RU2048538C1 - Pump rod production method - Google Patents

Pump rod production method Download PDF

Info

Publication number
RU2048538C1
RU2048538C1 SU5035007A RU2048538C1 RU 2048538 C1 RU2048538 C1 RU 2048538C1 SU 5035007 A SU5035007 A SU 5035007A RU 2048538 C1 RU2048538 C1 RU 2048538C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rods
rod
temperature
heating
heads
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Витальевич Пепеляев
Владислав Владимирович Семенов
Original Assignee
Валерий Витальевич Пепеляев
Владислав Владимирович Семенов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Витальевич Пепеляев, Владислав Владимирович Семенов filed Critical Валерий Витальевич Пепеляев
Priority to SU5035007 priority Critical patent/RU2048538C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2048538C1 publication Critical patent/RU2048538C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: oil mechanical engineering. SUBSTANCE: after heading of rod heads it is heated up to 500 600 C, held under that temperature for definite time and cooled in the open air. Rods are subjected to straightening and finishing machining. In the case straightening is exercised either with additional heating up to 500 700 C or after heading of rod heads, or right after holding under temperature of 500 700 C. EFFECT: improved process of pump rods production. 4 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения и предназначено для использования при изготовлении глубинно-насосных штанг. The invention relates to the field of petroleum engineering and is intended for use in the manufacture of deep-sucker rods.

Известен способ изготовления насосной штанги, включающий высадку концов штангового проката, закалку, высокий отпуск, правку штанг и механическую обработку головок. A known method of manufacturing a pump rod, including the landing of the ends of the rod, hardening, high tempering, straightening the rods and machining of the heads.

К недостаткам данного способа следует отнести обезуглероживание поверхности штанг в процессе выдержки при нагреве под закалку, коробление тела штанг (длина штанг достигает 8 м) при закалке, длительность процесса термической обработки. The disadvantages of this method include decarburization of the surface of the rods during the exposure during heating under hardening, warpage of the body of the rods (the length of the rods reaches 8 m) during hardening, the duration of the heat treatment process.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ изготовления насосной штанги, в соответствии с которым осуществляют высадку концов штангового проката, формируя головку штанги с ниппелем, буртиком, квадратом и галтелью, затем проводят нормализацию штанг, правку и механическую обработку головок. The closest in technical essence to the claimed method is a method of manufacturing a pump rod, in accordance with which the ends of the rod are discharged, forming a rod head with a nipple, bead, square and fillet, then rod normalization, straightening and machining of the heads are carried out.

При изготовлении штанг по данному способу одновременно с измельчением структуры и улучшением комплекса механических свойств в высаженных частях штанг может иметь место существенное изменение структуры и свойств в поверхности и сердцевине тела, в результате чего происходит снижение основного показателя предела выносливости и увеличивается вероятность обрыва штанг при эксплуатации на нефтепромыслах. Причинами, вызывающими опасное изменение структуры и свойств тела штанг, являются обезуглероживание поверхности штанг в процессе нормализации, структурная полосчатость, проявляющаяся при нормализации горячедеформированного тела штанги, автодеформация штанг в процессе нормализации и последующая правка изогнутых участков тела штанг, а также прямолинейных участков с малой степенью пластической деформации. In the manufacture of rods by this method, simultaneously with the refinement of the structure and improvement of the complex of mechanical properties in the upset parts of the rods, a significant change in the structure and properties in the surface and core of the body can occur, as a result of which the main endurance limit indicator decreases and the probability of rod breakage during operation increases oil fields. The causes of a dangerous change in the structure and properties of the rod body are decarburization of the rod surface during normalization, structural bandedness, which manifests itself during normalization of the hot-deformed rod body, auto-deformation of the rod during normalization, and subsequent editing of curved sections of the rod body, as well as straight sections with a small degree of plasticity deformation.

Цель изобретения повышение предела выносливости штанг, как единого целого, повышение его стабильности и снижение обрывности насосных штанг. The purpose of the invention is to increase the endurance limit of the rods as a whole, increase its stability and reduce the breakage of the pump rods.

