RU2465980C1 - Method of making drilling string lock part billets - Google Patents

Method of making drilling string lock part billets Download PDF

Info

Publication number
RU2465980C1
RU2465980C1 RU2011114872/02A RU2011114872A RU2465980C1 RU 2465980 C1 RU2465980 C1 RU 2465980C1 RU 2011114872/02 A RU2011114872/02 A RU 2011114872/02A RU 2011114872 A RU2011114872 A RU 2011114872A RU 2465980 C1 RU2465980 C1 RU 2465980C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blanks
pipe
billet
initial
forging
Prior art date
Application number
RU2011114872/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Георгиевич Комаишко (RU)
Сергей Георгиевич Комаишко
Андрей Георгиевич Комаишко (RU)
Андрей Георгиевич Комаишко
Георгий Николаевич Кулик (RU)
Георгий Николаевич Кулик
Михаил Вильгельмович Моисей (RU)
Михаил Вильгельмович Моисей
Константин Валерьевич Суздаль (RU)
Константин Валерьевич Суздаль
Антон Юрьевич Тонконог (RU)
Антон Юрьевич Тонконог
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Дефорт"
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 Открытое Акционерное Общество "Дефорт" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Дефорт"
Priority to RU2011114872/02A priority Critical patent/RU2465980C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2465980C1 publication Critical patent/RU2465980C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to making drilling string lock parts from thick-wall tubes with ID-to-OD ratio of 0.1-0.9.Tubes represents off-grade scrap and wastes of structural steels doped by chromium, nickel, molybdenum and vanadium with carbon content making 0.25-0.43 %. Tubes are subjected to chemical analysis, visual, measurement and ultrasound control. Then, tube with strength and impact resistance of steel are cut into initial ring billets. Heated initial billets are forged in tools with contact surfaces to sizes of string lock part billet increased by machining allowance. Then, produced forged pieces are annealed and subjected to roughing. Now, carried out are ultrasound control and thermal processing to strength class 735. Thermally processed forged pieces are finished to sizes of string lock part billets.
EFFECT: possibility to use grade scrap and wastes of structural steels.
5 cl, 11 dwg, 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к изготовлению заготовок деталей замка бурильной колонны из толстостенных труб, т.е. таких, у которых отношение внутреннего диаметра к внешнему составляет от 0,1 до 0,9 и которые представляют собой негабаритный лом и отходы конструкционных сталей, легированных хромом, никелем, молибденом и ванадием с содержанием углерода в пределах 0,25-0,43%.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular, to the manufacture of blanks of parts of the drill string lock from thick-walled pipes, i.e. those in which the ratio of the inner diameter to the outer is from 0.1 to 0.9 and which is oversized scrap and wastes of structural steels alloyed with chromium, nickel, molybdenum and vanadium with a carbon content in the range 0.25-0.43% .

Известно, что лом металлов и сплавов - это пришедшие в негодность или утерявшие эксплуатационную ценность металлические изделия, а отходы металлов и сплавов - это отходы при производстве металлических изделий, а также неисправимый брак, возникающий в процессе производства (см., например, ГОСТ 18978-73 «Лом и отходы цветных металлов. Термины и определения»).It is known that scrap of metals and alloys is metal products that have become unusable or have lost their operational value, and waste of metals and alloys is waste in the production of metal products, as well as incorrigible marriage that occurs during the production process (see, for example, GOST 18978- 73 "Scrap and waste non-ferrous metals. Terms and definitions").

Известно, что в процессе эксплуатации металлические детали из легированных сталей подвергаются определенному износу, и в силу этого в дальнейшем такие детали по своему назначению использоваться не могут, однако при этом сам металл в большинстве случаев сохраняет свои потребительские качества и, в принципе, при определенной последующей обработке может служить основой для производства других деталей (см., например, Дмитриев В.Я. и др. «Исследование причин трещинообразования на коленах реактора, работающего при сверхвысоком давлении», Металлообработка. №1(49), 2009, стр.34-43, а также патент РФ №2238832).It is known that during operation metal parts from alloy steels undergo certain wear, and therefore, in the future, such parts cannot be used for their intended purpose, however, in most cases, the metal itself retains its consumer qualities and, in principle, with a certain subsequent processing can serve as the basis for the production of other parts (see, for example, Dmitriev V.Ya. et al. "Investigation of the causes of cracking on the knees of a reactor operating at ultrahigh pressure", Met lloobrabotka. №1 (49), 2009, str.34-43 and RF patent №2238832).

