RU2669961C2 - Способ ковки с осаживанием бурильных труб - Google Patents

Способ ковки с осаживанием бурильных труб Download PDF

Info

Publication number
RU2669961C2
RU2669961C2 RU2016116571A RU2016116571A RU2669961C2 RU 2669961 C2 RU2669961 C2 RU 2669961C2 RU 2016116571 A RU2016116571 A RU 2016116571A RU 2016116571 A RU2016116571 A RU 2016116571A RU 2669961 C2 RU2669961 C2 RU 2669961C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
upsetting
section
pipe
internal
inner diameter
Prior art date
Application number
RU2016116571A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016116571A (ru
RU2016116571A3 (ru
Inventor
Клане Эдвард КИРБИ
Грегори Линн АДКИНС
Original Assignee
Хантинг Энерджи Сервисес, Инк.
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 Хантинг Энерджи Сервисес, Инк. filed Critical Хантинг Энерджи Сервисес, Инк.
Publication of RU2016116571A publication Critical patent/RU2016116571A/ru
Publication of RU2016116571A3 publication Critical patent/RU2016116571A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2669961C2 publication Critical patent/RU2669961C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/08Upsetting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D41/00Application of procedures in order to alter the diameter of tube ends
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00Forging presses
    • B21J9/02Special design or construction
    • B21J9/06Swaging presses; Upsetting presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00Forging presses
    • B21J9/02Special design or construction
    • B21J9/06Swaging presses; Upsetting presses
    • B21J9/08Swaging presses; Upsetting presses equipped with devices for heating the work-piece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K21/00Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
    • B21K21/12Shaping end portions of hollow articles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling
    • E21B7/046Directional drilling horizontal drilling
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/042Threaded