Поставленная цель достигается тем, что в заявляемом способе, включающем высадку головок с ниппелем, буртиком, квадратом и галтелью, нагрев штанги до заданной температуры, выдержку, охлаждение на воздухе, правку и механическую обработку головок, нагрев осуществляют до 500-700оС, а правку проводят либо после высадки, либо непосредственно после выдержки, либо с дополнительным нагревом до 500-700оС.The goal is achieved in that the present method comprising a head landing nipple, a shoulder fillet and square, the heating rod to a predetermined temperature, shutter speed, air cooling, straightening and mechanical processing heads, heating is performed to 500-700 ° C and dressing is carried out either after disembarkation, or immediately after exposure, or with additional heating to 500-700 about C.

Приведенный патентно-информационный поиск показал, что в настоящее время низкотемпературная термическая обработка горячедеформированных штанг или других деталей с нагревом до 500-700oС и охлаждением на воздухе не используется в качестве термической обработки при изготовлении насосных штанг или других деталей с целью повышения предела выносливости и обеспечение его стабильности. Это позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение отвечает критерию "новизна".The above patent information search showed that at present, low-temperature heat treatment of hot-deformed rods or other parts with heating to 500-700 o C and cooling in air is not used as a heat treatment in the manufacture of sucker rods or other parts in order to increase the endurance limit and ensuring its stability. This allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

Существенное отличие способа состоит в новом регламентировании температуры нагрева под термическую обработку штанг, а также в новой совокупности операций осуществления способа. A significant difference of the method lies in the new regulation of the heating temperature for the heat treatment of the rods, as well as in the new set of operations of the method.

Сущность изобретения раскрывается в ходе рассмотрения технологического процесса изготовления насосных штанг. Первой операцией при изготовлении является высадка концов штангового проката, в процессе которой происходит формирование головки с ниппелем, буртиком, квадратом и галтелью. Нагрев проката осуществляют в индукторе до температуры 1250оС. Высокотемпературный нагрев приводит к тому, что в районе головки штанги формируется крупнозернистая структура с характерным видманштеттовым строением. Для устранения этой структуры, повышения вязкости, снижения твердости и улучшения обрабатываемости резанием после высадки головок проводят термическую обработку. В соответствии с известным способом такой термической обработкой является нормализация с нагревом до 870оС в течение 0,5 ч.The invention is disclosed during the consideration of the technological process of manufacturing sucker rods. The first operation in the manufacture is the landing of the ends of the rod, during which the head is formed with a nipple, collar, square and fillet. The heating is carried out in the inductor rolled to a temperature of 1250 C. The high-temperature heating leads to the fact that in the region of the rod head is formed with coarse structure characteristic vidmanshtettovym structure. To eliminate this structure, increase viscosity, reduce hardness and improve machinability by cutting after heading, heat treatment is performed. In accordance with a known method such normalization heat treatment is heating to 870 ° C for 0.5 hours.

В заявляемом способе после высадки головок заготовки штанги подвергаются низкотемпературному отжигу при температуре 500-700оС с охлаждением на воздухе. Использование низкотемпературного отжига взамен нормализации позволяет повысить предел выносливости тела и штанг в целом, снизить вероятность обрыва насосных штанг. При этом некоторое снижение предела выносливости в высаженных концах штанг в достаточной степени компенсируется их массивностью (площадь сечения головки примерно в два раза больше площади сечения тела).In the claimed method after planting heads preform rods are subjected to low-temperature annealing at a temperature of 500-700 ° C with air cooling. The use of low-temperature annealing instead of normalization makes it possible to increase the endurance limit of the body and rods as a whole, and to reduce the likelihood of breakage of pump rods. At the same time, a certain decrease in the endurance limit at the upset ends of the rods is sufficiently compensated by their massiveness (the cross-sectional area of the head is approximately two times larger than the cross-sectional area of the body).

