RU2599467C2 - Method of combined pipe end upsetting - Google Patents

Method of combined pipe end upsetting Download PDF

Info

Publication number
RU2599467C2
RU2599467C2 RU2014148816/02A RU2014148816A RU2599467C2 RU 2599467 C2 RU2599467 C2 RU 2599467C2 RU 2014148816/02 A RU2014148816/02 A RU 2014148816/02A RU 2014148816 A RU2014148816 A RU 2014148816A RU 2599467 C2 RU2599467 C2 RU 2599467C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
transition zone
upset
punch
diameter
Prior art date
Application number
RU2014148816/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014148816A (en
Inventor
Дмитрий Владимирович Овчинников
Владимир Леонидович Устьянцев
Надежда Тахировна Тихонцева
Дмитрий Васильевич Гурков
Валентин Сергеевич Гончаров
Игорь Николаевич Новожилов
Юрий Аркадьевич Семушин
Дмитрий Владимирович Бычков
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Синарский трубный завод" (ПАО "СинТЗ")
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 Публичное акционерное общество "Синарский трубный завод" (ПАО "СинТЗ") filed Critical Публичное акционерное общество "Синарский трубный завод" (ПАО "СинТЗ")
Priority to RU2014148816/02A priority Critical patent/RU2599467C2/en
Publication of RU2014148816A publication Critical patent/RU2014148816A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2599467C2 publication Critical patent/RU2599467C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy and can be used in production of oil and gas pipes with upset ends. Heated pipe end is deformed at press in working cavity of die by male die in several operations. At that, outer transition zone and elongated inner transition zone are produced on pipe. Inner transition zone is formed in series along circular sections with reduction from first operation to each subsequent operation of puncheon stroke and heated pipe section length. Besides, on every next operation matrix is used with increased inner diameter of working cavity and punch with decreased outer diameter of working surface.
EFFECT: ruled out occurrence of critical deformations and loss of upset pipe end stability.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано при производстве нефте- и газопромысловых труб с высаженными концами.The invention relates to pipe production and can be used in the production of oil and gas production pipes with upset ends.

Известна технологическая схема высадки концов труб в несколько переходов, согласно которой способ комбинированной высадки концов труб включает наружное утолщение конца трубы, которое затем редуцированием переводят внутрь. После этого выполняют наружную высадку и получают комбинированную высадку (Ткаченко В.А. и др. «Трубы для нефтяной промышленности», М., Металлургия, 1968 г., с. 126-127. Рис. 50 г). Недостатком известного способа является невозможность получения удлиненной (не менее 101,6 мм) внутренней переходной зоны. Наличие удлиненной внутренней переходной зоны концов бурильных труб является в настоящее время необходимым условием, обеспечивающим высокие потребительские свойства этого вида трубной продукции с уровнем требований PSL2 и PSL3 API 5DP и ГОСТ Ρ 54383.Known technological diagram of the landing of the ends of the pipes in several transitions, according to which the method of combined landing of the ends of the pipes includes an outer thickening of the end of the pipe, which is then transferred inside by reduction. After this, an external landing is performed and a combined landing is obtained (V. Tkachenko et al. “Pipes for the oil industry”, M., Metallurgy, 1968, pp. 126-127. Fig. 50 g). The disadvantage of this method is the inability to obtain an elongated (not less than 101.6 mm) internal transition zone. The presence of an elongated inner transitional zone of the ends of the drill pipe is currently a necessary condition that provides high consumer properties of this type of pipe product with the level of requirements of PSL2 and PSL3 API 5DP and GOST 54383.