Известен способ производства замков бурильной колонны (см., например, патент РФ №2385791), при котором изготовление каждого замка секций бурильной колонны из высокопрочной, ударостойкой стали, имеющего центральное отверстие и состоящего из двух элементов: корпуса и втулки, осуществляют следующим образом: заготовку для каждого из элементов замка сначала изготавливают из двух частей путем их ковки в виде кольца с учетом припусков под термическую и механическую обработки, затем производят механическую обработку кромок будущего сварного соединения путем точения торцов соответствующих заготовок с обеспечением центрирования одного относительно другого и расположения корня сварного шва за пределами чистовых размеров деталей корпуса и втулки, после чего осуществляют сварку этих частей для получения соответствующих заготовок корпуса и втулки, далее полученные заготовки корпуса и втулки подвергают термической обработке: отпуску при температуре от 590°С до 630°С с выдержкой в течение двух часов, и в заключение производят их черновую и чистовую механическую обработку до требуемых чистовых размеров с гарантированным удалением корня сварного шва.A known method for the production of drill string locks (see, for example, RF patent No. 2385791), in which the manufacture of each drill stem section lock from high-strength, impact-resistant steel having a central hole and consisting of two elements: a body and a sleeve, is carried out as follows: for each of the elements of the castle, first they are made of two parts by forging in the form of a ring taking into account the allowances for thermal and mechanical processing, then the edges of the future welded joint are machined by turning the ends of the corresponding workpieces with the centering of one relative to the other and the location of the root of the weld outside the final dimensions of the parts of the housing and the sleeve, then these parts are welded to obtain the corresponding workpieces of the body and sleeve, then the resulting workpieces of the body and sleeve are subjected to heat treatment: leave at a temperature of 590 ° C to 630 ° C with exposure for two hours, and in the end they are rough and finish machined to the required fine dimensions with guaranteed removal of the weld root.

Известно также, что «всякое железо» можно перерабатывать, а изношенные детали восстанавливать (см., например, Кулик Г.Н. «Трубы из нержавеющих сталей: обобщение опыта переработки», Станочный парк, №6(72), 2010, стр.24-27, а также патент РФ №2163175).It is also known that “all kinds of iron” can be recycled, and worn parts restored (see, for example, Kulik GN “Pipes from stainless steels: generalization of the processing experience”, Machine Tool Park, No. 6 (72), 2010, p. 24-27, as well as RF patent No. 2163175).

Известны также способы и устройства для восстановления различных изношенных деталей методом пластической деформации (см., например, патенты РФ №2371292, 2376121), в которых предлагается восстановление изношенных в процессе эксплуатации деталей методом пластического деформирования, когда осуществляется предварительный нагрев детали до температуры горячей деформации, установление детали в неразъемную матрицу, в которой осуществляют восстановление изношенного элемента детали пуансоном, конфигурацию и размеры которого подбирают с обеспечением требуемого формоизменения, при этом перед горячей деформацией на деталь предварительно надевают два полукольца и закрепляющее кольцо, обеспечивающие, например, сохранение формы канавки на детали. Однако подобные методы восстановления не позволяют «сэкономить» на использовании отработанного лома и отходов конструкционных сталей.There are also known methods and devices for restoring various worn parts by plastic deformation (see, for example, RF patents No. 2371292, 2376121), which propose the restoration of worn parts during operation by plastic deformation when the component is preheated to hot deformation temperature, the installation of the part in an integral matrix in which the worn-out element of the part is restored with a punch, the configuration and dimensions of which are selected with it required the forming, wherein before hot deformation of the workpiece previously put two half-ring and a fixing ring, providing, for example, shape retention grooves on the workpiece. However, such recovery methods do not allow “saving” on the use of waste scrap and structural steel waste.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в получении возможности использования в качестве металла для заготовок деталей замка бурильной колонны ранее применяемый металл толстостенных труб, представляющих уже собой лом и отходы конструкционной стали.The technical result of the claimed invention consists in obtaining the possibility of using previously used metal of thick-walled pipes, which are already scrap and wastes of structural steel, as metal for blanks of drill string joints.

Указанный технический результат достигают тем, что для производства заготовок деталей замка бурильной колонны, при котором необходимо получать кольцевые заготовки, сначала из негабаритного лома и отходов конструкционных сталей, легированных хромом, никелем, молибденом и ванадием с содержанием углерода в пределах от 0,25 до 0,43 процентов, выбирают исходную толстостенную трубу, у которой отношение внутреннего диаметра к внешнему составляет от 0,1 до 0,9, затем подвергают материал этой трубы химическому анализу, а саму трубу визуальному и измерительному контролю, ультразвуковому контролю, после чего при их соответствии показаниям высокопрочности и ударостойкости стали трубу разрезают на части, после чего производят их нагрев и последующую ковку в инструменте с контактными поверхностями до размеров заготовок деталей замка бурильной колонны, увеличенных на припуск под механическую обработку, получая при этом поковки, после чего осуществляют отжиг полученных поковок и последующую черновую механическую обработку, а затем проводят ультразвуковой контроль и термообработку до получения категории прочности 735, после чего производят чистовую механическую обработку до размеров заготовок деталей замка бурильной колонны. При этом в качестве ковки в инструменте с контактными поверхностями могут применять раскатку на оправке, причем в этом случае трубу разрезают на части с высотами, равными высотам будущих заготовок деталей замка бурильной колонны, кроме того, в качестве ковки в инструменте с контактными поверхностями могут применять осадку кольцевой заготовки в плоских бойках с последующей раскаткой на оправке, и в этом случае трубу разрезают на части с высотами, определяемыми по формуле:The specified technical result is achieved in that for the production of blanks for drill collar parts, in which it is necessary to obtain ring blanks, first from oversized scrap and structural steel alloys alloyed with chromium, nickel, molybdenum and vanadium with a carbon content in the range from 0.25 to 0 , 43 percent, choose the original thick-walled pipe, in which the ratio of the inner diameter to the outer is from 0.1 to 0.9, then the material of this pipe is subjected to chemical analysis, and the pipe itself is visually and final control, ultrasonic control, after which, when they comply with the testimony of high strength and impact resistance of steel, the pipe is cut into pieces, then they are heated and then forged in the tool with contact surfaces to the dimensions of the workpieces of the drill string lock, increased by allowance for machining, obtaining at that, forgings, after which annealing of the obtained forgings and subsequent rough machining are carried out, and then ultrasonic testing and heat treatment are carried out to Acquiring strength category 735, whereupon the finishing machining of blanks to the size of the drill string lock. At the same time, rolling on a mandrel can be used as forging in a tool with contact surfaces, and in this case the pipe is cut into parts with heights equal to the heights of future workpieces of the drillstring lock, in addition, draft can be used as forging in a tool with contact surfaces ring blanks in flat strikers, followed by rolling on the mandrel, and in this case, the pipe is cut into parts with heights determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где h - высота исходной кольцевой заготовки, Vдет - объем будущей детали с учетом припуска под механическую обработку, D - внешний диаметр исходной трубы; d - внутренний диаметр исходной трубы, причем эта формула для определения высоты исходной кольцевой заготовки может иметь и следующий вид:where h is the height of the original annular billet, V det is the volume of the future part, taking into account the machining allowance, D is the outer diameter of the original pipe; d is the inner diameter of the original pipe, and this formula for determining the height of the original annular billet may also have the following form:

Figure 00000002
Figure 00000002

где h - высота исходной кольцевой заготовки, Dдет, dдет, hдет - размеры детали замка с учетом припуска под механическую обработку, D - внешний диаметр исходной трубы, d - внутренний диаметр исходной трубы; перед выполнением осадки в плоских бойках условия трения на контактных поверхностях приводят к таким, чтобы они позволяли получить необходимые размеры поковки (см., например, Мастеров В.А. и др. Теория пластической деформации и обработка металлов давлением. М., Металлургия. 1976, стр.126-127); при этом если требуется минимизировать изменения внутреннего диаметра кольцевой заготовки, то в районе предполагаемого прилегания его окружности к плоскости бойков и до середины толщины кольцевой заготовки идентично на обоих бойках наносят риски глубиной до 0,5 мм перпендикулярно предполагаемому радиусу данной кольцевой заготовки и равномерно по всей длине окружности внутреннего диаметра кольцевой заготовки плотностью, равной примерно одной риске на 1 мм толщины, а если требуется минимизировать изменения внешнего диаметра кольцевой заготовки, то в районе предполагаемого прилегания его окружности к плоскости бойков и до середины толщины кольцевой заготовки идентично на обоих бойках наносят риски глубиной до 0,5 мм перпендикулярно предполагаемому радиусу данной кольцевой заготовки и равномерно по всей длине окружности внешнего диаметра кольцевой заготовки плотностью, равной примерно одной риске на 1 мм толщины. Кроме того, в качестве ковки в инструменте с контактными поверхностями могут применять обкатку в радиусных бойках, при этом также трубу разрезают на части с высотами, равными высотам будущих заготовок деталей замка бурильной колонны.where h is the height of the initial annular billet, D det , d det , h det are the dimensions of the lock part, taking into account the machining allowance, D is the outer diameter of the original pipe, d is the inner diameter of the original pipe; before performing upsetting in flat strikers, the friction conditions on the contact surfaces lead to such that they allow to obtain the necessary dimensions of the forging (see, for example, Masters V.A. et al. Theory of plastic deformation and metal processing by pressure. M., Metallurgy. 1976 pg. 126-127); in this case, if it is required to minimize changes in the inner diameter of the annular billet, then in the area of the supposed fit of its circumference to the plane of the strikers and to the middle of the thickness of the annular billet, risks are applied identically on both strikers to a depth of 0.5 mm perpendicular to the estimated radius of this ring billet and uniformly along the entire length the circumference of the inner diameter of the annular blank with a density equal to about one risk per 1 mm of thickness, and if you want to minimize changes in the outer diameter of the annular of the workpiece, then in the area of the alleged circumference of its circumference to the plane of the strikers and to the middle of the thickness of the annular preform, risks are applied identically on both strikers to a depth of 0.5 mm perpendicular to the estimated radius of this ring preform and uniformly along the entire circumference of the outer diameter of the annular preform with a density equal to approximately one risk per 1 mm of thickness. In addition, run-in in radial strikers can be used as forging in a tool with contact surfaces, while the pipe is also cut into parts with heights equal to the heights of future workpieces of the drillstring lock.

