RU2090282C1 - Method of making cylinder of well sucker rod pump - Google Patents
Method of making cylinder of well sucker rod pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2090282C1 RU2090282C1 RU96114688/02A RU96114688A RU2090282C1 RU 2090282 C1 RU2090282 C1 RU 2090282C1 RU 96114688/02 A RU96114688/02 A RU 96114688/02A RU 96114688 A RU96114688 A RU 96114688A RU 2090282 C1 RU2090282 C1 RU 2090282C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- honing
- curvature
- sucker rod
- tubular blank
- straightening
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства нефтепромыслового оборудования, в частности к технологии изготовления цилиндров скважинных штанговых насосов для нефтедобычи. The invention relates to the field of production of oilfield equipment, in particular to a technology for manufacturing cylinders of borehole sucker rod pumps for oil production.
Современные скважинные штанговые насосы снабжаются, как правило, цельным безвтулочным цилиндром, внутренний канал которого выполнен с высокой точностью геометрических размеров по диаметру и криволинейности образующей. Modern borehole sucker-rod pumps are equipped, as a rule, with an integral sleeveless cylinder, the inner channel of which is made with high accuracy of geometric dimensions in diameter and curvature of the generatrix.
Известен способ изготовления элементов цилиндров (втулок) скважинных штанговых насосов, в котором внутренний канал цилиндра подвергают предварительному и чистовому хонинговению для исправления формы и получения требуемой точности внутреннего канала [1] Однако этим способом не удается получить высокую точность цилиндров по кривизне. A known method of manufacturing the cylinder elements (bushings) of sucker rod pumps, in which the inner channel of the cylinder is subjected to preliminary and final honing to correct the shape and obtain the required accuracy of the inner channel [1] However, this method does not manage to obtain high accuracy of the cylindrical curvature.
Известен способ изготовления цилиндров скважинных штанговых насосов, включающий правку кривизны трубы -заготовки цилиндра и хонингование внутреннего канала для получения требуемой геометрической точности [2] Недостатком известного способа является низкая точность цилиндров по кривизне, связанная с повышенной кривизной исходной трубы-заготовки. A known method of manufacturing cylinders of borehole sucker rod pumps, including editing the curvature of the pipe-workpiece cylinder and honing the internal channel to obtain the desired geometric accuracy [2] The disadvantage of this method is the low accuracy of the cylinders with respect to the curvature associated with increased curvature of the original pipe-workpiece.
В качестве прототипа принят способ изготовления цилиндров скважинных штанговых насосов, включающий изготовление калиброванной трубной заготовки, правку ее кривизны и хонингование внутреннего канала [3]
Основание недостатком известного способа изготовления цилиндров является низкая точность их по кривизне внутреннего канала. Это связано с тем, что кривизна внутреннего канала трубной заготовки, которая, несмотря на принятые меры по ее исправлению, составляет значительную величину ±(0,2 0,3) мм, практически целиком переносится на готовое изделие, т.к. не приняты меры по ее исправлению на стали механической обработки (развертывание, хонингование) путем подбора параметров механической обработки.As a prototype, a method of manufacturing borehole sucker rod pump cylinders was adopted, which includes manufacturing a calibrated tube billet, straightening its curvature, and honing the inner channel [3]
The reason for the disadvantage of the known method of manufacturing cylinders is their low accuracy in the curvature of the internal channel. This is due to the fact that the curvature of the inner channel of the tube stock, which, despite the measures taken to correct it, is a significant value of ± (0.2 0.3) mm, is almost entirely transferred to the finished product, because no measures have been taken to correct it on machining steel (deployment, honing) by selecting machining parameters.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в снижении кривизны внутреннего канала насоса и в улучшении тем самым работоспособности плунжерной пары насоса. The technical problem solved by the invention is to reduce the curvature of the internal channel of the pump and thereby improve the operability of the plunger pair of the pump.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе изготовления цилиндров скважинного штангового насосов, включающем изготовление калиброванной трубной заготовки, правку ее кривизны и хонингование внутреннего канала, согласно изобретению перед хонинговением измеряют фактическую кривизну внутреннего канала трубы -заготовки и правят ее упругопластическим противоизгибом до величины кривизны, не превышающей