Наиболее близким по своей технической сути и достигаемым результатам (прототип) является способ комбинированной высадки труб с получением преимущественно удлиненной внутренней переходной зоны, которую осуществляют в три операции. Первоначально деформируют конец трубы с уменьшением только внутреннего диаметра высадки до величины 1,03-1,07 от его заданного значения. Следующую операцию проводят в той же матрице с высадкой металла трубы внутрь за счет применения пуансона меньшего диаметра. Последнюю операцию осуществляют с преимущественным течением металла трубы наружу в сторону увеличения наружного диаметра высадки до заданной величины (Пат. РФ №2474485, МПК B21J 5/08, опубл. 10.10.2012 г.). Недостатком способа по прототипу является недостаточный уровень качества высадки за счет наличия критической величины деформации в операциях, что предопределяет повышенное усилие высадки и снижает устойчивость нагретого конца трубы в полости матрицы при формовании удлиненной внутренней переходной зоны.The closest in its technical essence and the achieved results (prototype) is a method of combined pipe upsetting with obtaining a predominantly elongated internal transition zone, which is carried out in three operations. Initially, the end of the pipe is deformed with a decrease only in the inner diameter of the upset to a value of 1.03-1.07 from its predetermined value. The next operation is carried out in the same matrix with the planting of the pipe metal inward through the use of a smaller diameter punch. The last operation is carried out with the predominant flow of the pipe metal outward in the direction of increasing the outer diameter of the landing to a predetermined value (Pat. RF No. 2474485, IPC B21J 5/08, publ. 10.10.2012). The disadvantage of the prototype method is the insufficient level of upsetting quality due to the presence of a critical strain in operations, which determines an increased upsetting force and reduces the stability of the heated end of the pipe in the matrix cavity when forming an elongated inner transition zone.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в получении комбинированной высадки с получением удлиненной внутренней переходной зоны с высоким уровнем качества высадки за счет устранения эффекта потери устойчивости осаживаемого конца трубы.The technical problem solved by the invention is to obtain a combined upset with obtaining an elongated inner transition zone with a high level of upset quality by eliminating the effect of loss of stability of the upsetting end of the pipe.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе комбинированной высадки концов труб с получением удлиненной внутренней переходной зоны, включающем деформирование нагретого конца трубы на прессе в полости матрицы посредством перемещаемого пуансона за несколько операций, удлиненную внутреннюю переходную зону получают последовательно по кольцевым участкам путем уменьшения длины хода перемещаемого пуансона и длины нагретого участка трубы от первой операции к каждой последующей с одновременным увеличением внутреннего диаметра рабочей полости матрицы и уменьшением наружного диаметра рабочей поверхности пуансона в каждой операции.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in the method of combined upsetting of the pipe ends to obtain an elongated inner transition zone, including deformation of the heated end of the pipe on the press in the cavity of the matrix by means of a movable punch in several operations, the elongated inner transition zone is obtained sequentially along the annular sections by reducing the stroke length the movable punch and the length of the heated pipe section from the first operation to each subsequent one with a simultaneous increase in the internal diameter pa working cavity of the die and decreasing the outer diameter of the working surface of the punch in each operation.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез бурильной трубы с высаженным концом с обозначением последовательности выполнения операций при высадке.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a longitudinal section of a drill pipe with a upset end with a designation of the sequence of operations during the landing.

Бурильная труба с высаженным концом включает непосредственно трубу 1 с высаженным концом 2 с наружной переходной зоной 3 и удлиненной внутренней переходной зоной 4 с наклонной образующей 11 от поверхности внутреннего отверстия 5 трубы 1 к поверхности внутреннего отверстия 6 высаженного конца 2 в виде последовательно расположенных кольцевых участков 7, 8, 9, 10…An upset drill pipe includes directly an upset pipe 1 with an outer transition zone 3 and an elongated inner transition zone 4 with an inclined generatrix 11 from the surface of the inner hole 5 of the pipe 1 to the surface of the inner hole 6 of the upset end 2 in the form of successive annular sections 7 , 8, 9, 10 ...

Концевой участок трубы, длиной Lн, которую определяют в зависимости от заданных геометрических параметров высадки, нагревают до установленной для данного материала трубы температуры горячей деформации и перемещают в предварительно подготовленный ручей рабочей полости первой по ходу технологического цикла матрицы. Затем производят фиксацию конца трубы и его последующую высадку в полость матрицы за счет перемещения пуансона в направлении V. Количество операций высадки определяют исходя из начальных размеров трубы и размеров высаженного конца трубы с учетом припусков на механическую обработку.The end section of the pipe, length L n , which is determined depending on the specified geometrical parameters of the upset, is heated to the hot deformation temperature set for this pipe material and transferred to the matrix prepared first by the working cavity by the working cavity. Then fix the end of the pipe and its subsequent landing in the cavity of the matrix by moving the punch in the direction V. The number of upsetting operations is determined based on the initial dimensions of the pipe and the dimensions of the upset pipe end taking into account machining allowances.