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении бурильных труб для горизонтального направленного бурения, имеющих концы, осаженные внутрь и наружу. По меньший мере один конец необработанной трубы нагревают до заданной температуры ковки и осаживают путем приложения давления гидравлического ковочного пресса с получением осаженного конца с внутренним и наружным диаметрами осаживания. Участок осаженного конца трубы с внутренним диаметром осаживания предназначен для формирования внутреннего резьбового канала. При этом отношение наружного диаметра осаживания к внутреннему диаметру осаживания на участке внутреннего резьбового канала превышает заданную величину. В результате обеспечивается расширение технологических возможностей способа. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к процессу осаживания внутрь и наружу концов металлической трубы для формирования бурильной трубы, в частности, если труба используется для формирования секции осаживания бурильной трубы горизонтального направленного бурения.
Описание предшествующего уровня техники
Металлические трубы, которые используются для формирования бурильной трубы рассматриваемого типа, могут иметь концы труб, которые осажены наружу, осажены внутрь, или осажены и наружу, и внутрь, в зависимости от конечного применения. В этом отношении, имеются важные различия между бурильной трубой традиционного нефтепромыслового поля и бурильной трубой так называемого «горизонтального направленного бурения» (ГНБ). В настоящее время, большинство бурильных труб нефтепромысловых полей осажены и внутрь, и наружу, например, для получения наиболее толстой из возможного стенки для приваривания к бурильному замку. Бурильная труба для ГНБ обычно короче и меньше в диаметре, нежели бурильная труба для нефтепромыслового поля. В дополнение, в случае бурильной трубы для ГНБ, концы могут быть сопряжены напрямую, без приваривания к бурильному замку. В результате, область осаживания трубы для ГНБ оказывается относительно длинной, по сравнению с областью осаживания бурильной трубы для нефтепромыслового поля. Например, типичная секция традиционной бурильной трубы для ГНБ может быть приблизительно десять футов длиной, с резьбовым концом, относительно длинным, по сравнению с общей длиной такой секции трубы, например, приблизительно 9 дюймов длиной.
Существует два основных процесса для ковки с осаживанием металлических труб, механический, ударный процесс, и гидравлическое прессование с осаживанием. Ударный процесс осуществляется посредством нагревания конца труб, при этом используется ударный пуансон для осаживания на конце трубы. В случае с бурильной трубой, в области осаживания затем нарезается резьба и получается готовый продукт. Этот процесс используется много лет и в нефтепромысловой промышленности, и при бурении в горизонтальном направлении. Однако, основное ограничение ударного процесса при изготовлении продукта для ГНБ заключается в том, что этот способ подходит только для труб относительно большого внутреннего диаметра, из-за ударной природы такого процесса, используемого при осаживании. Трубы меньшего диаметра могут повредить ударный пуансон (молот) и вызвать иные проблемы. Эти ограничения не позволяли производителям бурильных труб для ГНБ выпускать некоторые конструкции с меньшим внутренним диаметром резьбы, такие как Ditch Witch™ или с обычной резьбой IF™.
Другой способ ковки с осаживанием металлических труб использует медленное, непрерывное, гидравлическое давление для формирования осаживания. Известны так называемые машины для ковки в «закрытых штампах», которые приводятся в действие гидравлически, открывая и закрывая штампы для обеспечения ковки. Обычно требуется большая емкость гидравлических насосов, поскольку штампы должны перемещаться на значительное расстояние между закрытым положением и открытым положением, при котором готовые части удаляются, и на их место помещаются новые заготовки для последующей обработки. При том, что способ ковки в закрытом штампе оказался рабочим в целом ряде отраслей промышленной ковки металлических частей, это способ не использовался ранее, насколько известно заявителю, в индустрии труб для ГНБ.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы преодолеть некоторые недостатки, упомянутые в связи с использованием ударного способа ковки при формировании бурильной трубы для ГНБ с осаженными концами.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы приспособить способ ковки в закрытом штампе для изготовления продукта для ГНБ, при этом такой продукт имеет относительно меньший внутренний диаметр в области осаживания с резьбой, чем это было достижимо ранее при помощи процесса ударной ковки.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением заявляется способ ковки в закрытом штампе для изготовления бурильных труб для ГНБ, имеющих осаженные внутрь и наружу концы. Применяется гидравлическое прессование с использованием гидравлического ковочного пресса для формирования конца трубы, который имеет наружный диаметр осаживания и внутренний диаметр осаживания, на участке внутреннего диаметра осаживания впоследствии нарезается резьба для формирования резьбового внутреннего канала. Соотношение наружного диаметра и внутреннего диаметра в области резьбового внутреннего канала больше, чем примерно 3.0, и предпочтительно порядка 3.5, или даже больше. Ковка осуществляется посредством нагревания необработанных концов трубы и использования непрерывного, медленного гидравлического пресса для формирования осаживаний. При обычной эксплуатации, один конец стальной трубы подвергается осаживанию и прессованию для формирования участка наружного осаживания, при этом сужение снаружи создается при помощи ковки с осаживанием. Далее, участок наружного осаживания подвергается давлению посредством штампа для внутреннего осаживания для смещения внешнего сужения к участку внутреннего осаживания с внутренним сужением. Затем применяется ковка с осаживанием внутрь посредством штампа для внутреннего осаживания, при этом формируется желаемая длина внутреннего сужения и кривизна начальной точки участка, имеющего внутреннее сужение.