К числу факторов, оказывающих существенное влияние на величину предела выносливости штанг, как целого, и их обрывность при эксплуатации, как показали исследования, относятся обезуглероживание поверхности, структурная полосчатость тела штанг, неблагоприятные напряжения и пластическая деформация критической величины, возникающие при правке штанг. Among the factors that have a significant impact on the endurance limit of the rods as a whole, and their breakage during operation, studies have shown that decarburization of the surface, structural bandedness of the rod body, adverse stresses and plastic deformation of a critical value that arise when straightening the rods.

В известном способе при нормализации с нагревом до 870оС в течение 0,5 ч происходит обезуглероживание поверхности штанг на глубину 0,23 ± 0,11 мм. Обезуглероженный слой в поверхности стальных образцов и деталей снижает их предел выносливости, облегчая зарождение усталостных трещин, и увеличивает вероятность обрыва насосных штанг при эксплуатации. Предлагаемый низкотемпературный отжиг с нагревом до 500-700оС практически не создает дополнительного обезуглероживания, глубина слоя остается такой, какая сформировалась в ходе проката заготовок, и составляет 0,086 ± 0,033 мм. Влияние глубины обезуглероженного слоя (hо.с.) на величину предела выносливости стали 20Н2М изображено на фиг. 1. Глубина обезуглероженного слоя в штангах определялась методами "М" и "МТ" согласно ГОСТ 1763-68.In the known method with normalization with heating to 870 C for 0.5 h, decarburization occurs to a depth of the surface of rods 0.23 ± 0.11 mm. The decarburized layer in the surface of steel samples and parts reduces their endurance limit, facilitating the initiation of fatigue cracks, and increases the likelihood of breakage of sucker rods during operation. The proposed low-temperature annealing by heating to 500-700 ° C practically generates no additional decarburization depth of the layer is such which formed during rolling of blanks, and is 0.086 ± 0.033 mm. The influence of the depth of the decarburized layer (h o.s. ) on the endurance limit of steel 20N2M is depicted in FIG. 1. The depth of the decarburized layer in the rods was determined by the methods of "M" and "MT" according to GOST 1763-68.

Как следует из фиг. 1, обезуглероживание на глубину 0,23 мм, создаваемое прокатным нагревом и нормализацией при 870оС, влечет снижение предела выносливости до 270 МПа. Обезуглероженный слой глубиной 0,086 мм, полученный в результате только прокатного нагрева, поскольку низкотемпературный отжиг при 500-700оС не вносит дополнительного обезуглероживания, снижает предел выносливости лишь до 325 МПа. Уменьшение глубины обезуглероженного слоя при замене нормализации на низкотемпературный отжиг позволяет повысить предел выносливости в среднем на 17%
В известном способе на нормализацию поступают горячедеформированные заготовки штанг со структурой оскольчатого видманштеттова феррита (фиг. 2), кристаллографически ориентированного относительно исходно деформированного и текстурованного аустенита. В результате при нагреве заготовок в процессе нормализации вновь образующимся аустенитом наследуется кристаллографическая ориентировка и структура аустенитных зерен в прокате. В процессе охлаждения заготовок штанг формируется полосчатая ферритно-сорбитная структура (фиг. 3), которая в сравнении с однородной ферритно-сорбитной структурой проката (фиг. 2), снижает предел выносливости штанг в среднем на 20% Полосчатость ферритно-сорбитной структуры обусловлена преимущественной диффузией углерода к границам деформированного и текстурованного аустенита при охлаждении в межкритическом интервале температур. При низкотемпературном отжиге с нагревом до температур, не превышающих Ас1, не происходит фазовой перекристаллизации, и сохраняется сравнительно однородная ферритно-сорбитная структура проката.
As follows from FIG. 1, decarburization at a depth of 0.23 mm produced by heating and rolling normalization at 870 ° C, fatigue limit implies a decrease of up to 270 MPa. Decarbonized layer depth of 0.086 mm, resulting only rolling heat, since the low-temperature annealing at 500-700 C. introduces no additional decarburization reduces a fatigue limit of 325 MPa. Decreasing the depth of the decarburized layer when replacing normalization with low-temperature annealing makes it possible to increase the endurance limit by an average of 17%
In the known method, hot deformed bar blanks with a structure of comminuted Widmannstätt ferrite (Fig. 2) crystallographically oriented with respect to the initially deformed and textured austenite are supplied for normalization. As a result, upon heating the billets during normalization by the newly formed austenite, the crystallographic orientation and structure of the austenitic grains in the box are inherited. In the process of cooling rod blanks, a banded ferritic-sorbitol structure is formed (Fig. 3), which, in comparison with a homogeneous ferritic-sorbitol structure of rolled stock (Fig. 2), reduces the endurance limit of the rods by an average of 20%. carbon to the boundaries of the deformed and textured austenite upon cooling in the intercritical temperature range. During low-temperature annealing with heating to temperatures not exceeding A s1 , phase recrystallization does not occur, and a relatively homogeneous ferrite-sorbitol structure of rolled products is preserved.

