RU2740193C1 - Process line for recovery of drill pipe - Google Patents
Process line for recovery of drill pipe Download PDFInfo
- Publication number
- RU2740193C1 RU2740193C1 RU2020111234A RU2020111234A RU2740193C1 RU 2740193 C1 RU2740193 C1 RU 2740193C1 RU 2020111234 A RU2020111234 A RU 2020111234A RU 2020111234 A RU2020111234 A RU 2020111234A RU 2740193 C1 RU2740193 C1 RU 2740193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- equipment
- thread
- drill pipe
- surfacing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 41
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 30
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 36
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims abstract description 30
- 239000012224 working solution Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000007514 turning Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 21
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 21
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 9
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 8
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 33
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 23
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 7
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 238000009419 refurbishment Methods 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 206010010904 Convulsion Diseases 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000009683 ultrasonic thickness measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
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)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, к технологическому оборудованию для восстановления изношенных бурильных труб, в частности, к оборудованию, объединенному в единую технологическую линию, для осуществления ремонта резьбовых участков бурильной трубы. Может быть применимо для восстановления цельных бурильных труб, содержащих муфтовые и ниппельные концы выполненные за одно целое с телом трубы, или содержащих приваренные к трубам муфтовые и ниппельные концы. Может быть применимо как в условиях стационарного ремонтного цеха, так и с возможностью организации ремонтного цеха в полевых условиях.The invention relates to the oil industry, to technological equipment for the restoration of worn-out drill pipes, in particular, to the equipment combined into a single technological line for repairing the threaded sections of the drill pipe. It can be used for the restoration of one-piece drill pipes containing box and nipple ends made in one piece with the pipe body, or containing box and nipple ends welded to the pipes. It can be applied both in a stationary repair shop and with the possibility of organizing a repair shop in the field.
Известен способ восстановления бурильной трубы по патенту на изобретение RU№2308364, В23Р 6/00, 2007. Способ включает автоматическую электродуговую наплавку под флюсом наплавляемого валика на поверхности изношенной части трубы. Перед наплавкой смещают электроды в горизонтальной плоскости симметрии против направления вращения трубы с линейным отклонением от «зенита» на 20-30 мм и угловым отклонением от «зенита» на 18-26°. Наплавку осуществляют на прямой полярности с подключением «минуса» на электроды и «плюса» на трубу. Все электроды для наплавки ниппельной части трубы запитывают от одного источника электрического тока, все электроды для наплавки муфтовой части трубы запитывают от второго источника электрического тока. По всей ширине наплавляемого валика в зоне влияния всех электродов формируют общую ванну жидкого металла. Наплавляемый валик формируют при перемещении электродов в прямом и обратном направлении вдоль оси вращающейся трубы. Перемещение электродов совмещают с подачей флюса. Недостатком данного способа является наличие громоздкой оснастки для размещения большого количества электродов, неравномерный и быстрый расход самих электродов и, как следствие, частые переналадки и подналадки установки. Наличие узкоспециализированной дополнительной оснастки для подачи и удержания флюса в зоне наплавки, наличие специального набора резьбовых колец, удерживающих флюс от просыпания с оголовка так же усложняет и увеличивает комплекс необходимого оборудования, повышает трудоемкость его использования. Велика вероятность прихвата колец к оголовкам трубы расплавленным металлом при наплавке или из-за термической деформации резьбы во время процесса наплавки. Также к недостаткам существующих устройств можно отнести отсутствие возможности наплавки износостойких поясков типа «Hardbanding» на замки бурильных труб.A known method for restoring a drill pipe according to patent for invention RU # 2308364,