δ ≅ 0,5(δx-δd), (I)
где δ максимальное отклонение оси трубы на базовой длине, по меньшей мере равной осевой длине контактной поверхности плунжера насоса, мм;
dx допуск на хонингование, мм;
δd плюсовой допуск по внутреннему диаметру, мм
а черновое хонингование производят инструментом, осевая длина которого равна по меньшей мере трем полупериодам кривой изгиба оси заготовки. Тем самым параметры кривизны внутренней оси трубы-заготовки связываются с параметрами хонинговального инструмента и плунжерной пары, что позволяет решить задачу снижения кривизны и, следовательно, улучшить работу плунжерной пары насоса. При этом необходимо выбрать оптимальное соотношение величин допуска на кривизну и допуска на хонингование, т.к. ужесточение допуска на кривизну приводит к росту на правку, но понижает затраты на механическую обработку внутреннего канала и наоборот. Решение этой задачи определяется конкретными технологическими условиями, что является "узким местом" конкретного производства, где формируются наибольшие затраты. При этом "разгружается" более "затратная" на данный момент времени операция, например хонигование, и увеличивается нагрузка на операции правки, либо увеличивается нагрузке на операции хонинговения и "разгружается" правка. Однако после того как допуск обработки для одной из операций задан, допуск на другую однозначно определяется по заявляемому способу математическим соотношением (1).The problem is solved due to the fact that in the method of manufacturing the cylinders of a borehole sucker rod pump, including the manufacture of a calibrated tube billet, editing its curvature and honing the inner channel, according to the invention, the actual curvature of the inner channel of the workpiece is measured before honing and correcting it with an elastoplastic anti-bend to the value of the curvature not exceeding
δ ≅ 0.5 (δ x -δ d ), (I)
where δ is the maximum deviation of the pipe axis at the base length at least equal to the axial length of the contact surface of the pump plunger, mm;
d x honing tolerance, mm;
δ d plus tolerance on the inner diameter, mm
and rough honing is carried out with a tool whose axial length is equal to at least three half-periods of the curve of the bend of the axis of the workpiece. Thus, the curvature parameters of the inner axis of the billet pipe are associated with the parameters of the honing tool and the plunger pair, which allows us to solve the problem of reducing the curvature and, therefore, improve the operation of the plunger pair of the pump. In this case, it is necessary to choose the optimal ratio of the values of the tolerance on curvature and tolerance on honing, tightening the tolerance on curvature leads to an increase in straightening, but reduces the cost of machining the internal channel and vice versa. The solution to this problem is determined by specific technological conditions, which is the bottleneck of a particular production, where the greatest costs are generated. In this case, a more expensive operation, for example, honing, is “unloaded” at a given time, and the load on the editing operations is increased, or the load on the honing operations is increased and the editing is “unloaded”. However, after the processing tolerance for one of the operations is specified, the tolerance for the other is uniquely determined by the claimed method by the mathematical relation (1).
Изобретение иллюстрируется рисунками, где на фиг.1 приведены примеры характерных искривлений оси трубы, на фиг.2 схематично показано положение хонинговального инструмента внутри канала трубы. The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows examples of characteristic curvatures of the pipe axis, Fig. 2 schematically shows the position of the honing tool inside the pipe channel.
Технология изготовления цилиндра согласно заявляемому способу осуществляется следующим образом. The manufacturing technology of the cylinder according to the claimed method is as follows.