Благодаря наличию приведенных отличительных признаков обеспечивается возможность изготовления заготовок деталей замка бурильной колонны из ранее используемого металла и значительно сокращать расходы на их изготовление. При этом уменьшается отрицательное влияние на экологию, т.к. отсутствует процесс переплава металла и связанные с ним негативные явления, кроме того, происходит меньшая энергоемкость переработки, поскольку затрачивается энергия только на изменение формы и размеров, и меньшая трудоемкость процесса, т.к. исчезают целые переделы: подготовка шихты, трубы должны быть разрезаны по образующей (см., например, ГОСТ 2787-75 Металлы черные, вторичные), выплавка стали, ее разливка, деформация металла и т.д., а также уменьшаются трудозатраты и стоимость деталей, т.к. цена заготовки в виде лома и отходов металла будет в разы меньше цены заготовки в виде проката или поковки.Due to the presence of the above distinguishing features, it is possible to manufacture blanks of drill string lock parts from previously used metal and significantly reduce the cost of their manufacture. At the same time, the negative impact on the environment is reduced, because there is no process of metal remelting and the negative phenomena associated with it, in addition, there is less energy consumption of processing, since energy is spent only on changing the shape and size, and less laborious, since entire redistributions disappear: preparation of the charge, pipes should be cut along the generatrix (see, for example, GOST 2787-75 Ferrous and secondary metals), steel smelting, casting, metal deformation, etc., as well as labor costs and cost of parts because the price of a workpiece in the form of scrap and metal waste will be several times lower than the price of a workpiece in the form of rolled or forged products.

В заявляемом способе производства заготовок деталей замка бурильной колонны непосредственно процессы последующей ковки в инструменте с контактными поверхностями до размеров заготовок деталей замка бурильной колонны осуществляют ранее известными способами. Так, известны описания ковки в инструменте с контактными поверхностями в виде раскатки на оправке (см., например, Семенов Е.И. и др. «Ковка и объемная штамповка. Учебник для вузов», 1972, стр.83-87 или Вересов В.Н. и др. «Автоматизация проектирования технологических процессов ковки полых поковок», 1971, стр.3-23, а также Гамов Б.И. и др. «Свободная ковка под молотами», 1954, стр.20). Данные об осадке кольцевых заготовок также известны (см., например, следующие источники: Малинин Н.Н. «Ползучесть в обработке металлов», 1986, стр.102-112, Воронцов А.Л. «Технологические расчеты осадки полых заготовок». Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением, №2, 2007, стр.7-15, Воронцов А.Л. «Пластическое течение при осадке полых заготовок». Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением, №1, 2007, стр.3-8, а также патент РФ №2311983). Обработка кольцевых заготовок в радиусных бойках также описана (см., например, В.В.Ериклинцева и др. «Теория редуцирования труб: новые исследования процесса», 1970, стр.42, 62).In the inventive method for the production of blanks of drill string lock parts, the processes of subsequent forging in the tool with contact surfaces directly to the dimensions of the blanks of drill string lock parts are carried out by previously known methods. Thus, descriptions of forging in a tool with contact surfaces in the form of rolling on a mandrel are known (see, for example, Semenov E.I. et al. “Forging and Die Forging. Textbook for High Schools”, 1972, pp. 83-87 or Veresov V .N. Et al. “Automation of the design of technological processes for forging hollow forgings”, 1971, pp. 3-23, as well as Gamov BI and others. “Free forging under hammers”, 1954, p. 20). Data on the upsetting of ring blanks are also known (see, for example, the following sources: Malinin NN “Creep in metal processing”, 1986, pp. 102-112, Vorontsov AL “Technological calculations of upsetting hollow blanks.” Forging -stamping production. Metal forming, No. 2, 2007, pp. 7-15, Vorontsov AL "Plastic flow during upsetting of hollow billets." Forging and stamping. Metal forming, No. 1, 2007, page 3 -8, and also the patent of the Russian Federation No. 2311983). The processing of ring blanks in radius drills is also described (see, for example, V.V. Yeriklintseva et al. “Theory of pipe reduction: new research of the process”, 1970, pp. 42, 62).