Известно устройство для восстановления бурильной трубы по патенту на изобретение RU№2308365, В23Р 6/00, 2007. Устройство включает узлы хранения, подачи и перегрузки труб. Наплавочная головка выполнена с возможностью линейного и углового отклонения от «зенита». Опоры трубы выполнены токоподводящими с подключением «плюса» на трубу. «Минус» от источника электрического тока соединен с электродами. Группы электродов для наплавки ниппельной и муфтовой частей трубы запитаны от разных источников электрического тока. Электроды установлены в сварочной головке в ряд параллельно оси трубы с возможностью изменения расстояния между ними. Узел продольного перемещения электродов выполнен с возможностью одновременной подачи флюса в зону наплавки. Устройство снабжено узлом подачи воздуха внутрь трубы, охлаждающими кольцами торцов трубы и приспособлениями для термостатирования мест наплавки. Недостатком является сложность и длительность процесса последовательной наплавки на оба конца трубы, длительность процесса обработки труб на прямой полярности. Прямую полярность применяют при обработке заготовок с толстыми стенками и/или когда необходим хороший прогрев свариваемых деталей. A device for restoring a drill pipe is known according to the patent for invention RU # 2308365, В23Р 6/00, 2007. The device includes nodes for storing, feeding and reloading pipes. The surfacing head is made with the possibility of linear and angular deviation from the "zenith". The pipe supports are made current-carrying with a "plus" connection to the pipe. "Minus" from the electric current source is connected to the electrodes. Groups of electrodes for surfacing the nipple and socket parts of the pipe are powered from different sources of electric current. The electrodes are installed in the welding head in a row parallel to the pipe axis with the possibility of changing the distance between them. The unit for longitudinal movement of the electrodes is made with the possibility of simultaneous supply of flux to the surfacing zone. The device is equipped with a unit for supplying air to the inside of the pipe, cooling rings of the ends of the pipe, and devices for thermostating the welding points. The disadvantage is the complexity and duration of the process of sequential surfacing on both ends of the pipe, the duration of the process of processing pipes on straight polarity. Straight polarity is used when machining workpieces with thick walls and / or when good heating of the parts to be welded is required.
Известен способ ремонта нефтяной бурильной трубы по патенту на изобретение CN№103231200, В23Р 6/00, 2013. Способ включает определение начальной точки для нанесения резьбы на поверхность бурильной трубы, выполнение автоматического восстановления посредством программы обработки трубы, контроль участков восстановления и дальнейшее восстановление резьбы. В частности, способ включает следующие этапы: установку участка бурильной трубы, подлежащего ремонту, на станке с ЧПУ, использование устройства поиска начала резьбы, программирование станка на обработку с учетом автоматически вычисленного начала резьбы, установку параметров резьбы в соответствии с фактической величиной повреждения бурильной трубы, нарезание резьбы. Недостатком является сложность установки изделия на токарный станок таким образом, чтобы резьбонарезающий инструмент своей рабочей вершиной попал во впадину резьбы изделия, сложность и длительность процесса восстановления резьбы на концы трубы.There is a known method of repairing an oil drill pipe according to the patent for invention CN No. 103231200, В23Р 6/00, 2013. The method includes determining the starting point for threading on the surface of the drill pipe, performing automatic restoration by means of a pipe processing program, monitoring restoration sections and further thread restoration. In particular, the method includes the following steps: setting the section of the drill pipe to be repaired on a CNC machine, using a thread start finder, programming the machine for processing taking into account the automatically calculated start of the thread, setting thread parameters in accordance with the actual amount of damage to the drill pipe, threading. The disadvantage is the complexity of installing the product on a lathe in such a way that the threading tool with its working tip falls into the thread cavity of the product, the complexity and duration of the process of restoring the thread to the ends of the pipe.