Трубу-заготовку цилиндра с внутренним каналом, откалиброванным, например, волочением на оправе отжигают и правят по наружной поверхности на многовалковой правильной машине. Технические возможности современных правильных машин обеспечивают уровень точности правки до ± 0,2 0,3 мм/м по наружной образующей. Дальнейшее повышение точности правки нецелесообразно, т.к. оно возможно только за счет более существенной проработки знакопеременной деформацией материала заготовки, что приводит к нарушению геометрии внутреннего калиброванного канала. Технология последующей обработки цилиндра заключается в механической обработке хонинговании внутреннего канала, кривизна которого из-за разностенности существенно отличается от кривизны наружной поверхности. Кривизна внутреннего канала ухудшает протекание процесса хонингования и практически без изменений переносится на готовое изделие, ухудшая работоспособность плунжерной пары насоса. Поэтому, согласно заявляемому способу, производят исправление остаточной кривизны внутреннего канала правкой рихтовкой заготовки упругопластическим противоизгибом (правка на прессе) и хонингованием специальным инструментом. Для этого измеряют фактическую кривизну внутреннего канала по всей длине трубы -заготовки, оценивают ее и корректируют на прессе до величины (1). The cylinder billet pipe with an internal channel calibrated, for example, by drawing on a frame, is annealed and straightened on the outer surface on a multi-roll straightening machine. The technical capabilities of modern straightening machines provide a level of accuracy of dressing up to ± 0.2 0.3 mm / m along the outer generatrix. Further improving the accuracy of editing is impractical, because it is possible only due to a more substantial study of the alternating deformation of the workpiece material, which leads to a violation of the geometry of the internal calibrated channel. The technology for subsequent processing of the cylinder consists in machining the honing of the inner channel, the curvature of which, due to the difference, differs significantly from the curvature of the outer surface. The curvature of the internal channel worsens the course of the honing process and is practically unchanged transferred to the finished product, impairing the performance of the plunger pair of the pump. Therefore, according to the claimed method, the residual curvature of the inner channel is corrected by straightening the workpiece with an elastic-plastic anti-bend (editing on the press) and honing with a special tool. To do this, measure the actual curvature of the inner channel along the entire length of the pipe-workpiece, evaluate it and adjust it in the press to the value (1).
На фиг. 1 в качестве примера приведены характеристики кривые изгибы оси трубы: "а" до рихтовки на прессе, с максимальным отклонением 2δ оси трубы на базовой длине Ln, равной длине плунжера насоса, d после рихтовки. Кривую после рихтовки, как правило, можно представить в виде результата сложения двух видов кривизны: первого рода периодической кривой с относительно стабильным периодом t, составляющим (6-12) D, где D наружный диаметр цилиндра, и второго рода наложенной на кривизну первого роде плавно изогнутой кривой с числом перегибов от нуля до пяти-семи на полной длине цилиндра. Основной удельный вес кривизны до 50-70% после рихтовки имеет на себе составляющая первого рода с малым периодом. Практически эта составляющая не поддается дальнейшей правке и, в конечном счете, определяет качество сопрягаемой плунжерной пары насоса. Причины ее появления заложены в технологии получения трубы-заготовки и правки по наружной поверхности на косовалковых машинах.In FIG. 1, the curve curves of the pipe axis are shown as an example: “a” before straightening on the press, with a maximum deviation of 2δ the axis of the pipe at the base length L n equal to the length of the pump plunger, d after straightening. The curve after straightening, as a rule, can be represented as the result of adding two types of curvature: the first kind of a periodic curve with a relatively stable period t of (6-12) D, where D is the outer diameter of the cylinder, and the second kind superimposed smoothly on the curvature of the first kind a curved curve with the number of bends from zero to five to seven over the full length of the cylinder. The main specific gravity of curvature up to 50-70% after straightening has a component of the first kind with a short period. In practice, this component does not lend itself to further editing and, ultimately, determines the quality of the mating plunger pair of the pump. The reasons for its appearance are inherent in the technology for producing a billet pipe and dressing on the outer surface on Kosovolkovy machines.