На фиг.1 схематично изображена заготовка поковки, из которой будет изготовлена заготовка детали замка бурильной колонны, на фиг.2 - процесс раскатки на оправке; на фиг.3 - заготовка поковки для заготовки детали замка бурильной колонны, на фиг.4 - осадка под плоскими бойками, на фиг.5 - раскатка на оправке; на фиг.6 - заготовка поковки для заготовки детали замка бурильной колонны, на фиг.7 - осадка под плоскими бойками с минимизацией деформации внутреннего отверстия; на фиг.8 - заготовка поковки для заготовки детали замка бурильной колонны, на фиг.9 - осадка под плоскими бойками с минимизацией деформации внешнего диаметра; на фиг.10 - заготовка поковки для заготовки детали замка бурильной колонны, на фиг.11 - процесс обкатки в радиусных бойках. Заявляемый способ производства заготовок поковок 1, 2, 3, 4, 5 для заготовок деталей замка бурильной колонны заключается в том, что сначала из негабаритного лома и отходов конструкционных сталей, легированных хромом, никелем, молибденом и ванадием с содержанием углерода в пределах от 0,25 до 0,43 процентов, выбирают исходную толстостенную трубу, у которой отношение внутреннего диаметра d к внешнему диаметру D составляет от 0,1 до 0,9. Это связано с тем, что труба должна быть толстостенная, т.к. она имеет металл, который с помощью деформации возможно переместить, изменяя тем самым форму и размеры заготовки детали. Далее материал этой трубы подвергают химическому анализу, а саму трубу визуальному и измерительному контролю, ультразвуковому контролю, после чего при их соответствии показаниям высокопрочности и ударостойкости стали трубу разрезают на патрубки, после чего производят их нагрев и последующую ковку в инструменте с контактными поверхностями различного типа до размеров заготовок поковок 1, 2, 3, 4, 5 для заготовок деталей замка бурильной колонны, увеличенных на припуск под механическую обработку, получая при этом поковки, после чего осуществляют отжиг полученных поковок и последующую черновую механическую обработку, а затем проводят ультразвуковой контроль и термообработку до получения категории прочности 735. После чего производят чистовую механическую обработку до размеров заготовок деталей замка бурильной колонны. При этом в качестве ковки в инструменте с контактными поверхностями, например, могут применять раскатку на оправке, схематично представленную на фиг.2, или могут применять осадку кольцевой заготовки поковки 2 в плоских бойках с последующей раскаткой на оправке, схематично представленную на фиг.4 и 5. Кроме того, в заявляемом способе могут применять осадку кольцевой заготовки поковки 3 или 4 в плоских бойках, схематично представленную на фиг.6, 7, 8 и 9, перед выполнением которой условия трения на контактных поверхностях приводят к таким, чтобы они позволяли получить необходимые размеры поковки, при этом если требуется минимизировать изменения внутреннего диаметра d кольцевой заготовки поковки 3, то в районе предполагаемого прилегания его окружности к плоскости бойков и до середины толщины кольцевой заготовки идентично на обоих бойках наносят риски 6 глубиной до 0,5 мм перпендикулярно предполагаемому радиусу данной кольцевой заготовки и равномерно по всей длине окружности внутреннего диаметра кольцевой заготовки 3 плотностью, равной примерно одной риске 7 на 1 мм толщины, а если требуется минимизировать изменения внешнего диаметра D кольцевой заготовки поковки 4, то в районе предполагаемого прилегания его окружности к плоскости бойков и до середины толщины кольцевой заготовки идентично на обоих бойках наносят риски глубиной до 0,5 мм перпендикулярно предполагаемому радиусу данной кольцевой заготовки поковки 3 и равномерно по всей длине окружности внешнего диаметра D кольцевой заготовки поковки 3 плотностью, равной примерно одной риске на 1 мм толщины. В качестве ковки в инструменте с контактными поверхностями могут применять также и обкатку в радиусных бойках, схематично представленные на фиг.10 и 11.In Fig.1 schematically shows the blank forgings from which the blank will be made parts of the drill string, Fig.2 - the rolling process on the mandrel; figure 3 - blank forgings for blank parts of the drill string, figure 4 - draft under the flat strikers, figure 5 - rolling on the mandrel; in Fig.6 - blank forgings for the procurement of parts of the drill string, Fig.7 - draft under the flat strikers with minimizing the deformation of the inner hole; in Fig.8 - blank forgings for the procurement of parts of the drill string, Fig.9 - draft under the flat strikers with minimizing the deformation of the outer diameter; figure 10 - blank forgings for the blank parts of the drill string, figure 11 - the process of running in radius strikers. The inventive method for the production of blanks forgings 1, 2, 3, 4, 5 for blanks of parts of the drill string is that of oversized scrap and waste structural steel alloyed with chromium, nickel, molybdenum and vanadium with a carbon content ranging from 0, 25 to 0.43 percent, choose the original thick-walled pipe, in which the ratio of the inner diameter d to the outer diameter D is from 0.1 to 0.9. This is due to the fact that the pipe must be thick-walled, because it has metal, which, with the help of deformation, can be moved, thereby changing the shape and dimensions of the workpiece. Further, the material of this pipe is subjected to chemical analysis, and the pipe itself is subjected to visual and measuring control, ultrasonic testing, after which, when they correspond to the indications of high strength and impact resistance of steel, the pipe is cut into nozzles, after which they are heated and forged in the tool with contact surfaces of various types up to sizes of forgings blanks 1, 2, 3, 4, 5 for blanks of drill string lock parts, increased by the allowance for machining, thereby obtaining forgings, after which they anneal the obtained forgings and subsequent rough machining, and then carry out ultrasonic testing and heat treatment to obtain strength category 735. After that, they perform finishing machining to the dimensions of the workpieces of the drill string drill joint. At the same time, forging in a tool with contact surfaces, for example, can be used for rolling on a mandrel, schematically shown in figure 2, or can be used for upsetting an annular blank of forgings 2 in flat strikers, followed by rolling on a mandrel, schematically shown in figure 4 and 5. In addition, in the inventive method can apply the draft of the annular blank forgings 3 or 4 in flat strikers, schematically presented in Fig.6, 7, 8 and 9, before the fulfillment of which the friction conditions on the contact surfaces lead to such that and they made it possible to obtain the necessary dimensions of the forgings, while if it is necessary to minimize changes in the inner diameter d of the annular blank of the forgings 3, then in the area of the supposed fit of its circumference to the plane of the strikers and to the middle of the thickness of the annular blank, risks 6 are applied on both strikers to a depth of 0.5 mm perpendicular to the estimated radius of the given ring billet and uniformly along the entire circumference of the inner diameter of the ring billet 3 with a density equal to approximately one risk 7 per 1 mm of thickness, and if t Since it is necessary to minimize changes in the outer diameter D of the forgings of the forgings 4, then in the area of the supposed fit of its circumference to the plane of the forges and up to the middle of the thickness of the forgings, risks are equally applied on both strikers to a depth of 0.5 mm perpendicular to the assumed radius of the given forgings of the forgings 3 and evenly the entire circumference of the outer diameter D of the annular forgings 3 with a density equal to about one risk per 1 mm of thickness. As forging in a tool with contact surfaces can also be used for running in radius strikers, schematically presented in figure 10 and 11.