Использование способа ковки в закрытом штампе позволяет продукту для ГНБ иметь намного меньший внутренний диаметр в области осаживания по концам трубы, давая изготовителю возможность нарезать все типы резьбовых соединений, обычно присутствующих в этой отрасли промышленности. Инновационные бурильные трубы для ГНБ изготавливаются с размерами, недостижимыми при использовании технологий производства, известных из предшествующего уровня техники. В качестве примера, область наружного осаживания на конце с резьбой трубы может быть порядка всего около 4.7 дюйма по длине, по сравнению с 9 дюймами осаживания у трубы по предшествующему уровню техники. Внутренний диаметр может быть порядка всего 0.875 дюйма, по сравнению с 1 ¼ дюйма внутреннего диаметра конца трубы при обработке по предшествующему уровню техники посредством ударной ковки. Процесс, в соответствии с настоящим изобретением, позволяет изготовителю производить более толстое осаживание, при этом отношение наружного диаметра к внутреннему диаметру составляет примерно 3.5 или более.
Дополнительные задачи, признаки и преимущества станут очевидны после ознакомления с письменным описанием изобретения, которое приведено ниже.
Краткое описание чертежей
Фигура (FIG.) 1A - это упрощенный вид в перспективе машины для ковки в закрытом штампе того типа, который используется на практике в соответствии с настоящим изобретением.
Фигуры (FIG.) 1B-1E - это упрощенные схематические виды этапов, задействованных в операции простой ковки в закрытом штампе.
Фигуры (FIG.) 2A-2D - это виды в разрезе по четвертям этапов, с использованием для формирования типичного конца трубы с наружным и внутренним осаживанием.
Фигура (FIG.) 3A показывает необработанную трубу, используемую при реализации способа в соответствии с настоящим изобретением.
Фигура (FIG.) 3 В показывает первые этапы, задействованные в процессе ковки в закрытом штампе в соответствии с настоящим изобретением.
Фигура (FIG.) 3C показывает последующие этапы производства в процессе ковки в закрытом штампе, задействованные при осуществлении настоящего изобретения на практике.
Фигура (FIG.) 4 - представляе боковой вид частично в разрезе бурильной трубы ГНБ, с изготовлением при помощи способа, в соответствии с настоящим изобретением, иллюстрирующий их инновационные характеристики.
Описание предпочтительно варианта осуществления
Предпочтительная версия изобретения представлена в нижеследующем письменном описании, а различные признаки и преимущества изобретения более полно изложены со ссылкой на примеры, не имеющие ограничительного характера, и в том виде, как это подробно описывается в описании, которое приведено ниже. Описания широко известных компонентов и процессов и техник производства опущены для того, чтобы без необходимости не затруднять понимание принципиальных признаков настоящего изобретения в том виде, как это описано здесь. Примеры, используемые в описании, которое приведено ниже, предназначены только для облегчения понимания путей практической реализации настоящего изобретения, и для того, чтобы позволить специалистам в данной области техники реализовать на практике настоящее изобретение. Соответственно, такие примеры не должны восприниматься, как ограничивающие объем заявленного изобретения.
Как это было вкратце описано в разделе описания, посвященном предшествующему уровню техники, бурильная труба, выполненная с возможностью горизонтального направленного бурения (ГНБ), с нескольких сторон отличаются от таковой, предназначенной для использования на обычных газо- и нефтепромысловых полях. Википедия® разбивает определение направленного бурения (практика бурения невертикальных скважин или отверстий) на три основных группы: (1) направленное бурение на нефтепромысловых полях; (2) направленное бурение (ГНБ) для установки сервисного оборудования; и (3) направленное бурение, которое пересекается с целевой вертикальной шахтой, обычно для извлечения нефтепродуктов.
«Бестраншейная технология» - это тип ГНБ, который обычно ассоциируется с подземными строительными работами, которые требуют мало траншей, и не нуждаются в непрерывных траншеях, и это - растущий сектор промышленности, связанной со строительством и проектированием гражданских сооружений. Это можно определить, как «семейство способов, материалов и оборудования с возможностью использования для установки новой или замены, или реабилитации существующей подземной инфраструктуры при минимальном нарушении дорожного движения, бизнеса и прочих видов деятельности на поверхности. Бестраншейное строительство включает в себя такие способы строительства, как прокладка туннелей, прокладка микротуннелей (МТМ); горизонтальное направленное бурение (ГНБ), также известное, как направленное бурение, прокладка труб методом продавливания (PR), прокладка трубопровода методом прокола (PJ), формирование горизонтальных и наклонных скважин в грунте с помощью пневмопробойника, горизонтальное шнековое бурение (НАВ) и прочие способы установки трубопроводов и кабелей ниже поверхности земли при минимальных раскопках.
Как это вкратце описано в разделе, посвященном предшествующему уровню техники, из-за различий в практиках бестраншейного горизонтального направленного бурения и традиционного бурения на нефтепромысловых полях, бурильная труба для ГНБ должна быть короче и иметь меньший диаметр, чем бурильная труба для нефтепромысловых полей. При том, что бурильная труба для нефтепромысловых полей обычно осаживается и внутрь, и наружу, для удобства приваривания к бурильному замку, концы бурильной трубы для ГНБ обычно сопрягаются напрямую, без приваривания к бурильному замку. Как результат, участок осаживания трубы для ГНБ оказывается относительно длинным, по сравнению с участком осаживания бурильной трубы для нефтепромысловых полей. Как упоминалось ранее, обычная секция трубы для ГНБ может быть, например, приблизительно десять футов длиной, с относительно длинным резьбовым концом, по сравнению с общей длиной секции трубы, например, приблизительно 9 дюймов длиной.
Настоящее изобретение имеет основную задачу преодолеть некоторые из недостатков, упомянутых в отношении использования способа ударной ковки при формировании бурильной трубы для ГНБ с осаженными концами. При том, что способ ударной ковки может давать приемлемые результаты для бурильной трубы для нефтепромысловых полей при сварной состыковке с бурильными замками, он имеет различные недостатки при его использовании для производства бурильной трубы для ГНБ, того типа, который используется при бестраншейных операциях, особенно, если речь заходит о трубе с малым внутренним диаметром. Таким образом, настоящее изобретение имеет отношение к представлению усовершенствованного производственного процесса, с использованием способа ковки в закрытом штампе, в противопоставление способу ударной ковки, при производстве продукта для ГНБ, продукт для ГНБ имеет относительно малый внутренний диаметр в резьбовой области осаживания, чем это было достижимо ранее при использовании процесса ударной ковки.