При хонинговании внутреннего канала общепринятым инструментом, осевая длина которого, как правило, составляет от 100 до 250 мм, из-за искривлений трубы движение инструмента нестабильно, сопровождается ударами и вибрациями. Это приводит к неравномерному износу, сколам рабочих поверхностей, поломкам. В процессе работы инструмент практически не исправляет кривизну, а копирует ее. Кроме того, из-за неравномерной выработки на внутренней поверхности цилиндра формируются местные искажения сечения цилиндра отклонения от цилиндра в виде лунок. При хонинговении инструмента, длина которого выбрана в соответствии с выражением (1), после непродолжительного этапа приработки инструмент 1 (фиг. 2) получает во внутреннем канале цилиндра 2 опору по меньшей мере в трех точках в каждый момент времени, в любом продольном сечении. Это определяется тем, что осевая длина хонинговального инструмента равна по меньшей мере трем полупериодам кривой изгиба 3 оси заготовки. Инструмент занимает стабильное положение в процессе работы, отсутствуют удары и вибрации. В результате обработки изогнутых участков хонинговальным инструментом, согласно заявляемому способу, происходит исправление составляющей кривизны первого рода (с малым периодом), в результате чего уровень кривизны внутреннего канала понижается в 2-3 раза. Практически после хонингования удлиненными инструментами на готовое изделие переносится лишь кривизна второго рода, удельный вес которой после рихтовки составляет 30-50% от общей кривизны трубы-заготовки, что и определяет понижение кривизны цилиндра после чернового хонингования удлиненным инструментом. Окончательная доводка внутреннего канала цилиндра по диаметру и чистоте поверхности производится обычным чистовым хонинговальным инструментом, который обеспечивает необходимую точность и чистоту поверхности по всей длине внутреннего канала цилиндра. When honing the inner channel with a conventional tool, the axial length of which, as a rule, is from 100 to 250 mm, due to the curvature of the pipe, the movement of the tool is unstable, accompanied by shock and vibration. This leads to uneven wear, chipped work surfaces, breakdowns. In the process, the tool practically does not correct the curvature, but copies it. In addition, due to uneven production on the inner surface of the cylinder, local distortions of the cylinder section are formed deviations from the cylinder in the form of holes. When honing a tool, the length of which is selected in accordance with expression (1), after a short run-in stage, tool 1 (Fig. 2) receives support in at least three points in the internal channel of
Пример. Изготовляли цилиндры насоса условным диаметром 44 мм из материала сталь 20. Длина плунжера насоса 1200 мм. Example. Pump cylinders with a nominal diameter of 44 mm were made from material steel 20. The length of the pump plunger was 1200 mm.
Заготовку цилиндра насоса калибровали волочением на оправке, отжигали, правили на косовалковой машине и на прессе. Изменение кривизны внутреннего канала производится в двух плоскостях лазерным измерителем "Пика Н-2". The billet of the pump cylinder was calibrated by drawing on the mandrel, annealed, corrected on a Kosovolkov machine and on the press. The curvature of the inner channel is changed in two planes with a "Peak N-2" laser meter.
Диаметр внутреннего канала трубы -заготовки выбирали из соображений оптимального допуска на кривизну внутреннего канала при правке, который был определен экспериментально и для конкретного оборудования составил 0,2 мм на длине плунжера 1200 мм. Дальнейшее понижение допуска сказалось нецелесообразным из-за резкого повышения трудоемкости процесса правки. The diameter of the inner channel of the billet pipe was chosen for reasons of optimal tolerance on the curvature of the inner channel during straightening, which was determined experimentally and for specific equipment was 0.2 mm over a plunger length of 1200 mm. A further decrease in the tolerance was impractical due to a sharp increase in the complexity of the editing process.
Допуск по внутреннему диаметру заготовки после волочения принят ± 0,1 мм. The tolerance on the inner diameter of the workpiece after drawing is adopted ± 0.1 mm.