Известно устройство для упрочнения наружной резьбовой поверхности обкаткой по патенту на полезную модель RU№140339, В24В 39/00, 2014. Устройство содержит каретку с державкой деформирующего инструмента и гидроцилиндром радиального прижатия деформирующего инструмента к обрабатываемой поверхности. Каретка установлена с возможностью продольного перемещения относительно обрабатываемой поверхности. Устройство снабжено узлом центрирования обрабатываемой детали, выполненным в виде корпуса с прижимными роликами, установленного на каретке. Гидроцилиндр установлен на каретке с возможностью радиального перемещения относительно обрабатываемой поверхности, а корпус узла центрирования жестко соединен с гидроцилиндром. Недостатком является сложность устройства и невысокая технологичность процесса, связанные с наличием узла центрирования. Наличие корпуса узла центрирования резко ограничивает номенклатуру диаметров резьб, для которых необходимо выполнить упрочнение. Установка имеет деформирующий ролик и пару центрирующих роликов, которые также участвуют в процессе обкатки, т.е., установка оснащена тремя рабочими роликами, что снижает ее эффективность, повышает расход роликов и сложность процесса обработки.Known device for hardening the outer threaded surface by rolling according to the utility model patent RU No. 140339,
Известно устройство для горячего фосфатирования поверхности резьбы нефтяной трубы по патенту на полезную модель CN№202246866, С23С 22/07, 2012. Устройство содержит фосфатирующий бассейн в виде подкатного шкафа, в который помещают обрабатываемый конец трубы, в который вставлена внутренняя заглушка. Фосфатирующий бассейн соединен с пятью трубными участками. Датчики, нагреватели, мешалки, электромагнитные клапаны и насосы в пяти трубных участках соответственно соединены с программируемым логическим контроллером. Недостатком является сложность конструкции устройства, длительность процесса фосфатирования, связанная с необходимостью поочередного обрабатывания концов трубы и со сложностью установки и герметизации заглушки конца трубы, полностью помещенного в фосфатирующий бассейн.A device for hot phosphating of the surface of the thread of an oil pipe is known according to the utility model patent CN No. 202246866,
Известен способ восстановительного ремонта и подготовки к эксплуатации нарезных нефтегазопромысловых труб и передвижной комплекс для его осуществления по патенту ЕА№000285, В23Р 6/00, 1999. Передвижной комплекс содержит оборудование, установленное по ходу технологического процесса и связанное между собой механизмами для перемещения труб. Комплекс содержит стенд с устройством для проверки кривизны труб, блок для очистки труб, аппарат для диагностики корпуса труб, средства контроля качества резьбовых элементов, оборудование для ремонта резьбовых элементов с использованием операций механической обработки, устройство для гидравлических испытаний, устройство для нанесения антизадирного покрытия на трубные резьбовые элементы, устройство для очистки внутренних поверхностей труб, устройство для нанесение антикоррозионного покрытия на внутренние поверхности труб, установку окончательной маркировки на трубы и сортировочный стеллаж. Комплекс дополнительно снабжен маркирующим устройством, установками для ультразвукового восстановления трубных резьбовых элементов и устройством неразрушающего контроля тела трубы методом акустической эмиссии. Недостатком является высокая длительность технологического процесса, связанная с длительностью проведения каждой операции, высокая трудоемкость восстановительного ремонта из-за невозможности обработки одновременно обоих резьбовых концов трубы.There is a known method of refurbishment and preparation for operation of threaded oil and gas production pipes and a mobile complex for its implementation according to patent EA No. 000285,
Известен способ подготовки к эксплуатации нарезных нефтегазопромысловых труб и комплекс для его осуществления по патенту RU№2312201, В23Р 6/00, 2007. Комплекс содержит оборудование, установленное по ходу единого технологического процесса с потоком одинаково ориентированных муфтой труб. Оборудование смонтировано в функциональных модульных блоках и связано между собой компьютерной сетью АСУ и транспортными механизмами. Комплекс включает входной раскаточный стеллаж с устройством контроля кривизны трубы, установку очистки трубы от асфальтосмолопарафиновых загрязнений, в том числе оборудование для внутренней и внешней очистки трубы и муфты, установку диагностики и неразрушающего контроля тела трубы, устройство входного контроля, устройство дополнительной технологической маркировки труб, оборудование для ремонта резьбовых элементов путем механической обработки, в том числе муфтонавёрточный станок, оборудование для ультразвуковой обработки резьбовых элементов нефтепромысловых труб и муфт, установку гидроиспытаний труб, установку акусто-эмиссионного контроля в ходе гидроиспытаний, установку сушки труб, оборудование для нанесения антизадирного покрытия на резьбу, установку нанесения антикоррозионного покрытия на внутреннюю поверхность труб, установку окончательной маркировки, сортировочный стеллаж и устройство ввода информации о маркированных трубах в базу данных АСУ. Недостатком является сложность и длительность технологического процесса, обусловленные определенной последовательностью операций и невозможностью совмещения операций по восстановлению ниппеля и муфты нефтегазопромысловой трубы.There is a known method of preparation for operation of threaded oil and gas field pipes and a complex for its implementation according to patent RU No. 2312201,
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение производительности восстановительного ремонта бурильной трубы.The technical objective of the claimed invention is to increase the productivity of the remediation repair of the drill pipe.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение технологичности процесса восстановительного ремонта бурильной трубы за счет повышения универсальности оборудования, снижения количества применяемой оснастки, снижения времени и трудоемкости проведения операций. The technical result of the claimed invention is to improve the manufacturability of the process of reconditioning the drill pipe by increasing the versatility of the equipment, reducing the amount of equipment used, reducing the time and labor intensity of operations.