На фигуре 1 чертежей упрощенно показан гидравлический пресс для ковки в закрытом штампе того типа, который используется для осуществления настоящего изобретения на практике. Иллюстрация, показанная на фигуре 1, предназначена лишь для демонстрации в упрощенном виде основных компонентов, используемых для практического осуществления способа ковки в закрытом штампе. Конструкция и эксплуатация таких прессов описаны, например, в патенте США №4,845,972, выдан Такеучи и др.; в патенте США №5,184,495, выдан Чунну и др.; и в публикации WO 2012/150564 заявки Камагни, в качестве нескольких примеров. Традиционные гидравлические прессы содержат опорную конструкцию, которая задает продольную ось, вдоль которой устанавливается «необработанная труба» или труба, нуждающаяся в осаживании. Такая необработанная труба вставляется в пресс после того, как конец, нуждающийся в осаживании, нагревается за несколько минут с температуры окружающей среды до температуры, например, 1200°С.После того, как ее вставили в пресс, труба блокируется посредством средства запирания, которое удерживает его в заданном положении вдоль продольной оси.
Конец для осаживания закрывается между парой полуштампов, которые образуют полный набор штампов для материала осаживания. В этом отношении, высадка осуществляется посредством действия пуансона, или ригеля, который заходит в трубу по оси на осаживаемом конце. В частности, пуансон имеет первый суженный участок, больший диаметр которого практически равен, или меньше, чем таковой внутренней полости трубы, и второй участок с диаметром, большим, чем внутренний диаметр трубы, и практически эквивалентным наружному диаметру осаженной трубы. Проникновение второго цилиндрического участка в конец вызывает локальную компрессию нагретого металлического материала, который перераспределяется в соответствии с формой штампа. Средство запирания полуштампов позволяет полуштампам сохранять правильное положение во время хода пуансона. Пуансон обычно приводится в действие посредством поршня, который действует на второй стороне пресса, напротив той стороны, куда обрабатываемая труба вставляется и откуда извлекается.
Сама операция осаживания может состоять из одного или нескольких этапов. В случае использования одного этапа, осаживание осуществляется одним штампом и одним ходом пуансона после нагревания. В случае двух этапов, процесс осаживания включает в себя первое осаживание, осуществляемое посредством первого штампа и первого пуансона, и второе осаживание, непосредственно после первого, с осуществлением посредством второго штампа, отличающегося от первого, и второго пуансона, отличающегося от первого. В зависимости от области применения, необработанным трубам может потребоваться третье осаживание на том же конце, то есть будет три этапа, при этом один или несколько этапов обычно выполняются после нагрева конца, который осаживается во второй раз.
В традиционных гидравлических прессах для осаживания, штампы поддерживаются соответствующим средством удерживания, с жестким соединением с опорной конструкцией пресса. Это средство удерживания штампа перемещает полуштампы между закрытым положением, около осаживаемого конца, и открытым положением, в котором полуштампы разделены и поэтому могут охлаждаться и смазываться. В таком открытом положении полуштампов трубу можно помещать в пресс и извлекать из пресса. Почти во всех случаях, полуштампы сохраняют положение практически внутри опорной конструкции пресса также и в открытом их положении.
На Фигуре 1 показан обычный пресс 11 известного типа, для осаживания в два этапа, описанный в публикации WO 2012/150564, упомянутой ранее. Пресс 11 содержит опорную конструкцию, задаваемую парой крестовин 13, 15, с соединением посредством продольных балок 17, параллельно продольной оси 19 пресса. Пресс 11 содержит пару верхних полуштампов 21, каждый поддерживается первыми штангами 23, выполненными с возможностью вращения вокруг той же оси вращения, с соединением в положении над продольной осью 19 пресса, таким образом, чтобы обеспечить перемещение верхних полуштампов 21 между закрытым состоянием и открытым состоянием. Тот же пресс 11 также содержит пару нижних полуштампов 25, поддерживаемых вторыми штангами 27, выполненными с возможностью вращения вокруг оси вращения, с соединением в положении под продольной осью 19 пресса 11 таким образом, чтобы обеспечить перемещение нижних полуштампов 25 между закрытым положением и открытым положением.
Фигуры 1В-1Е иллюстрируют работу компонентов пресса схематичным образом. Фигура 1 В показывает необработанный конец 29 трубы, верхние и нижние полуштампы 21, 25, компоненты поперечины, и ригель или пуансон 35, с использованием для формирования внутреннего диаметра трубы. На фигуре 1С необработанная труба 29 нагревается и входит во взаимодействие с верхними и нижними полуштампами 21, 25. Фигура 1D показывает задействование компонентов 33 поперечины. На фигуре 1Е пуансон 35 используется для формирования внутреннего диаметра трубы 29.
Реально существующая машина, пригодная для осуществления на практике настоящего изобретения, имеется в продаже под названием SMS Meer Hydraulic Upsetter™, от компании SMS Meer Group, 210 West Kensinger Drive, Suite 300, Cranberry Township, PA 16066. Эта машина может быть предоставлена в виде полного комплекта для осаживания, в том числе с блоком нагрева и погрузо-разгрузочным оборудованием. Имея блок нагрева мощностью 800 кВт, машина способна обрабатывать порядка 50 концов в час (предполагается по три операции осаживания на деталь). Машина имеет зажимное устройство для труб с расположением по центру, и переменный ход поршня, оба признака способствуют снижению погрешностей по сравнению с механическим устройством для осаживания. В дополнение, не образуется радиальных заусенцев, поэтому нет необходимости дополнительной шлифовки.
Как показано на фигурах 1А-1Е, при типичной операции ковки в закрытом штампе, необработанные трубы загружаются, например, по правой стороне машины при помощи устройства для загрузки-выгрузки труб, и проходят через, например, три индукционных катушки нагрева. Затем они собираются щипцами и перемещаются к центральной линии машины. Щипцы после этого подают трубу в штампы гидравлического устройства для осаживания. Осуществляется ковка и затем щипцы удаляют трубу из штампов. Если деталь готова, она переносится на конвейер охлаждения. Если необходима дальнейшая ковка, щипцы возвращают трубу в катушки нагрева, тогда как машина переносит дополнительный набор инструментария на эту линию для окончательной ковки. Затем деталь подвергается окончательной ковке и помещается на конвейер.