В качестве примера заявляемого способа можно рассмотреть следующее: на складе металлического лома в засеке для 5Б38 (см., например, ГОСТ 2787-75 Металлы черные, вторичные) обнаружены патрубки, представленные в таблице 1:As an example of the proposed method, the following can be considered: in the scrap metal warehouse in the notch for 5B38 (see, for example, GOST 2787-75 Black metals, secondary), the pipes are shown in Table 1:

Таблица 1Table 1 ВнешнийExternal ВнешнийExternal ВнутреннийInterior ВнутреннийInterior No. ВысотаHeight диаметр,diameter, диаметр,diameter, диаметр,diameter, диаметр,diameter, Количествоamount п/пp / p патрубкаbranch pipe однаone втораяsecond однаone втораяsecond патрубковbranch pipes сторонаside сторонаside сторонаside сторонаside патрубкаbranch pipe патрубкаbranch pipe патрубкаbranch pipe патрубкаbranch pipe ммmm штукpieces 1one 30603060 240240 236236 152152 152152 1one 22 30503050 270270 274274 152152 152152 1one 33 30503050 426426 426426 354354 354354 22 4four 840840 146146 146146 6060 6060 1one 55 180180 290290 290290 260260 260260 1one

После проведения химического анализа обнаружено следующее содержание элементов, представленное в таблице 2:After carrying out a chemical analysis, the following elements were found, which are presented in table 2:

Таблица 2table 2
п/п
No.
p / p
СFROM СrCr NiNi MoMo VV
%% 1one 0,370.37 1,31.3 3,203.20 0,410.41 0,120.12 22 0,380.38 1,351.35 3,103.10 0,380.38 0,140.14 33 0,360.36 1,331.33 3,153.15 0,360.36 0,130.13 4four 0,310.31 1,751.75 2,122.12 0,450.45 0,110.11 55 0,390.39 1,451.45 3,203.20 0,390.39 0,120.12

Визуальный и ультразвуковой контроль не выявили никаких отклонений, которые могли бы воспрепятствовать изготовлению из перечисленных патрубков деталей замка буровой колонны, так, патрубок №1 разрезан на 11 штук патрубков высотой 270 мм, которые были прокованы путем раскатки на оправке на патрубки ⌀295/⌀235×280 мм; патрубок №2 разрезан на 11 штук патрубков высотой 265 мм и один высотой 40 мм, которые были прокованы путем раскатки на оправке на патрубки ⌀330/⌀240×272 мм и один на размер ⌀330/⌀240×43 мм для заготовки вкладыша; патрубки №3 разрезаны на 22 патрубка высотой 270 мм, которые были прокованы путем обкатки в радиусных бойках на патрубки ⌀335/⌀259×280 мм; патрубок №4 разрезан на 14 штук патрубков высотой 58 мм, которые были прокованы путем осадки кольцевой заготовки до высоты 40 мм и последующей раскатки на оправке на патрубки ⌀302/⌀260×43 мм; патрубок №5 разрезан на 3 патрубка высотой 57 мм, которые были прокованы путем осадки до высоты 41 мм на патрубки ⌀302/⌀260×280 мм с предварительным нанесением рисок 6 на бойки в предполагаемом месте контакта внутреннего диаметра заготовок и поверхности инструмента.Visual and ultrasonic testing did not reveal any deviations that could prevent the manufacture of drill string lock parts from the listed pipes, so pipe No. 1 is cut into 11 pieces of pipes 270 mm high, which were forged by rolling on a mandrel into pipes ⌀295 / ⌀235 × 280 mm; nozzle No. 2 is cut into 11 pieces of nozzles with a height of 265 mm and one with a height of 40 mm, which were forged by rolling on a mandrel into nozzles ⌀330 / ⌀240 × 272 mm and one for a size of ⌀330 / ⌀240 × 43 mm for the blank insert; nozzles No. 3 are cut into 22 nozzles 270 mm high, which were forged by running in radius drills into nozzles ⌀335 / ⌀259 × 280 mm; nozzle No. 4 is cut into 14 pieces of nozzles 58 mm high, which were forged by upsetting the ring blank to a height of 40 mm and then rolling on a mandrel to nozzles ⌀302 / ⌀260 × 43 mm; nozzle No. 5 is cut into 3 nozzles 57 mm high, which were forged by upsetting to a height of 41 mm on nozzles ⌀302 / ⌀260 × 280 mm with preliminary drawing of marks 6 on the strikers at the supposed contact point of the inner diameter of the workpieces and the surface of the tool.