Из выражения (1) допуск на хонингование составил
dx ≥ 2δ + δd= 0,4 + 0,1 = 0,5 мм
Принят допуск на хонингование 0,6 мм, в том числе на черновое хонингование 0,55 мм. Отсюда был определен требуемый диаметр внутреннего канала трубы -заготовки после калибровки волочением:
d 44 0,6 43,4 ± 0,1 мм
После измерения кривизны внутреннего канала назначали точки правки, правили на прессе и вновь изменяли. Правку считали законченной после достижения принятого выше допуска ± 0,2 мм на базовой длине 1200 мм.From the expression (1), the honing tolerance was
d x ≥ 2δ + δ d = 0.4 + 0.1 = 0.5 mm
A tolerance of 0.6 mm honing is adopted, including 0.55 mm rough honing. From here, the required diameter of the inner channel of the billet pipe was determined after calibration by drawing:
d 44 0.6 43.4 ± 0.1 mm
After measuring the curvature of the inner channel, editing points were assigned, corrected in the press, and changed again. Editing was considered complete after reaching the tolerance of ± 0.2 mm adopted above at a base length of 1200 mm.
Из анализа окончательной кривой изгиба оси внутреннего канала, приведенной к полярным координатам, получена наибольшая величина полупериода кривой изгиба, равная 160 мм. Отсюда минимальная длина хониговального инструмента равна 160 • 3 480 мм. From the analysis of the final bend curve of the axis of the inner channel, reduced to polar coordinates, the largest value of the half-period of the bend curve, equal to 160 mm, was obtained. Hence, the minimum length of the honing tool is 160 • 3,480 mm.
Чистовое хонингование производили для местной, в частности концевой, доводки диаметра и получения необходимой чистоты внутренней поверхности под покрытие. Fine honing was carried out for local, in particular end, fine-tuning of the diameter and obtaining the necessary cleanliness of the inner surface under the coating.
Замер кривизны после хонингования показал максимальное отклонение оси на базе 1200 мм ± 0,008 мм. Характер искривления плавкий не более одного перегиба на длине плунжера. Кривизна с малым шагом практически выведена полностью. Measurement of the curvature after honing showed a maximum axis deviation based on 1200 mm ± 0.008 mm. The nature of the curvature is fusible not more than one kink on the length of the plunger. Small-pitch curvature is almost completely deduced.
Таким образом, использование заявляемого способа позволило в 2 2,5 раза уменьшить кривизну внутреннего канала цилиндра штангового насоса и тем самым улучшить условия работы плунжерной пары глубинного штангового насоса. Thus, the use of the proposed method allowed 2 2.5 times to reduce the curvature of the inner channel of the cylinder of the sucker rod pump and thereby improve the working conditions of the plunger pair of the deep sucker rod pump.
Использование заявляемого способа намечено при изготовлении цилиндров глубинных штанговых насосов из сварной заготовки в АО "УралЛУКтрубмаш". The use of the proposed method is planned in the manufacture of cylinders of deep rod pumps from a welded billet in JSC "UralLUKtrubmash".