Фигуры 2А-2D иллюстрируют фактические этапы, задействованные при формировании конца трубы с внутренним и наружным осаживанием, как это описано в ранее упомянутом патенте США №5,184,495. Фигура 2А иллюстрирует первый этап способа, при котором конец трубы 30 осаживается наружу с использованием штампа 32 и ригеля 34. На этом этапе, цилиндрическая секция 36 стенки трубы, примыкающей к концу трубы, увеличивается по толщине, а коническая секция 38 формируется таким образом, чтобы обеспечить переход между цилиндрической секцией 36 увеличенного диаметра и трубой. На втором этапе, показанном на фигуре 2 В, штамп 40 объединяется с ригелем 42 для увеличения толщины цилиндрической секции 36, при этом также увеличивается угол сужения конической секции 38.
После второго этапа, конец трубы снова нагревается до изначальной температуры ковки (примерно 2200°F), после чего он проходит через третий этап процесса. Как это показано на фигуре 2С, штамп 32 (тот же штамп, что и использованный на первом этапе) используется сам по себе на том этапе для прессования внутрь металла, который сместился наружу на этапах 1 и 2. Перед закрыванием штампа, однако, труба перемещается по оси вправо для размещения цилиндрической секции 36 и конической секции 38 в цилиндрической секции штампа. Как результат, цилиндрическая секция 44 имеет внутренний и наружный диаметры, которые меньше такового секции 36, а коническая секция 46 имеет длинную суженную внутреннюю поверхность, простирающуюся между внутренней стенкой цилиндрической секции 44 и не осаженной стенкой трубы.
На последнем и четвертом этапе, как показано на фигуре 2D, ригель 48 комбинируется с штампом 48 четвертого этапа с тем, чтобы укоротить цилиндрическую секцию 44, тем самым формируя цилиндрическую секцию 50, с более толстой стенкой и меньшим внутренним диаметром, и коническую секцию 52 с более длинным внутренним утончением, чем коническая секция 46.
Предшествующее описание относится к секции трубы для нефтепромысловых полей с концами, осаженными внутрь и наружу. Однако, размеры областей осаживания, показанные для трубы для нефтепромысловых полей, не подходят для сферы применения ГНБ. Фигуры 3А-3С показывают результаты, полученные посредством применения способа гидравлической ковки в закрытом штампе для производства бурильной трубы с относительно малым диаметром для ГНБ. Под «относительно малым диаметром» обычно подразумевается внутренний диаметр менее 1 ½ дюйма.
На Фигуре 3А показана необработанная труба перед нагреванием. Фигура 3 В показывает результаты нагревания трубы с последующим помещением ее в первый набор штампов для формирования первого осаживания. Поверхности, сформированные при помощи первого набора штампов, отображены, соответственно, на 54, 56. Поверхность, сформированная первым ригелем, показана на 58. Фигура 3С показывает поверхности 60, 62, соответственно, сформированные вторым набором штампов, что составляет второе осаживание. Внутренняя поверхность, сформированная вторым ригелем, показана на 64.
На фигуре 3С, отношение φΑΒ – это отношение наружного диаметра к внутреннему диаметру в области внутреннего резьбового канала трубы. Необходимо отметить, что обычные механические операции ударной ковки с относительно длинными осаживаниями могут обеспечить приемлемые результаты, когда отношение φΑΒ меньше, чем примерно 3.5, например, 2.4 в одном случае. Способ ковки в закрытом штампе, в соответствии с настоящим изобретением, может обеспечить относительно длинные осаживания, когда отношение φΑΒ больше, чем 2.5, предпочтительно больше, чем 3.0, наиболее предпочтительно порядка приблизительно 3.5, или в некоторых случаях даже еще больше. Под относительно «длинным» осаживанием подразумевается, что длина D на фигуре 3С больше, чем 30% длины Е.
Фигура 4 - это вид в разрезе реальной кованной секции бурильной трубы для ГНБ, сформированной способом в соответствии с настоящим изобретением. Область внутреннего диаметра, на которой впоследствии будет резьба, - это область, отображенная как φΒ на фигуре 4. Примерные размеры даны в таблице 1 ниже:
Параметр Размер
a
b
с
d
e
f
g
h 0.010 дюйм сужения/дюйм
φΑ
φΒ
φΑΒ 3.43
Заметим, что соотношение φΑΒ в примере выше является «порядка» приблизительно 3.5, то есть 3.43. Это и есть то, что заявитель подразумевает под описанием «порядка 3.5». В любом случае, отношение, полученное при помощи способа, в соответствии с настоящим изобретением, будет больше, чем такое отношение в соответствии с предшествующим уровнем техники, как это приведено ранее, порядка 2.4. Понятно, что этот пример лишь иллюстрирует принципы способа, при помощи которого настоящее изобретение используется в отношении конкретного куска бурильной трубы для ГНБ. Конкретные размеры, однако, могут отличаться, в зависимости от конкретного куска изготавливаемой трубы для ГНБ.
Изобретение обеспечивает несколько преимуществ. Способ ковки в закрытом штампе, в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает усовершенствованный способ формирования бурильной трубы для ГНБ, особенно такой трубы, которая имеет относительно малые внутренние диаметры. Внутренние диаметры менее, чем ¾ дюйма, достижимы без брака и без повреждения производственного оборудования. Автоматизированное производство может обеспечить порядка 50 концов в час (предполагается 3 операции осаживания на часть). Машина для ковки в закрытом штампе имеет зажимное устройство для труб с расположением по центру, и переменный ход поршня, оба признака способствуют снижению погрешностей по сравнению с механическим устройством для осаживания. В дополнение, не образуется радиальных заусенцев, поэтому нет необходимости в дополнительной шлифовке. Процесс, в соответствии с настоящим изобретением, позволяет производить более толстое осаживание, при этом отношение наружного диаметра к внутреннему диаметру может быть порядка 3.5 или даже более. Формирование меньших диаметров в осаживаниях позволяет производителю бурильных труб для ГНБ нарезать все типы необходимых соединений, в том числе соединения, которые недостижимы посредством традиционных механических операций ударной ковки.
При том, что изобретение показано только в одной из своих форм, это не является ограничением, и предполагает различные изменения и модификации в пределах объема изобретения.