Технический результат достигается за счет того, что в технологической линии для восстановления бурильной трубы, содержащей комплекс оборудования для восстановительной и упрочняющей наплавки замков и других участков тела бурильной трубы, включающий токоподводящие вращающиеся опоры для установки бурильной трубы, газовую магистраль для соединения источника газа со сварочным аппаратом, направляющий аппарат, вращатель, содержащей комплекс оборудования для токарной обработки, содержащей комплекс оборудования для пластического и термического упрочнения резьбовых поверхностей, включающий установку упрочнения резьбы и стапель с подъемным устройством, содержащей комплекс оборудования для нанесения покрытия на поверхность резьбы бурильной трубы, согласно изобретению, комплекс оборудования для восстановительной наплавки замков бурильной трубы содержит два сварочных аппарата, две подвижные каретки для установки сопел сварочных аппаратов, приспособление для колебательного движения сопла, каждый сварочный аппарат оснащен собственным источником тока, электрод, установленный в сопле, является анодом, подвижные каретки связаны с контроллером вращателя, оснащенного программным обеспечением для синхронизации скорости движения подвижных кареток с вращателем, вращатель снабжен патроном с установленными на нем сменными зажимами, внешняя поверхность зажимов образует конус, на внешней поверхности зажимов выполнена резьба, комплекс оборудования для токарной обработки включает единый накопитель труб с подьемно-транспортным устройством, подьемный люнет и два трубонарезных станка, установка упрочнения резьбы снабжена оптическим датчиком для определения наличия резьбы, упрочняющий накатной ролик является сменным, форма контактной поверхности упрочняющего накатного ролика соответствует профилю упрочняемой резьбы, прижимной ролик и ролики ведущих валов расположены в месте контакта с не резьбовыми участками бурильной трубы, комплекс оборудования для нанесения покрытия на поверхность бурильной трубы содержит емкость для рабочего раствора с нагревательными элементами и пультом управления, ложемент с податчиком, два подкатных шкафа душевания, систему подачи рабочего раствора в подкатные шкафы, подкатной шкаф душевания для нанесения покрытия на муфтовый конец трубы снабжен трубкой подачи рабочего раствора с форсункой, ось которой расположена вдоль оси шкафа душевания, подкатной шкаф душевания для нанесения покрытия на ниппельный конец трубы имеет круговое расположение трубок подачи рабочего раствора, на которых установлены форсунки, направленные к центральной продольной оси шкафаThe technical result is achieved due to the fact that in the technological line for the restoration of the drill pipe, containing a set of equipment for the restoration and hardening surfacing of tool joints and other sections of the drill pipe body, including current-supplying rotating supports for installing the drill pipe, a gas pipeline for connecting a gas source with a welding machine , a guide vane, a rotator containing a set of equipment for turning, containing a set of equipment for plastic and thermal hardening of threaded surfaces, including a thread hardening unit and a slipway with a lifting device containing a set of equipment for coating the thread surface of a drill pipe, according to the invention, a set equipment for reconstructive surfacing of drill pipe joints contains two welding machines, two movable carriages for installing welding machine nozzles, a device for oscillatory motion of the nozzle, each weld The device is equipped with its own current source, the electrode installed in the nozzle is the anode, the movable carriages are connected to the controller of the rotator equipped with software for synchronizing the speed of movement of the movable carriages with the rotator, the rotator is equipped with a cartridge with replaceable clamps installed on it, the outer surface of the clamps forms a cone , a thread is made on the outer surface of the clamps, the complex of equipment for turning includes a single pipe storage with a lifting and transport device, a lifting steady and two pipe-cutting machines, a thread hardening unit is equipped with an optical sensor to determine the presence of a thread, the hardening roller is replaceable, the shape of the contact surface hardening knurling roller matches the profile of the hardened thread, the pressure roller and rollers of the drive shafts are located at the point of contact with the non-threaded sections of the drill pipe, a set of equipment for coating the surface of the drill pipe It contains a container for a working solution with heating elements and a control panel, a cradle with a feeder, two roll-off shower cabinets, a system for supplying the working solution to roll-up cabinets, a roll-off shower cabinet for coating the coupling end of the pipe is equipped with a tube for supplying the working solution with a nozzle, the axis of which is located along the axis of the shower cabinet, the sliding shower cabinet for coating the nipple end of the pipe has a circular arrangement of the working solution supply pipes, on which nozzles are installed directed towards the central longitudinal axis of the cabinet