Известный способ изготовления насосных штанг в качестве обязательной операции после нормализации предусматривает правку штанг, необходимость которой определяется значительным короблением штанг при нормализации. Неоднородная упруго-пластическая деформация искривленных участков штанг при правке может сопровождаться появлением в поверхности этих участков штанг неблагоприятных растягивающих напряжений (упругая деформация в области сжатия, пластическая деформация в области растяжения). Растягивающие напряжения, как известно, уменьшают величину предела выносливости и повышают вероятность обрыва штанг при эксплуатации. Правка штанг операция, в обязательном порядке проводимая после нормализации в известном способе, не является необходимой непосредственно после низкотемпературного отжига при температуре 500-700оС, поскольку такой нагрев с охлаждением на воздухе, как показали эксперименты, не сопровождается короблением штанг. Правка штанг в предложенном способе имеет целью облегчить требуемую соосность тела и головки штанг и может быть проведена как после отжига, так и до отжига, непосредственно после высадки головки. В последнем случае нагрев деформированной штанги до температур 500-700оС полностью устраняет самые незначительные остаточные напряжения и наклеп, полученный при правке.A known method of manufacturing sucker rods as a mandatory operation after normalization involves editing the rods, the need for which is determined by significant warpage of the rods during normalization. Inhomogeneous elastic-plastic deformation of the curved sections of the rods during straightening may be accompanied by the appearance of unfavorable tensile stresses on the surface of these sections of the rods (elastic deformation in the compression region, plastic deformation in the tension region). Tensile stresses are known to reduce the endurance limit and increase the likelihood of rod breakage during operation. Edit operation rod, necessarily conducted after normalizing to the known method, is not necessary immediately after the low-temperature annealing at a temperature of 500-700 C, since such heating with cooling air, as shown by experiments, is not accompanied by buckling rods. The editing of the rods in the proposed method aims to facilitate the required alignment of the body and the head of the rods and can be carried out both after annealing and before annealing, immediately after disembarkation of the head. In the latter case, heating of the deformed bar to a temperature of 500-700 ° C totally eliminates the smallest residual stress and hardening obtained when straightening.