Claims (1)
δ ≅ 0,5(δx-δd),
где δx - допуск на хонингование, мм;
δd - плюсовой допуск по внутреннему диаметру трубной заготовки, мм,
a черновое хонингование осуществляют инструментом, длина рабочей поверхности которого равна по меньшей мере трем полупериодам кривой изгиба оси заготовки.A method of manufacturing a cylinder of a downhole sucker rod pump, in which a calibrated tube stock is taken, dressing is performed on the outer surface, roughing and finishing honing, characterized in that before honing, the actual curvature of the inner channel of the tube stock is measured and corrected with its elastic-plastic anti-bend to the curvature of the inner channel, not exceeding the maximum deviation of the axis of the tubular workpiece at a base length of at least equal to the axial length of the contact surface of the plunger n Sosa, which is selected according to the formula
δ ≅ 0.5 (δ x -δ d ),
where δ x is the honing tolerance, mm;
δ d - plus tolerance on the inner diameter of the tube stock, mm,
a rough honing is carried out by a tool, the length of the working surface of which is equal to at least three half-periods of the curve of the bend of the axis of the workpiece.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96114688/02A RU2090282C1 (en) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | Method of making cylinder of well sucker rod pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96114688/02A RU2090282C1 (en) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | Method of making cylinder of well sucker rod pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2090282C1 true RU2090282C1 (en) | 1997-09-20 |
| RU96114688A RU96114688A (en) | 1998-08-27 |
Family
ID=20183577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96114688/02A RU2090282C1 (en) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | Method of making cylinder of well sucker rod pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2090282C1 (en) |
-
1996
- 1996-08-05 RU RU96114688/02A patent/RU2090282C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Бабаев С.Г. и др. Алмазное хонингование глубоких и точных отверстий. - М., 1978, с. 83, 85. 2. Рувинов Ш.Р. и др. Опыт изготовления цилиндров скважинных штанговых насосов из прецизионных труб. Химическое и нефтяное машиностроение, N 5, 1992, с. 38 - 39. 3. Мокроносов Е.Д. Основные аспекты производства штанговых насосов Пермской компанией нефтяного машиностроения. - Нефтяное хозяйство, N 10, 1994, с. 52. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8079243B2 (en) | Plug, method of expanding inside diameter of metal pipe or tube using such plug, method of manufacturing metal pipe or tube, and metal pipe or tube | |
| US4603806A (en) | Method of manufacturing metal pipe with longitudinally differentiated wall thickness | |
| CN107838703A (en) | A kind of automobile connecting bar cracks the simple clamped apparatus and method of groove processing adjustable | |
| US4472207A (en) | Method for manufacturing blank material suitable for oil drilling non-magnetic stabilizer | |
| CA1305028C (en) | Process and apparatus for manufacturing tube bends | |
| JPS61249640A (en) | Solid joint molding of work hardening high alloy pipe | |
| RU2090282C1 (en) | Method of making cylinder of well sucker rod pump | |
| DE102018128467A1 (en) | LASER-CURED HOLLOW-ROLLED CRANKSHAFT | |
| US6910618B2 (en) | Method for preparing pipe for butt welding | |
| JPH091234A (en) | Production of uo steel pipe | |
| EP1738840B1 (en) | Cold rolling process for metal tubes | |
| JPH1157842A (en) | Method of manufacturing steel pipe which is superior in compressive strength in longitudinal direction of pipe shaft | |
| JP2833418B2 (en) | Mold for cold forging | |
| JPH08117855A (en) | Method for correcting bore at end of steel pipe | |
| KR100481328B1 (en) | Tool design for tube cold pilgering | |
| DE102004042707B4 (en) | Method for making crankshaft for piston engines comprises thermally hardening connecting zones between pins and webs, other connecting zones being roll-hardened and shaft being leveled during this process | |
| CN112589454A (en) | Low-temperature-resistant stress corrosion-resistant thick-wall steel pipe and processing equipment thereof | |
| JPH08117856A (en) | Method for correcting bore at end of steel pipe | |
| JP2000192805A (en) | Manufacture of hollow cam shaft and hollow cam shaft | |
| RU2070464C1 (en) | Method and radially forging machine for production of precision pipes | |
| JPH0394936A (en) | Method for expanding uoe steel pipe | |
| SU1722654A1 (en) | Method to make tubular rectangular angle pieces | |
| JPH08505325A (en) | Manufacturing method of connecting rod | |
| US20220403761A1 (en) | Method and device for manufacturing hollow, internally cooled valves | |
| RU96114688A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING A DRILL PUMP CYLINDER CYLINDER |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040806 |