Технический результат обеспечивается тем, что комплекс оборудования для восстановительной наплавки замков бурильной трубы содержит два сварочных аппарата. Сопла сварочных аппаратов закреплены на двух подвижных каретках. То есть одна наплавочная линия имеет один вращатель, две подвижные каретки и два отдельных сварочных аппарата. Это позволяет производить одновременно наплавку обоих концов трубы, как муфтового, так и ниппельного. При этом связь подвижных кареток с контроллером вращателя со специально установленным программным обеспечением позволяет задавать на пульте управления скорость движения каретки вдоль оси трубы и синхронизировать ее со скоростью вращения трубы таким образом, чтобы «нитки» спирали наплавленного слоя перекрывали друг друга, не было зазоров между «нитками» и непроваров. Это исключает дополнительные операции по устранению непроваров. Использование в составе комплекса приспособления для колебательного движения сопла позволяет выполнять наплавку износостойких поясков типа «Hardbanding» на замки бурильных труб без применения дополнительного оборудования. Оснащение каждого сварочного аппарата собственным источником тока повышает технологичность процесса наплавки. Повышение удобства работы обеспечивается при необходимости, наплавки одного соединения, например, только на ниппельном или муфтовом конце, при необходимости более раннего отключения одного аппарата, чем другой, например, при разной длине наплавляемых поверхностей и т.п. Также это способствует выравниванию плавления проволоки. Электрод, установленный в сопле, является анодом, т.е., при процессе наплавки применяется обратная полярность, что ускоряет процесс наплавки и не приводит к перегреву зоны наплавки. Это объясняется тем, что применение прямой полярности приводит к большему выделению тепла в зоне сварки, чем при работе на обратной полярности, и, как следствие, приводит перегреву заготовки, что чревато искажениями ее геометрических характеристик. В основном прямую полярность применяют при обработке заготовок с толстыми стенками и/или когда необходим хороший прогрев свариваемых деталей. Вращатель снабжен патроном с установленными на нем сменными зажимами, внешняя поверхность зажимов образует конус, на внешней поверхности зажимов выполнена резьба. Такая конструкция позволяет использовать один набор зажимов на все типоразмеры трубы и использовать второй комплект зажимов для левой резьбы, позволяет значительно снизить время установки трубы на оборудовании по сравнению с традиционными линиями наплавки. Обычно в муфту ввинчивают небольшой цилиндр-переходник с ниппельной резьбой, за гладкий противоположный конец которого хватаются зажимами захвата, либо на ниппельный конец навинчивают кольцо и на кольцо устанавливают захват. При такой организации необходимо иметь большое количество цилиндров-переходников или колец – на каждый типоразмер резьбы свой переходник. Эта номенклатура удваивается при наличии труб с левой резьбой. Причем вращение трубы возможно только в одну сторону – в сторону затяжки переходника, иначе переходник свинтится с трубы и труба выпадет. Также недостатком такой организации являются возможные прихваты переходников из-за термической деформации муфты трубы, т.к., при наплавке из-за нагрева муфта расширяется, переходник под влиянием вращателя ввинчивается в трубу глубже. После окончания процесса муфта остывает и сжимает переходник, что значительно затрудняет его извлечение. Соответственно, при такой организации необходимо значительно больше времени, необходимого на установку/снятие переходников по сравнению с заявляемым техническим решением. Таким образом, предложенный комплекс оборудования для восстановительной наплавки замков бурильной трубы позволяет упростить вспомогательные операции, сократить количество применяемых технологических приспособлений и сократить время технологического процесса наплавки.The technical result is provided by the fact that the set of equipment for reconstructive surfacing of the tool pipe joints contains two welding machines. Welding nozzles are fixed on two movable carriages. That is, one welding line has one rotator, two movable carriages and two separate welding machines. This allows for simultaneous surfacing of both ends of the pipe, both coupling and