und des Wulstes 9 des Stabes 1 einschließt.The final process in the manufacture of pump rods is turning the zone of the welded joint, which includes removing the burr 12 and machining the surfaces of the head 2 and the bead 9 of the rod 1 which abut against the weld seam 13 ( FIG. 4).

Im Ergebnis wird ein Fertigteil - eine Pumpenstange 14 - hergestellt, die einen abgedrehten zylindrischen Abschnitt 15 ohne Absätze, Kerben und andere mögliche Fehler in der Zone der Schweißverbindung aufweist. In der Zeichnung sind die Wärmeeinwirkungszonen 16 und 17 mit der Breite l₁ bzw. l₂ dargestellt, die zu beiden Seiten der Schweißnaht 13 liegen. Um die Sicherheit der Schweißverbindung zu gewährleisten, sollen die Grenzen der Zonen 16 und 17 im Bereich des zylindrischen Abschnitts 15 liegen.As a result, a finished part - a pump rod 14 - is manufactured which has a turned cylindrical section 15 without shoulders, notches and other possible defects in the zone of the welded joint. In the drawing, the heat exposure zones 16 and 17 are shown with the width l ₁ and l ₂, which are on both sides of the weld 13 . In order to ensure the safety of the welded connection, the limits of zones 16 and 17 should lie in the area of cylindrical section 15 .

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können nicht nur Stangen 14 mit zwei Außengewinden an Endköpfen 2, sondern auch Stangen 14 hergestellt werden, bei denen der eine der Endköpfe 2 ein Innengewinde hat.According to the method according to the invention, not only rods 14 with two external threads on end heads 2 , but also rods 14 can be produced in which one of the end heads 2 has an internal thread.

Somit genügen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stangen den Anforderungen des Standards APJ Spec 11B, zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit sowie die Möglichkeit einer Verwendung von vorverfestigtem Walzgut aus, erfordern keinen großen Kapitalaufwand bei deren Herstellung und gestatten es, die Produktionskosten zu reduzieren.Thus, those according to the inventive method are sufficient manufactured rods meet the requirements of APJ Spec 11B standards are characterized by high reliability as well as the possibility of using pre-consolidated rolled stock does not require a large one Capital expenditure in their manufacture and allow reduce production costs.

Die vorliegende Erfindung kann bei der Herstellung der Ausrüstung für die erdölfördernde Industrie zur Anwendung kommen.The present invention can be used in manufacture equipment for the oil industry come.

Claims

1. A process for the production of a rod ( 1 ) and end heads ( 2 ) consisting of pump rods, the pressure welding of which occurs in the heat-affected zones ( 16 , 17 ), as well as a turning of the zone of the weld joint, characterized in that the end sections ( 8 ) of the rod ( 1 ) before welding at a temperature excluding the softening of the metal of the rod ( 1 ), with on each of the sections ( 8 ) a bead ( 9 ), the width of which is in the direction of the axis of the rod ( 1 ) vertical direction equal to or greater than the maximum diameter of the head ( 2 ) in the zone of the weld joint and its length is greater than the width of the zone ( 17 ) of the heat during welding, and a transition section ( 10 ) are formed in the form a rotating body is formed which decreases continuously and continuously in cross section in the direction from the bead ( 9 ) to the rod ( 1 ).

2. A method for producing pump rods according to claim 1, characterized in that the surface line ( 11 ) of the rotating body represents an arc.

3. A method for producing pump rods according to claim 1 or 2, characterized in that the length of the bead ( 9 ) on each end portion ( 8 ) of the rod ( 1 ) in a range from 0.3 to 0.4 of the maximum diameter of Head ( 2 ) is selected.