В известном способе правка штанг осуществляется с максимальными усилиями до 18 тс, а степень пластической деформации прямолинейных участков тела штанг изменяется от 1,9 до 3,2% При таких степенях пластической деформации штанг повышается плотность дислокаций и точечных дефектов в решетке α -фазы, но еще сохраняется их подвижность, чем создаются благоприятные условия для формирования дислокационных ансамблей, предшествующих зарождению микроскопической усталостной трещины. В наибольшей степени этот эффект проявляется после деформации с остаточным удлинением 2% при этом уменьшение предела выносливости достигает 10% и более (см. Поведение стали при циклических нагрузках. Под ред. В. Даля, М. Металлургия, 1983 г. стр. 231). Эксплуатация пластически деформированных штанг с неустойчивой дислокационной структурой может привести к их преждевременному усталостному разрушению. В заявляемом способе правку штанг предлагается осуществлять при температуре 500-700оС либо непосредственно после термической обработки, либо после охлаждения на воздухе и повторного нагрева до этих температур. Пластическая деформация при 500-700оС (теплая деформация) сопровождается повышением плотности дислокаций, но и одновременным их перераспределением с образованием малоподвижных устойчивых конфигураций среднеугловых субграниц. Такие дислокационные конфигурации неблагоприятны для образования зародышевых усталостных трещин.In the known method, the straightening of the rods is carried out with maximum efforts of up to 18 tf, and the degree of plastic deformation of the straight sections of the body of the rods varies from 1.9 to 3.2%. With such degrees of plastic deformation of the rods, the density of dislocations and point defects in the α-phase lattice increases, but their mobility is still preserved, which creates favorable conditions for the formation of dislocation ensembles preceding the onset of a microscopic fatigue crack. To the greatest extent, this effect is manifested after deformation with a residual elongation of 2%, while the decrease in the fatigue limit reaches 10% or more (see Steel behavior under cyclic loads. Edited by V. Dahl, M. Metallurgy, 1983 p. 231) . The operation of plastically deformed rods with an unstable dislocation structure can lead to their premature fatigue failure. In the inventive method, it is proposed to edit the rods at a temperature of 500-700 about With either directly after heat treatment, or after cooling in air and re-heating to these temperatures. Plastic deformation at 500-700 ° C (warm deformation) is accompanied by an increase in dislocation density, but also their simultaneous redistribution to form inactive stable configurations sredneuglovyh subboundaries. Such dislocation configurations are unfavorable for the formation of germinal fatigue cracks.

Дополнительной задачей низкотемпературного отжига является подготовка структуры к последующей механической обработке. Нагрев до температуры 500-700оС позволяет устранить остаточный наклеп в высаженных частях штанги, понизить твердость, улучшить обрабатываемость резанием, повысить характеристики пластичности, выводя механические свойства на уровень требуемых ГОСТ 13877-80. Более низкая температура нагрева (ниже 500оС) не обеспечивает требуемого снижения твердости материала штанг, поскольку в этом случае не будет достигнута температура рекристаллизации стали. Более высокая температура (более 700оС) лежит выше температуры фазовой перекристаллизации, и нагрев выше этой температуры сопровождается как дополнительным обезуглероживанием поверхности, так и повышением напряжений за счет образования новой фазы и, как следствие, увеличением коробления штанги. Перегрев головки штанги в процессе ее высадки, не устраняемый отжигом при температуре 500-700оС, не приводит к снижению предела выносливости штанги, как целого, о чем свидетельствуют результаты усталостных испытаний: 100% испытанных штанг с перегревом в головке (номер зерна 5 и менее) разрушились по телу, имеющему меньшее сечение по сравнению с головкой.An additional task of low-temperature annealing is the preparation of the structure for subsequent machining. Heating to a temperature of 500-700 ° C can eliminate residual hardening planted in parts of the bar, lower hardness, improved machinability, ductility characteristics increase, bringing the mechanical properties of the level required by GOST 13877-80. A lower heating temperature (below 500 ° C) does not provide the desired reduction in hardness of the material rod, since in this case will not be achieved recrystallization temperature of the steel. Higher temperatures (over 700 ° C) lies above the phase recrystallization temperature, and heating above this temperature followed by additional decarburization both surface and increased stress due to the formation of a new phase and, consequently, an increase in warpage rod. Overheating rod head during its landing, is not eliminated by annealing at a temperature of 500-700 ° C, does not reduce the endurance limit of the rod as a whole, as evidenced by the results of fatigue testing: 100% tested rods overheating in the die (grain size number of 5 and less) collapsed over a body having a smaller cross section compared to the head.