nipple. At the same time, the connection of the movable carriages with the rotator controller with specially installed software allows you to set the speed of the carriage along the pipe axis on the control panel and synchronize it with the pipe rotation speed so that the "threads" of the spiral of the deposited layer overlap each other, there are no gaps between " threads "and lack of penetration. This excludes additional operations to eliminate lack of fusion. The use of a device for the oscillatory movement of the nozzle as part of the complex allows surfacing of wear-resistant bands of the "Hardbanding" type on the tool joints without the use of additional equipment. Equipping each welding machine with its own power source increases the manufacturability of the surfacing process. An increase in the convenience of work is provided, if necessary, surfacing of one joint, for example, only at the nipple or box end, if it is necessary to turn off one device earlier than another, for example, with different lengths of the surfaces to be welded, etc. It also helps to even out the melting of the wire. The electrode installed in the nozzle is an anode, i.e., during the surfacing process, reverse polarity is applied, which speeds up the surfacing process and does not lead to overheating of the surfacing zone. This is due to the fact that the use of direct polarity leads to a greater release of heat in the welding zone than when working with reverse polarity, and, as a consequence, leads to overheating of the workpiece, which is fraught with distortions of its geometric characteristics. Generally, straight polarity is used when machining workpieces with thick walls and / or when good heating of the parts to be welded is required. The rotator is equipped with a cartridge with replaceable clamps installed on it, the outer surface of the clamps forms a cone, and a thread is made on the outer surface of the clamps. This design allows one set of clamps to be used for all standard sizes of pipe and to use a second set of clamps for left-hand threads, significantly reducing the time for installing the pipe on the equipment compared to traditional surfacing lines. Typically, a small adapter cylinder with a nipple thread is screwed into the sleeve, the smooth opposite end of which is grasped by gripper clamps, or a ring is screwed onto the nipple end and a grip is installed on the ring. With such an organization, it is necessary to have a large number of adapter cylinders or rings - for each standard size of the thread its own adapter. This range is doubled with left-hand threaded pipes. Moreover, the rotation of the pipe is possible only in one direction - in the direction of tightening the adapter, otherwise the adapter will be screwed off the pipe and the pipe will fall out. Also, the disadvantage of this organization is the possible sticking of the adapters due to thermal deformation of the pipe coupling, because, during surfacing due to heating, the coupling expands, the adapter is screwed into the pipe deeper under the influence of the rotator. After the end of the process, the sleeve cools down and compresses the adapter, which greatly complicates its removal. Accordingly, with such an organization, much more time is required for the installation / removal of adapters in comparison with the claimed technical solution. Thus, the proposed set of equipment for reconstructive surfacing of drill pipe joints makes it possible to simplify auxiliary operations, reduce the number of applied technological devices and reduce the time of the surfacing process.
Предлагаемый комплекс оборудования для токарной обработки позволяет исключить потери времени на подготовку, переворот и перемещение трубы для ее обработки на токарном комплексе, повысить эффективность использования оборудования. В существующих аналогах используется ручная установка трубы на люнет и в патрон станка, а также ручной её переворот для возможности обработки противоположного резьбового соединения. Это приводит к значительным потерям времени на вспомогательные действия оператора. Оснащение комплекса оборудования для токарной обработки двумя трубонарезными станками с ЧПУ, единым накопителем для хранения заготовок труб и готовой продукции, подъемно-транспортным устройством для подъема трубы со стапеля и подачи ее в патрон станка и подъемным люнетом позволяет обеспечивать удержание и свободное вращение свободного конца трубы во время ее обработки. Комплекс позволяет хранить запас заготовок труб и подавать их по одной на подъемно-транспортную систему, которая приподнимает трубу со стапеля и позволяет подать ее в патрон станка для закрепления, выверки и обработки. Комплекс позволяет закрепить трубу на подъемном