Claims (13)

1. Способ формирования секции бурильной трубы горизонтального направленного бурения, имеющей концы, осаженные внутрь и наружу, и по меньшей мере один резьбовой внутренний канал заданной длины, включающий этапы, на которых нагревают по меньшей мере один конец секции необработанной трубы до заданной температуры ковки и формируют его осаживанием за счет использования гидравлического давления от гидравлического ковочного пресса с получением осаженного конца с внутренним и наружным диаметрами осаживания, при этом участок осаженного конца трубы с внутренним диаметром осаживания предназначен для формирования внутреннего резьбового канала, а отношение наружного диаметра осаживания к внутреннему диаметру осаживания на участке внутреннего резьбового канала превышает 3,0.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отношение наружного диаметра осаживания к внутреннему диаметру осаживания превышает 3,5.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осаженный конец трубы имеет первый участок с внутренним диаметром постоянного значения, предназначенный для формирования внутреннего резьбового канала, второй участок с увеличивающимся внутренним диаметром и участок наружного осаживания, при этом длина первого участка больше чем 30% длины участка наружного осаживания.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что первый внутренний диаметр осаживания не превышает 1,25 дюйма.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что первый внутренний диаметр осаживания составляет 0,875 дюйма.
6. Способ формирования секции бурильной трубы горизонтального направленного бурения, имеющей концы, осаженные внутрь и наружу, включающий этапы, на которых нагревают по меньшей мере один конец необработанной трубы до заданной температуры ковки, осуществляют осаживание и прессование указанного конца трубы с формированием участка наружного осаживания с наружным сужением, выполняют прессование участка наружного осаживания в штампе внутреннего осаживания с обеспечением смещения наружного сужения и формированием участка внутреннего осаживания с внутренним сужением, выполняют прессование участка внутреннего осаживания в штампе внутреннего осаживания для получения готовой части, при этом прессование осуществляют с использованием гидравлического ковочного пресса с формированием конца трубы с наружным и внутренним диаметрами осаживания, причем участок осаженного конца трубы с внутренним диаметром осаживания предназначен для формирования внутреннего резьбового канала, а отношение наружного диаметра осаживания к внутреннему диаметру осаживания на участке внутреннего резьбового канала составляет не менее 3,5.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что осаженный конец трубы имеет первый участок с внутренним диаметром постоянного значения, предназначенный для формирования внутреннего резьбового канала, второй участок с увеличивающимся внутренним диаметром и участок наружного осаживания, при этом длина первого участка больше чем 30% длины участка наружного осаживания.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что первый внутренний диаметр осаживания не превышает 1,25 дюйма.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что первый внутренний диаметр осаживания составляет 0,875 дюйма.
10. Способ формирования секции бурильной трубы горизонтального направленного бурения, имеющей центральную ось, постоянные наружный и внутренний диаметры трубы по длине центральной оси и концы, осаженные внутрь и наружу, при этом один конец выполнен с наружной резьбой и наружным уступом, а другой конец имеет внутреннюю резьбу, выполненную с возможностью сопряжения с наружной резьбой конца секции бурильной трубы, и упорный бурт, выполненный с возможностью сопряжения с наружным уступом конца секции бурильной трубы, включающий этапы, на которых осуществляют нагрев одного конца необработанной трубы до заданной температуры ковки с последующим приложением гидравлического давления от гидравлического ковочного пресса с формированием осаженного конца трубы, имеющего наружный и внутренний диаметры осаживания, при этом участок осаженного конца трубы с внутренним диаметром осаживания предназначен для формирования внутреннего резьбового канала, а отношение наружного диаметра осаживания к внутреннему диаметру осаживания на участке внутреннего резьбового канала составляет не менее 3,5.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что осаженный конец трубы имеет первый участок с внутренним диаметром постоянного значения, предназначенный для формирования внутреннего резьбового канала, второй участок с увеличивающимся внутренним диаметром и участок наружного осаживания, при этом длина первого участка больше чем 30% длины участка наружного осаживания.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что первый внутренний диаметр осаживания не превышает 1,25 дюйма.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что первый внутренний диаметр осаживания составляет 0,875 дюйма.
RU2016116571A 2013-10-09 2014-09-30 Способ ковки с осаживанием бурильных труб RU2669961C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361888631P 2013-10-09 2013-10-09
US61/888,631 2013-10-09
PCT/US2014/058267 WO2015053984A1 (en) 2013-10-09 2014-09-30 Process for uset forging of drill pipe
US14/501,178 US9561537B2 (en) 2013-10-09 2014-09-30 Process for upset forging of drill pipe and articles produced thereby
US14/501,178 2014-09-30