В каждой операции предлагаемого способа выполняют высадку, для которой характерно одновременное течение металла как внутрь, по направлению к пуансону - с последовательным уменьшением диаметра внутреннего отверстия 6 высаженного конца трубы 2 от d1 до d4, так и наружу, по направлению к матрице - с последовательным увеличением наружного диаметра высаженного конца трубы 2 от D1 до D4. Одновременно при этом получают удлиненную внутреннюю переходную зону 4 длиной Lв с наклонной образующей 11 последовательно с помощью кольцевых участков 7, 8, 9, 10 за счет свободного течения металла, внутрь в каждой операции. Таким образом, объем деформируемого участка трубы в каждой операции обеспечивает заполнение свободных полостей матрицы и получение кольцевого участка удлиненной внутренней переходной зоны 4 с наклонной образующей 11. В первой операции при перемещении пуансона в направлении V на величину смещаемой длины трубы l1 и течения деформируемого металла в указанных выше направлениях наружный диаметр высаженного конца 2 увеличивают до диаметра D1, внутреннее отверстие уменьшают до диаметра d1 и получают кольцевой участок 7 удлиненной внутренней переходной зоны 4 с частью общей наклонной образующей 11. Затем концевой участок трубы длиной Lн, уменьшенный на длину l1, подогревают до требуемой температуры и производят следующую операцию высадки. При этом пуансон перемещают от достигнутого в предыдущей операции положения на величину смещаемой длины трубы l2, меньшую длины l1, наружный диаметр высаженного конца 2 увеличивают до диаметра D2, внутреннее отверстие уменьшают до диаметра d2 и получают кольцевой участок 8 удлиненной внутренней переходной зоны 4 с частью общей наклонной образующей 11 и так далее до получения требуемых размеров высаженного конца 2 с удлиненной внутренней переходной зоной 4. Предлагаемый способ обеспечивает возможность получения при высадке удлиненной внутренней переходной зоны длиной Lв с наклонной образующей 11 по частям, отсутствие при этом критических деформаций в операциях за счет снижения усилий высадки и повышение устойчивости нагретого конца трубы в полости матрицы.In each operation of the proposed method, upsetting is performed, which is characterized by a simultaneous flow of metal both inward, towards the punch, with a successive decrease in the diameter of the inner hole 6 of the upset pipe 2 from d 1 to d 4 , and outward, towards the matrix - with a consistent increase in the outer diameter of the upset end of the pipe 2 from D 1 to D 4 . At the same time, an elongated inner transition zone 4 of length Lв with an inclined generatrix 11 is successively obtained using the annular sections 7, 8, 9, 10 due to the free flow of metal, inward in each operation. Thus, the volume of the deformable section of the pipe in each operation ensures filling of the free cavities of the matrix and obtaining the annular section of the elongated inner transition zone 4 with an inclined generatrix 11. In the first operation, when moving the punch in the direction V by the value of the displaceable pipe length l 1 and the flow of the deformable metal in above directions outside diameter upset ends 2 is increased to a diameter d 1, an inner opening diameter d is reduced to 1 to give the annular portion 7 inside elongated n rehodnoy zone 4 with the inclined part of the common generator 11. Then, the end portion of the pipe length Ld, reduced by the length l 1, is heated to the desired temperature and performs the following landing operation. In this case, the punch is moved from the position reached in the previous operation by the value of the displaceable pipe length l 2 smaller than the length l 1 , the outer diameter of the upset end 2 is increased to the diameter D 2 , the inner hole is reduced to the diameter d 2, and an annular portion 8 of the elongated inner transition zone is obtained 4 with a part of the total inclined generatrix 11 and so on until the desired dimensions of the upset end 2 with the elongated inner transition zone 4 are obtained. The proposed method provides the possibility of obtaining an elongated inner an early transition zone of length L in with an inclined generatrix 11 in parts, the absence of critical deformations in operations by reducing the upsetting forces and increasing the stability of the heated end of the pipe in the matrix cavity.