люнете для ее обработки и отвести подъемно-транспортное устройство в исходное положение. После токарной обработки трубы подъемно-транспортное устройство позволяет снять обработанную с одной стороны трубу из патрона и с подъемного люнета и переместить ее в накопитель заготовок второго станка, откуда позволяет подать ее в патрон второго станка для закрепления, выверки и обработки второго резьбового соединения. Таким образом, предложенный комплекс оборудования для токарной обработки позволяет уменьшить количество операций, применяемой оснастки, сократить время проведения операций.The proposed complex of equipment for turning allows you to eliminate the loss of time for preparation, overturning and moving the pipe for its processing on the turning complex, to increase the efficiency of equipment use. The existing analogs use manual installation of the pipe on the steady rest and into the chuck of the machine, as well as its manual overturn to enable processing of the opposite threaded connection. This leads to a significant loss of time for auxiliary operator actions. Equipping a complex of equipment for turning with two CNC pipe-cutting machines, a single storage device for storing pipe blanks and finished products, a lifting and transport device for lifting the pipe from the slipway and feeding it into the chuck of the machine and a lifting steady rest allows holding and free rotation of the free end of the pipe during processing time. The complex allows you to store a stock of pipe blanks and feed them one by one to the lifting and transport system, which lifts the pipe from the slipway and allows it to be fed into the chuck of the machine for fastening, alignment and processing. The complex allows you to fix the pipe on the lifting rest for its processing and to take the lifting and transport device to its original position. After turning the pipe, the lifting and transporting device allows you to remove the pipe processed on one side from the chuck and from the lifting steady and move it to the storage device for the workpieces of the second machine, from where it can be fed into the chuck of the second machine for fixing, aligning and processing the second threaded connection. Thus, the proposed complex of equipment for turning allows to reduce the number of operations, used tooling, to reduce the time of operations.
Технический результат достигается так же использованием в установке пластического упрочнения резьбы сменных упрочняющих накатных роликов, форма контактной поверхности которых соответствует профилю упрочняемой резьбы, это позволяет повысить универсальность оборудования, сократить время на переналадку установки для упрочнения труб с разными типами резьбы. Снабжение установки специальным оптическим датчиком позволяет отследить наличие резьбовой поверхности под роликом и, при достижении роликом её конца, отключить вращение и отжать ролик в исходное положение. Это упрощает управление установкой и исключает человеческий фактор ошибки. Расположение прижимного ролика и роликов ведущих валов в месте контакта с не резьбовыми участками бурильной трубы, позволяет отказаться от узла центрирования сложной конструкции, в котором и обкатывающий ролик, и прижимные центрирующие ролики опираются при движении на резьбовой участок из-за чего процесс обкатки требует постоянного внимания оператора, а установка сложна в управлении и имеет большие габариты. Заявляемая же установка упрочнения резьбы проста в управлении и компактна.The technical result is also achieved by using replaceable hardening knurling rollers in the installation for plastic thread hardening, the shape of the contact surface of which corresponds to the profile of the hardened thread, this makes it possible to increase the versatility of the equipment, reduce the time for changeover of the installation for hardening pipes with different types of threads. The supply of the unit with a special optical sensor makes it possible to track the presence of a threaded surface under the roller and, when the roller reaches its end, turn off the rotation and press the roller back to its original position. This simplifies plant management and eliminates human error. The location of the pressure roller and the rollers of the drive shafts at the point of contact with the non-threaded sections of the drill pipe makes it possible to abandon the centering unit of a complex design, in which both the rolling roller and the pressure centering rollers rest on the threaded section when moving, due to which the rolling process requires constant attention operator, and the installation is difficult to operate and has large dimensions. The claimed installation for hardening the thread is easy to operate and compact.