Осуществление предлагаемого способа позволяет получить кроме всего прочего и дополнительный технический результат: расход газа в проходном агрегате за счет снижения температуры с 870оС до 500-700оС снижается в 1,8 раза.Implementation of the proposed method allows to obtain inter alia and additional technical result: the gas flow in the passage unit by reducing the temperature from 870 ° C to 500-700 ° C is reduced by 1.8 times.

Таким образом, предложенные отличительные признаки заявляемого технического решения в совокупности с известными признаками явным образом не следуют из уровня техники и обеспечивают данному объекту новые свойства, отраженные задачей изобретения, исходя из чего можно сделать вывод, что заявляемый способ отвечает критерию "изобретательский уровень". Thus, the proposed distinctive features of the claimed technical solution in conjunction with the known features do not explicitly follow from the prior art and provide this object with new properties reflected by the objective of the invention, from which it can be concluded that the claimed method meets the criterion of "inventive step".

Возможность осуществления изобретения подтверждается тем, что заявляемый способ опробован в производственных условиях при изготовлении насосных штанг из стали 20Н2М. The possibility of carrying out the invention is confirmed by the fact that the claimed method is tested under production conditions in the manufacture of sucker rods from steel 20N2M.

Материалом для исследования служил штанговый прокат диаметром 19 мм и длиной 8000 мм. The material for the study was bar stock with a diameter of 19 mm and a length of 8000 mm.

Оборудование, используемое для осуществления предложенного способа:
высокочастотная установка ВПЧ-100/8000 с индуктором 0774-6074 для нагрева концов штанг под высадку головок до температуры 1250оС за 16-26 с;
ковочный 4-ручьевой пресс для высадки головок;
газопламенный проходной агрегат для низкотемпературного отжига штанг конструкции ВНИИ "Теплопроект" с двенадцатью температурными зонами; время выдержки 28 мин;
установка для растяжения штанг с усилием до 18 тс, скоростью деформации до 1,5 м/мин, ходом подвижной части до 780 мм (Г8337.022.00.00.00.00СБ. Разработчик ПКТБхиммаш. г. Пермь);
автоматическая линия для механической обработки головок штанги и нарезки резьбы (ЛМ0768).
Equipment used to implement the proposed method:
setting the high frequency of HPV-100/8000 0774-6074 with the inductor to heat the ends of rods under the landing heads to a temperature of 1250 C for 16-26 seconds;
forging 4-strand head-cutting press;
gas-flame passage unit for low-temperature annealing of rods designed by VNII Teploproekt with twelve temperature zones; exposure time 28 min;
a machine for stretching the rods with a force of up to 18 tf, a deformation speed of up to 1.5 m / min, a stroke of the moving part up to 780 mm (G8337.022.00.00.00.00 SB. Developer PKThimmash. Perm);
automatic line for machining rod heads and threading (LM0768).