Способ прошел опытно-промышленное опробование при высадке 21 шт. бурильных труб БК-88,9Ч8,0 мм группы прочности Л на прессе фирмы «SMS Meer».The method has passed pilot testing with the landing of 21 pcs. drill pipes BK-88.9CH8.0 mm strength group L on the press of the company "SMS Meer".

Высадка производилась в четыре операции с использованием высадочного инструмента следующих размеров:The landing was carried out in four operations using the landing tool of the following sizes:

I операция: внутренний диаметр матрицы - 90,8 мм; диаметр пуансона - 69,8 мм;I operation: the inner diameter of the matrix is 90.8 mm; punch diameter - 69.8 mm;

II операция: внутренний диаметр матрицы - 92,0 мм; диаметр пуансона - 64,0 мм;II operation: the inner diameter of the matrix is 92.0 mm; punch diameter - 64.0 mm;

III операция: внутренний диаметр матрицы - 94,0 мм; диаметр пуансона - 56,0 мм;III operation: the inner diameter of the matrix is 94.0 mm; punch diameter - 56.0 mm;

IV операция: внутренний диаметр матрицы - 96,3 мм; диаметр пуансона - 48,5 мм.IV operation: the inner diameter of the matrix is 96.3 mm; the diameter of the punch is 48.5 mm.

Температуру нагрева конца трубы во всех операциях поддерживали в диапазоне 1107-1232°C. Длины нагретого участка трубы и хода перемещения пуансона по операциям составляли соответственно: I операция: 500 мм и 90 мм; II операция: 410 мм и 55 мм; III операция: 300 мм и 50 мм: IV операция: 250 мм и 25 мм. Распределение усилий высадки по операциям составило 1950/1930/1910/1510 кН при максимальном усилии пресса 2500 кН.The temperature of the heating end of the pipe in all operations was maintained in the range of 1107-1232 ° C. The lengths of the heated pipe section and the movement of the punch during operations were respectively: I operation: 500 mm and 90 mm; II operation: 410 mm and 55 mm; III operation: 300 mm and 50 mm: IV operation: 250 mm and 25 mm. The distribution of the landing forces for operations was 1950/1930/1910/1510 kN with a maximum press force of 2500 kN.

Полученные геометрические размеры и качество высаженной части на трубах БК-88,9Ч8,0 мм группы прочности Л соответствовали требованиям к продукции PSL2 стандарта API 5DP в том числе и в части длины внутренней переходной зоны - 101,6 мм.The obtained geometric dimensions and quality of the planted part on pipes BK-88.9 × 8.0 mm of strength group L met the requirements for PSL2 production of API 5DP standard, including 101.6 mm in terms of the length of the internal transition zone.

Claims (1)

Способ комбинированной высадки концов труб, включающий деформирование нагретого конца трубы на прессе в рабочей полости матрицы посредством перемещаемого пуансона за несколько операций с получением на трубе наружной переходной зоны и удлиненной внутренней переходной зоны, отличающийся тем, что внутреннюю переходную зону получают последовательно по кольцевым участкам при уменьшении от первой операции к каждой последующей операции длины хода перемещаемого пуансона и длины нагретого участка трубы, при этом на каждой последующей операции используют матрицу с увеличенным внутренним диаметром рабочей полости и пуансон с уменьшенным наружным диаметром рабочей поверхности. A method of combined upsetting of pipe ends, including deformation of the heated pipe end on the press in the working cavity of the matrix by means of a movable punch in a few operations to obtain an outer transition zone and an elongated inner transition zone on the pipe, characterized in that the inner transition zone is obtained sequentially along the annular sections with decreasing from the first operation to each subsequent operation, the stroke length of the movable punch and the length of the heated pipe section, with each subsequent opera They use a matrix with an increased inner diameter of the working cavity and a punch with a reduced outer diameter of the working surface.
RU2014148816/02A 2014-12-03 2014-12-03 Method of combined pipe end upsetting RU2599467C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014148816/02A RU2599467C2 (en) 2014-12-03 2014-12-03 Method of combined pipe end upsetting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014148816/02A RU2599467C2 (en) 2014-12-03 2014-12-03 Method of combined pipe end upsetting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014148816A RU2014148816A (en) 2016-06-27
RU2599467C2 true RU2599467C2 (en) 2016-10-10