Итак, из патрубков №1 получены заготовки для изготовления одной из частей втулки замка бурильной колонны, №2 - для второй части втулки замка бурильной колонны, №3 - частей корпуса замка бурильной колонны, №4 и №5 - вкладышей замка бурильной колонны, а также одна заготовка вкладыша из патрубка №2.So, from nozzles No. 1, blanks were obtained for the manufacture of one of the parts of the drill stem lock sleeve, No. 2 - for the second part of the drill stem lock sleeve, No. 3 - parts of the drill stem lock case, No. 4 and No. 5 - liner inserts of the drill string, and also one blank of the liner from the pipe No. 2.

Claims (5)

1. Способ производства заготовок деталей замка бурильной колонны, включающий получение исходных кольцевых заготовок, их ковку, черновую и чистовую механическую обработку полученных поковок до размеров заготовок деталей замка бурильной колонны, отличающийся тем, что первоначально из негабаритного лома и отходов конструкционных сталей, легированных хромом, никелем, молибденом и ванадием с содержанием углерода в пределах от 0,25 до 0,43%, выбирают исходную толстостенную трубу, у которой отношение внутреннего диаметра к внешнему составляет от 0,1 до 0,9, затем подвергают материал трубы химическому анализу, а трубу - визуальному, измерительному и ультразвуковому контролю, после чего трубу, соответствующую показаниям высокопрочности и ударостойкости стали, разрезают на исходные кольцевые заготовки, после чего производят нагрев и последующую ковку исходных кольцевых заготовок в инструменте с контактными поверхностями до размеров заготовок деталей замка бурильной колонны, увеличенных на припуск под механическую обработку, с получением при этом поковок, после чего осуществляют отжиг полученных поковок и последующую черновую механическую обработку, а затем проводят ультразвуковой контроль и термообработку до получения категории прочности 735, после чего производят чистовую механическую обработку до размеров заготовок деталей замка бурильной колонны.1. A method for the production of blanks of drill string lock parts, including obtaining the original annular blanks, forging them, roughing and finishing machining of the obtained forgings to the dimensions of the blanks of the drill string components, characterized in that it is originally made of oversized scrap and wastes of structural steels alloyed with chrome, nickel, molybdenum and vanadium with a carbon content in the range from 0.25 to 0.43%, choose the original thick-walled pipe, in which the ratio of the inner diameter to the outer is from 0.1 to 0.9, then the pipe material is subjected to chemical analysis, and the pipe is subjected to visual, measuring and ultrasonic testing, after which the pipe corresponding to the readings of high strength and impact resistance of steel is cut into initial ring blanks, after which heating and subsequent forging of initial annular blanks in the tool with contact surfaces to the size of the blanks of the parts of the drill string, increased by the allowance for machining, with the receipt of forgings, and then carry out annealing of the obtained forging and subsequent machining of the blister, and then ultrasonic examination is performed and heat treatment is to give strength category 735, whereupon the finishing machining of blanks to the size of the drill string lock. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ковку в инструменте с контактными поверхностями осуществляют путем раскатки на оправке, при этом трубу разрезают на исходные кольцевые заготовки, высота которых равна высоте заготовок деталей замка бурильной колонны.2. The method according to claim 1, characterized in that the forging in the tool with contact surfaces is carried out by rolling on a mandrel, while the pipe is cut into the original annular workpieces, the height of which is equal to the height of the workpieces of the drill string lock parts. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что ковку в инструменте с контактными поверхностями осуществляют путем осадки исходной кольцевой заготовки в плоских бойках с последующей раскаткой на оправке, при этом трубу разрезают на исходные кольцевые заготовки, высоту которых h определяют по формуле:
Figure 00000003

где Vдет - объем детали замка бурильной колонны с учетом припуска под механическую обработку;
D - внешний диаметр трубы;
d - внутренний диаметр трубы.
3. The method according to claim 1, characterized in that the forging in the tool with contact surfaces is carried out by upsetting the initial ring billet in flat drills followed by rolling on the mandrel, while the pipe is cut into the original ring billets, the height of which h is determined by the formula:
Figure 00000003