Концы заготовки насосных штанг нагревали в индукторе высокочастотной установки до температуры 1250 ± 30оС в течение 16-26 с, после чего высаживали концы штангового проката, формируя головку штанги с ниппелем, буртиком, квадратом и галтелью. Следующим этапом проводили низкотемпературный отжиг в газопламенном проходном агрегате. Температура нагрева по зонам изменялась в диапазоне от 550 до 590оС, время выдержки 28 мин. Штанги охлаждали на воздухе до температуры цеха. После этого заготовки правили на установке для растяжения штанг с усилием до 18 тс и удлинением не более 120 мм на длине 8000 м. Завершающая операция механическая обработка головок штанг и нарезка резьбы на автоматической линии. Насосные штанги, изготовленные по описанной схеме, подвергали механическим испытаниям. По результатам одноосного растяжения образцов диаметром 5 мм и рабочей частью 25 мм определяли предел прочности (σв, МПа), предел текучести (σт, МПа), относительное удлинение (δ, ), относительное сужение (ϑ,) в соответствии с ГОСТ 1497-73. Ударную вязкость (KCU, МДж/м2) определяли на маятниковом копре МК-30 на образцах размером 10 х 10 х 55 мм (ГОСТ 9454-78). Усталостные испытания образцов, вырезанных из штанг, проводили методом ступенчатого нагружения Локати (ГОСТ 19533-74) с начальным напряжением 200 МПа и шагом 20 МПа. Значения предела выносливости (σ-1, МПа) определяли расчетным путем (см. Школьник Л.М. Методика усталостных испытаний. Справочник. М. Металлургия, 1978, 304 с.). Результаты испытаний приведены в таблице.The ends of the sucker rods preform was heated in the inductor to a temperature high installation 1250 ± 30 ° C for 16-26 s, whereupon precipitated ends boom rolled rod with a head forming a nipple, a shoulder fillet and square. The next step was a low-temperature annealing in a gas-flame passage unit. By zone heating temperature was varied in the range from 550 to 590 ° C, holding time 28 min. The rods were cooled in air to the temperature of the workshop. After that, the workpieces were ruled on the installation for stretching the rods with a force of up to 18 ton-force and elongation of not more than 120 mm over a length of 8000 m. The final operation was the mechanical processing of the rod heads and threading on an automatic line. The sucker rods made according to the described scheme were subjected to mechanical tests. Based on the results of uniaxial tension of specimens with a diameter of 5 mm and a working part of 25 mm, the tensile strength (σ in , MPa), yield strength (σ t , MPa), elongation (δ,), relative narrowing (ϑ,) in accordance with GOST 1497 were determined -73. Impact strength (KCU, MJ / m 2 ) was determined on a MK-30 pendulum head on samples 10 x 10 x 55 mm in size (GOST 9454-78). Fatigue tests of samples cut from rods were carried out by the method of step loading of Lokati (GOST 19533-74) with an initial voltage of 200 MPa and a step of 20 MPa. The values of the endurance limit (σ -1 , MPa) were determined by calculation (see Shkolnik LM Methodology of fatigue tests. Handbook. M. Metallurgy, 1978, 304 p.). The test results are shown in the table.

Из данных результатов испытаний следует:
заявляемый способ изготовления насосной штанги обеспечивает получение механических свойств в теле штанг не ниже требуемых ГОСТ 13877-80;
из трех предложенных режимов термической обработки заявляемого способа оптимальным является низкотемпературный отжиг с нагревом до 600оС, выдержка 28 мин, охлаждение на воздухе;
заявляемый способ изготовления насосной штанги позволяет получить более высокое значение предела выносливости по сравнению с известным способом.
From these test results it follows:
The claimed method of manufacturing a pump rod provides mechanical properties in the body of the rod not lower than the required GOST 13877-80;
of the three proposed heat treatment modes of the proposed method, the optimal is low-temperature annealing with heating up to 600 about C, holding for 28 minutes, cooling in air;
The inventive method of manufacturing a sucker rod allows to obtain a higher value of the endurance limit in comparison with the known method.

Таким образом, предложенная технология изготовления насосных штанг дает возможность. Thus, the proposed technology for the manufacture of sucker rods makes it possible.

Повысить предел выносливости штанг за счет уменьшения глубины обезуглероженного слоя в теле штанги и исключения возможности получения в теле штанг полосчатой ферритно-сорбитной структуры. To increase the endurance limit of the rods by reducing the depth of the decarburized layer in the rod body and eliminating the possibility of obtaining a banded ferrite-sorbitol structure in the rod body.

Повысить стабильность предела выносливости за счет изменения режимов и последовательности технологических операций изготовления штанг, вследствие чего обеспечивается отсутствие в готовой продукции неблагоприятных растягивающих напряжений и повышается стабильность дислокационной структуры. To increase the stability of the endurance limit by changing the modes and sequence of technological operations for the manufacture of rods, which ensures the absence of unfavorable tensile stresses in the finished product and increases the stability of the dislocation structure.