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016116571A RU2016116571A (ru) 2017-11-15
RU2016116571A3 RU2016116571A3 (ru) 2018-04-27
RU2669961C2 true RU2669961C2 (ru) 2018-10-17

Family

ID=52775850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016116571A RU2669961C2 (ru) 2013-10-09 2014-09-30 Способ ковки с осаживанием бурильных труб

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9561537B2 (ru)
EP (2) EP3524369A1 (ru)
JP (1) JP6496310B2 (ru)
KR (1) KR20160067989A (ru)
AU (1) AU2014332325B2 (ru)
CA (1) CA2926937C (ru)
MX (1) MX368696B (ru)
NZ (1) NZ718890A (ru)
RU (1) RU2669961C2 (ru)
WO (1) WO2015053984A1 (ru)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20110740A1 (it) * 2011-05-03 2012-11-04 Danieli Off Mecc Pressa per la ricalcatura di una estremita' di un tubo in materiale metallico
DE102014102452A1 (de) * 2014-02-25 2015-08-27 Vallourec Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung von warmgewalzten, nahtlosen Rohren aus umwandlungsfähigem Stahl, insbesondere für Rohrleitungen für Tiefwasseranwendungen und entsprechende Rohre
DE102014016522A1 (de) * 2014-03-31 2015-10-15 Sms Meer Gmbh Stauchpresse und Verfahren zum Stauchpressen eines Endes sich längserstreckender Werkstücke
JP6521914B2 (ja) * 2016-07-26 2019-05-29 トヨタ自動車株式会社 製造方法、スタビライザの製造方法およびスタビライザ製造用金型
CN106270331B (zh) * 2016-08-31 2018-07-10 宝鸡石油机械有限责任公司 一种石油钻采用锁舌体的自由锻造方法
DE102016124995B4 (de) * 2016-12-20 2021-07-29 Benteler Steel/Tube Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Rohrkomponente für einen Gasgenerator und Gasgenerator-Rohrkomponente
CN109877266A (zh) * 2019-04-10 2019-06-14 中铁宝桥集团有限公司 一种非对称断面钢轨镦粗装置
CN110125300B (zh) * 2019-04-28 2020-12-22 上海尊马汽车管件股份有限公司 汽油发动机用进油管一次墩筋、扩口成型模具
RU198409U1 (ru) * 2020-01-28 2020-07-06 Александр Васильевич Капустин Установка для высадки концов металлических труб
US11285524B2 (en) * 2020-06-17 2022-03-29 National Oilwell Varco, L.P. Wear resistant tubular members and systems and methods for producing the same
US20220389772A1 (en) * 2021-05-26 2022-12-08 Rusty Allen Miller Flexible connector for joining a coiled tubing and a bottom hole assembly
CN113510212B (zh) * 2021-07-06 2023-06-27 山东威玛装备科技股份有限公司 一种钛合金钻杆管体管端镦粗工艺
CN113333656A (zh) * 2021-07-06 2021-09-03 山东威玛装备科技股份有限公司 一种钻杆管体管端加热镦粗连续作业设备
CN113510211B (zh) * 2021-07-06 2023-06-27 山东威玛装备科技股份有限公司 一种钻杆管体管端加热镦粗连续作业工艺
CN113732727A (zh) * 2021-09-13 2021-12-03 江苏双马钻探工具有限公司 钻杆加厚自动化生产线
CN114310156B (zh) * 2021-11-18 2023-07-18 上海海隆石油管材研究所 一种钛合金钻杆接头模锻制备方法
CN114833286B (zh) * 2022-04-27 2024-04-30 太原理工大学 一种薄壁管端法兰扩口-镦粗复合成形装置及方法
US12115459B1 (en) 2023-06-05 2024-10-15 Kasra Karimi Math solving board game apparatus, system, method and/or computer program product

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4192167A (en) * 1978-03-23 1980-03-11 Laeis-Werke Aktiengesellschaft Process and apparatus for upsetting pipe ends
US4487357A (en) * 1982-05-24 1984-12-11 Simon Joseph A Method for forming well drill tubing
RU2375142C2 (ru) * 2007-11-14 2009-12-10 Владимир Алексеевич Головченко Способ изготовления буровых штанг для бурильных машин ударно-вращательного действия
RU2474485C2 (ru) * 2011-03-30 2013-02-10 Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") Способ комбинированной высадки концов труб