where V det - the volume of the detail of the drill string lock with allowance for machining;
D is the outer diameter of the pipe;
d is the inner diameter of the pipe.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что ковку в инструменте с контактными поверхностями осуществляют путем осадки исходной кольцевой заготовки в плоских бойках, перед выполнением которой приводят условия трения на контактных поверхностях плоских бойков к обеспечивающим получение необходимых размеров поковки, при этом в случае необходимости минимизировать изменение внутреннего диаметра исходной кольцевой заготовки в районе от прилегания окружности внутреннего диаметра упомянутой кольцевой заготовки к плоскости бойков до середины толщины исходной кольцевой заготовки на оба плоских бойка идентично наносят риски глубиной до 0,5 мм, которые располагают перпендикулярно радиусу исходной кольцевой заготовки и равномерно по всей длине окружности внутреннего диаметра последней плотностью, равной примерно одной риске на 1 мм толщины исходной кольцевой заготовки, а в случае необходимости минимизировать изменение внешнего диаметра исходной кольцевой заготовки в районе от прилегания окружности внешнего диаметра упомянутой исходной кольцевой заготовки к плоскости бойков до середины толщины исходной кольцевой заготовки на оба бойка идентично наносят риски глубиной до 0,5 мм, которые располагают перпендикулярно радиусу исходной кольцевой заготовки и равномерно по всей длине окружности внешнего диаметра последней плотностью, равной примерно одной риске на 1 мм толщины исходной кольцевой заготовки.4. The method according to claim 1, characterized in that the forging in the tool with contact surfaces is carried out by upsetting the initial annular billet in flat dies, before which the friction conditions on the contact surfaces of the flat dies are reduced to ensure that the necessary forgings are obtained, in this case the need to minimize the change in the inner diameter of the initial ring billet in the region from the fit of the circumference of the inner diameter of the ring billet to the plane of the strikers to the middle of The holes of the initial ring billet on both flat strikers are identically exposed to risks up to 0.5 mm deep, which are perpendicular to the radius of the initial ring billet and uniformly along the entire circumference of the inner diameter with the last density equal to approximately one risk per 1 mm of the thickness of the initial ring billet, and if necessary, minimize the change in the outer diameter of the initial ring billet in the area from the fit of the circumference of the outer diameter of the said initial ring billet to the plane of the strikers to the middle of the thickness of the initial annular billet on both strikers is identically exposed to risks up to 0.5 mm deep, which are perpendicular to the radius of the original annular billet and uniformly along the entire circumference of the outer diameter with the last density equal to approximately one risk per 1 mm of the thickness of the initial annular billet. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что ковку в инструменте с контактными поверхностями осуществляют путем обкатки в радиусных бойках, при этом трубу разрезают на исходные кольцевые заготовки высотой, равной высоте заготовок деталей замка бурильной колонны. 5. The method according to claim 1, characterized in that the forging in the tool with contact surfaces is carried out by running in radial strikers, while the pipe is cut into the original ring blanks with a height equal to the height of the blanks of the drillstring lock parts.
RU2011114872/02A 2011-04-06 2011-04-06 Method of making drilling string lock part billets RU2465980C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114872/02A RU2465980C1 (en) 2011-04-06 2011-04-06 Method of making drilling string lock part billets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114872/02A RU2465980C1 (en) 2011-04-06 2011-04-06 Method of making drilling string lock part billets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2465980C1 true RU2465980C1 (en) 2012-11-10

Family

ID=47322218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011114872/02A RU2465980C1 (en) 2011-04-06 2011-04-06 Method of making drilling string lock part billets

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2465980C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2385791C1 (en) * 2009-03-02 2010-04-10 Открытое Акционерное Общество "Дефорт" Method for manufacturing of drilling string sections locks made of high-strength impact-resistant steel

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2385791C1 (en) * 2009-03-02 2010-04-10 Открытое Акционерное Общество "Дефорт" Method for manufacturing of drilling string sections locks made of high-strength impact-resistant steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2015280111B2 (en) Flowforming corrosion resistant alloy tubes and tube manufactured thereby
Allwood et al. The development of ring rolling technology
Kopp Some current development trends in metal-forming technology
CN105880934A (en) Manufacturing method for high-precision cold-drawn inner-hole honed pipe
Sharma et al. A systematic review of factors affecting the process parameters and various measurement techniques in forging processes
Bulzak et al. Application of numerical simulation and physical modeling for verifying a cold forging process for rotary sleeves
RU2465980C1 (en) Method of making drilling string lock part billets
CN104759834A (en) Hot-rolled high-strength oil pipe manufacturing method
Bedekar et al. Measurement and prediction of through-section residual stresses in the manufacturing sequence of bearing components
CN105880920A (en) Cold drawing precision honing tube manufacture method
WO2013171935A1 (en) Method for manufacturing seamless pipe
Winiarski et al. Numerical analysis of a two-stage forming process for a hollow part with external flange
Khan Manufacturing science
Shivpuri Dies and die materials for hot forging
RU2385791C1 (en) Method for manufacturing of drilling string sections locks made of high-strength impact-resistant steel
RU2710311C1 (en) Method of making thin-wall shells from alloyed steels
CN113020313A (en) Ledeburite die steel seamless steel tube and preparation method thereof
Van Tyne Forging of carbon and alloy steels
Skhirtladze et al. Technology of Plastic Deformation Repair of Metallurgical Machine Parts
da Silva Prediction and control of geometric distortion and residual stresses in hot rolled and heat treated large rings
Hwang A process sequence design on the forming process of disk-brake piston
RU2503523C2 (en) Method of producing precision tubes and device to this end
Mochnal Forging of stainless steels
Saraç Design and thermo-mechanical analysis of warm forging process and dies
Pankratov et al. The Use Hot Stamping to Restore the Efficiency Tie Rod Ball Pins Trucks

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150407