Уменьшить вероятность обрыва штанг при эксплуатации за счет повышения предела выносливости, поскольку 100% штанг разрушаются при эксплуатации по усталостному механизму. To reduce the likelihood of rod breakage during operation by increasing the endurance limit, since 100% of the rods are destroyed during operation by the fatigue mechanism.

Получить экономический эффект за счет сокращения расхода газа при термической обработке штанг. Get an economic effect by reducing gas consumption during heat treatment of rods.

Claims (4)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАСОСНОЙ ШТАНГИ для нефтедобычи, включающий высадку головок штанги с ниппелем, буртиком, квадратом и галтелью, включающий нагрев штанги до заданной температуры, выдержку, охлаждение на воздухе, правку и механическую обработку головок, отличающийся тем, что нагрев проводят до 500 700oС.1. METHOD FOR PRODUCING A PUMP BAR for oil production, including disembarking the rod heads with a nipple, bead, square and fillet, including heating the rod to a predetermined temperature, holding, cooling in air, dressing and machining of the heads, characterized in that the heating is carried out to 500 700 700 o C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что правку штанги осуществляют после высадки головок штанги. 2. The method according to claim 1, characterized in that the editing of the rod is carried out after disembarkation of the rod heads. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что правку штанги осуществляют непосредственно после выдержки при 500 700oС.3. The method according to claim 1, characterized in that the editing of the rod is carried out immediately after exposure at 500 700 o C. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что правку штанги осуществляют с дополнительным нагревом до 500 700oС.4. The method according to claim 1, characterized in that the editing of the rod is carried out with additional heating up to 500 700 o C.
SU5035007 1992-03-31 1992-03-31 Pump rod production method RU2048538C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5035007 RU2048538C1 (en) 1992-03-31 1992-03-31 Pump rod production method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5035007 RU2048538C1 (en) 1992-03-31 1992-03-31 Pump rod production method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2048538C1 true RU2048538C1 (en) 1995-11-20

Family

ID=21600686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5035007 RU2048538C1 (en) 1992-03-31 1992-03-31 Pump rod production method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2048538C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 1387-80. Штанги насосные и муфты к ним. Технические условия. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0064730B1 (en) High performance tubulars for critical oil country applications and process for their preparation
US3532560A (en) Cold-working process
CA1077378A (en) Method of working steel machine parts including machining during quench cooling
KR20070110397A (en) Hot forged products excellent in fatigue strength, process for production thereof, and machine structural parts
RU2048538C1 (en) Pump rod production method
JPH03240919A (en) Production of steel wire for wiredrawing
US6939418B2 (en) Process for the thermomechanical treatment of steel
JPH02166229A (en) Manufacture of steel wire rod for non-heat treated bolt
JP3776507B2 (en) Manufacturing method of high-strength stainless steel bolts
US7093526B2 (en) Forming die apparatus
RU2749815C1 (en) Method for obtaining hardened workpieces of fasteners made of stainless austenitic steel
KR101019628B1 (en) Methods of spheroidizing medium and high carbon steels by severe plastic deformation, apparatus for severe plastic deformation, and spheroidized medium and high carbon steels prepared therefrom
JP2000119806A (en) Steel wire rod excellent in cold workability, and its manufacture
JP2774808B2 (en) Manufacturing method of high strength spring
RU2009215C1 (en) Method for production of shells operating under internal pressure
RU2544730C1 (en) Method of thermomechanical treatment of low alloyed steel
JP2565687B2 (en) Manufacturing method of high strength large diameter deformed steel bar
KR940007365B1 (en) Method of manufacturing steel rod
JPH02274810A (en) Production of high tensile untempered bolt
SU1089152A1 (en) Method for heat treating high speed steel
SU1129248A1 (en) Method for treating low-carbon steel
US9752203B2 (en) Process to improve fatigue strength of micro alloy steels, forged parts made from the process and an apparatus to execute the process
JPS6320419A (en) Low alloy steel wire rod permitting quick spheroidization treatment and its production
JP3941748B2 (en) Method for producing softened steel
SU1328391A1 (en) Method of manufacturing tool