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4213322A (en) * 1978-10-16 1980-07-22 Youngstown Sheet And Tube Company Method and apparatus for upsetting pipe
JPS561241A (en) * 1979-06-15 1981-01-08 Daido Steel Co Ltd Production of screw-connected pipe
JPS63149038A (ja) * 1986-12-15 1988-06-21 Nippon Steel Corp 外アツプセツト・プレスによる鋼管端部の加工方法
US5826921A (en) * 1991-11-25 1998-10-27 Woolley; Brown J. Threaded pipe joint
US5184495A (en) * 1991-12-03 1993-02-09 Prideco, Inc. Method of internally and externally upsetting the end of a metal tube
US5713423A (en) * 1992-07-24 1998-02-03 The Charles Machine Works, Inc. Drill pipe
US5361846A (en) * 1993-11-19 1994-11-08 Grant Tfw, Inc. Apparatus and method for enhancing fatigue properties of subterranean well drill pipe immediate the area of securement to a tool joint
US5517843A (en) * 1994-03-16 1996-05-21 Shaw Industries, Ltd. Method for making upset ends on metal pipe and resulting product
US6808210B1 (en) 1997-09-03 2004-10-26 The Charles Machine Works, Inc. Drill pipe with upset ends having constant wall thickness and method for making same
US6244631B1 (en) * 1999-03-02 2001-06-12 Michael Payne High efficiency drill pipe
US7125053B2 (en) 2002-06-10 2006-10-24 Weatherford/ Lamb, Inc. Pre-expanded connector for expandable downhole tubulars
CN100372627C (zh) * 2005-06-30 2008-03-05 宝山钢铁股份有限公司 一种钻杆管端内外加厚的制造方法
CN100506423C (zh) * 2006-06-30 2009-07-01 宝山钢铁股份有限公司 一种超长加厚端钻杆的制造方法
ITMI20110740A1 (it) 2011-05-03 2012-11-04 Danieli Off Mecc Pressa per la ricalcatura di una estremita' di un tubo in materiale metallico
FR2981394B1 (fr) * 2011-10-14 2013-11-01 Vam Drilling France Composant tubulaire de garniture de forage muni d'une gaine de transmission fixee par filetages et procede de montage d'un tel composant

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4192167A (en) * 1978-03-23 1980-03-11 Laeis-Werke Aktiengesellschaft Process and apparatus for upsetting pipe ends
US4487357A (en) * 1982-05-24 1984-12-11 Simon Joseph A Method for forming well drill tubing
RU2375142C2 (ru) * 2007-11-14 2009-12-10 Владимир Алексеевич Головченко Способ изготовления буровых штанг для бурильных машин ударно-вращательного действия
RU2474485C2 (ru) * 2011-03-30 2013-02-10 Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") Способ комбинированной высадки концов труб

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015053984A8 (en) 2016-05-26
EP3055086A1 (en) 2016-08-17
EP3055086A4 (en) 2017-06-21
WO2015053984A1 (en) 2015-04-16
JP6496310B2 (ja) 2019-04-03
EP3524369A1 (en) 2019-08-14
CA2926937A1 (en) 2015-04-16
CA2926937C (en) 2020-04-21
MX2016004555A (es) 2016-07-22
US9561537B2 (en) 2017-02-07
US20150096346A1 (en) 2015-04-09
RU2016116571A (ru) 2017-11-15
NZ718890A (en) 2020-05-29
AU2014332325B2 (en) 2017-06-08
RU2016116571A3 (ru) 2018-04-27
JP2016540642A (ja) 2016-12-28
MX368696B (es) 2019-10-11
KR20160067989A (ko) 2016-06-14
AU2014332325A1 (en) 2016-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2669961C2 (ru) Способ ковки с осаживанием бурильных труб
RU2655511C2 (ru) Способ и устройство для формовки стальной трубы посредством трехточечной прессовой гибки
US20180297108A1 (en) Method and Device for Producing a Ring-Shaped Formed Part
US20120131981A1 (en) Cold Forged Stub End
US20090071219A1 (en) Apparatus and method for forging premium coupling blanks
RU2414983C2 (ru) Способ высадки концов насосно-компрессорных труб
JP5198366B2 (ja) ネジ付き配管用鋼管の製造方法
EP3000541B1 (en) Method for producing steel pipe
RU2354488C2 (ru) Способ изготовления нарезного ствола
JP5982979B2 (ja) 金属管の拡管装置及び拡管方法
US9586248B1 (en) System for forming a T-shaped tubular fitting
RU2352430C2 (ru) Способ изготовления пустотелых изделий
KR20140141282A (ko) 대형 파이프 이음용 대형 플랜지의 제조방법
US20180320455A1 (en) Wellsite casing with integrated coupling and method of making same
RU2545980C1 (ru) Способ изготовления крутоизогнутого угольника
RU2198052C2 (ru) Способ получения труб с профилированными внешними законцовками
RU2323059C1 (ru) Способ формирования внутренней резьбы на концевом участке трубной заготовки
RU2417852C2 (ru) Устройство для гидроштамповки тройников
RU2648916C1 (ru) Способ и штамп для изготовления крупногабаритных пробок шаровых кранов
RU2401174C2 (ru) Способ получения теплообменных труб с профилированными законцовками
US20140144020A1 (en) Device and method for expanding tubes
CN117157158A (zh) 用于连续地制造至少部分空心地构成的具有变化的内径和/或外径的轴的设备和方法
EP4410445A1 (de) Verfahren und formvorrichtung zum aufweiten eines rohrs
JP2016000417A (ja) 成形品の製造方法
PL238381B1 (pl) Sposób wywijania obrzeży otworów grubych blach spawanych

Legal Events

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

Effective date: 20201001