Family

ID=56195364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014148816/02A RU2599467C2 (en) 2014-12-03 2014-12-03 Method of combined pipe end upsetting

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2599467C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686503C1 (en) * 2018-05-11 2019-04-29 Общество с ограниченной ответственностью "КТИАМ" Method for combined pipe ends upsetting

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU95775A1 (en) * 1952-06-30 1952-11-30 Ф.В. Вдовин Matrix and punch for combined upsetting of pipe ends
US5379625A (en) * 1993-10-20 1995-01-10 Hale; John Method and apparatus for upsetting the ends of steel pipe
US5517843A (en) * 1994-03-16 1996-05-21 Shaw Industries, Ltd. Method for making upset ends on metal pipe and resulting product
RU2414983C2 (en) * 2009-03-16 2011-03-27 Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" Method of oilwell tubing pipe-end upsetting
RU2474485C2 (en) * 2011-03-30 2013-02-10 Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") Method of combined pipe end upsetting

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU95775A1 (en) * 1952-06-30 1952-11-30 Ф.В. Вдовин Matrix and punch for combined upsetting of pipe ends
US5379625A (en) * 1993-10-20 1995-01-10 Hale; John Method and apparatus for upsetting the ends of steel pipe
US5517843A (en) * 1994-03-16 1996-05-21 Shaw Industries, Ltd. Method for making upset ends on metal pipe and resulting product
RU2414983C2 (en) * 2009-03-16 2011-03-27 Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" Method of oilwell tubing pipe-end upsetting
RU2474485C2 (en) * 2011-03-30 2013-02-10 Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") Method of combined pipe end upsetting

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686503C1 (en) * 2018-05-11 2019-04-29 Общество с ограниченной ответственностью "КТИАМ" Method for combined pipe ends upsetting

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014148816A (en) 2016-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9427795B2 (en) Method for producing a hollow engine valve
EP3524369A1 (en) Method of forming a section of horizontal directional drilling drill pipe
US10279440B2 (en) Precision forming method of high-efficiency and near-net hollow valve blank of engine
WO2008008001A1 (en) Method for producing external thread on the end section of a tubular billet
CN110449542B (en) Forming method of die forging with long lugs on annular outer edge
Ghassemali et al. Optimization of axisymmetric open-die micro-forging/extrusion processes: An upper bound approach
US20150283599A1 (en) Sizing method and sizing apparatus
RU2599467C2 (en) Method of combined pipe end upsetting
RU2491147C2 (en) Method of forging large-sized half-bodies of ball valves with throat and spherical part
RU2474485C2 (en) Method of combined pipe end upsetting
CN103962403B (en) Heavy caliber pipe squeezes to pull out and subtracts wall method
RU171194U1 (en) Stamp for the manufacture of ring parts from tube blanks
RU2548872C2 (en) Pipe end upsetting method
RU2414983C2 (en) Method of oilwell tubing pipe-end upsetting
CN105478508A (en) Inverted extrusion molding process of high pressure cylinder and inverted extrusion die adopted in inverted extrusion molding process
RU2614224C2 (en) Method and upsetting device for manufacturing of ledged parts, such as shafts and rods
Michalczyk et al. Study on the Influence of Temperature, Velocity and Shape of Tools on the Combined Process of Extrusion and Broaching of the Deep Sleeve with the Bottom Made of the AZ31 Alloy
CN103978061B (en) Elongated heavy wall variable cross-section endoporus tungsten alloys device and method
RU2686503C1 (en) Method for combined pipe ends upsetting
US10279386B2 (en) Method and arrangement for manufacturing of tubes by continuous hydraulic expansion
RU2542179C1 (en) Combined pipe end upsetting method
US1351949A (en) Process for forging valves and similar articles
RU2693708C1 (en) Pipe forming method
Belan et al. Determination of forces at the transverse extrusion
RU2707456C1 (en) Method and device for production of shell with variable wall thickness in height