Повышение технологичности процесса восстановительного ремонта бурильной трубы и снижение времени проведения операций достигается так же за счет того, что комплекс оборудования для нанесения покрытия на поверхность трубы содержит одну общую емкость для рабочего раствора, систему подачи рабочего раствора в подкатные шкафы и два подкатных шкафа душевания. Это позволяет обрабатывать одновременно оба резьбовых конца трубы. Использование шкафов душевания с установленными внутри распыляющими форсунками позволяет создавать вокруг обрабатываемых участков туман из мелкодисперсной взвеси рабочего раствора, которая осаждается на резьбовые участки трубы и создает на них защитную пленку. Это значительно упрощает операцию фосфатирования, т.к. дает возможность избежать полного погружения концов бурильной трубы в бассейн с раствором. Осевое расположение форсунки для нанесения покрытия на муфтовый конец трубы в одном шкафу и круговое расположение форсунок для нанесения покрытия на ниппельный конец трубы в другом шкафу позволяет быстро установить обрабатываемый конец трубы в соответствующий ему шкаф душевания, исключить операцию переустановки форсунок. Improving the manufacturability of the process of restoring drill pipe and reducing the time of operations is also achieved due to the fact that the set of equipment for coating the pipe surface contains one common container for the working solution, a system for supplying the working solution to the sliding cabinets and two sliding shower cabinets. This allows both threaded pipe ends to be machined simultaneously. The use of shower cabinets with spray nozzles installed inside makes it possible to create a fog around the treated areas from a fine suspension of the working solution, which settles on the threaded sections of the pipe and creates a protective film on them. This greatly simplifies the phosphating operation, because makes it possible to avoid complete immersion of the ends of the drill pipe in the pool with the solution. The axial arrangement of the nozzle for coating the sleeve end of the pipe in one cabinet and the circular arrangement of the nozzles for coating the nipple end of the pipe in the other cabinet allows you to quickly install the processed pipe end into the corresponding shower cabinet, eliminating the operation of reinstalling the nozzles.
Таким образом, использование заявляемого оборудования комплекса для восстановительной и упрочняющей наплавки замков и тела бурильной трубы, комплекса для токарной обработки, комплекса для нанесения защитного покрытия, установки упрочнения резьбы пластическим деформированием позволяет повысить производительность восстановительного ремонта бурильной трубы, повысить технологичность процесса восстановительного ремонта бурильной трубы за счет повышения универсальности оборудования, за счет снижения количества применяемой оснастки, за счет снижения количества и времени проведения операций.Thus, the use of the proposed equipment of a complex for restorative and hardening surfacing of tool joints and a drill pipe body, a complex for turning, a complex for applying a protective coating, a thread hardening unit by plastic deformation can increase the productivity of drill pipe restorative repair, improve the manufacturability of the drill pipe restorative repair process for by increasing the versatility of the equipment, by reducing the amount of equipment used, by reducing the number and time of operations.
На фиг. 1 схематично представлена технологическая линия для восстановления бурильной трубы.FIG. 1 schematically shows a production line for drill pipe recovery.
На фиг. 2 представлена восстанавливаемая бурильная труба.FIG. 2 shows a recoverable drill pipe.
На фиг. 3 представлено расположение бурильной трубы на оборудовании для восстановительной наплавки замков, продольный вид.FIG. 3 shows the location of the drill pipe on the equipment for repair surfacing of tool joints, longitudinal view.
На фиг. 4 представлено расположение сварочного сопла для восстановительной наплавки замков на бурильной трубе.FIG. 4 shows the location of the welding nozzle for reconstructive surfacing of tool joints on a drill pipe.
На фиг.5 представлено расположение сварочного сопла для наплавки износостойкого пояска на бурильной трубе.Figure 5 shows the location of a welding nozzle for surfacing a wear-resistant band on a drill pipe.
На фиг. 6 представлено расположение бурильной трубы на стапеле установки упрочнения резьбы пластическим деформированием.FIG. 6 shows the location of the drill pipe on the slipway of the thread hardening unit by plastic deformation.
На фиг. 7 представлено расположение бурильной трубы в установке упрочнения резьбы пластическим деформированием.FIG. 7 shows the location of the drill pipe in the installation of hardening of threads by plastic deformation.
На фиг. 8 представлено расположение бурильной трубы на стапеле для нанесения защитного покрытия.FIG. 8 shows the location of the drill pipe on the slipway for coating.
На фиг. 9 представлено расположение форсунки для нанесения защитного покрытия на муфтовый конец трубы.FIG. 9 shows the location of the nozzle for applying a protective coating to the sleeve end of the pipe.
На фиг. 10 представлено расположение форсунок для нанесения защитного покрытия на ниппельный конец трубы, продольный разрез.FIG. 10 shows the location of the nozzles for applying a protective coating to the nipple end of the pipe, longitudinal section.
На фиг. 11 представлено расположение форсунок для нанесения защитного покрытия на ниппельный конец трубы, вид с торца трубы.FIG. 11 shows the arrangement of nozzles for applying a protective coating to the nipple end of the pipe, view from the end of the pipe.
Технологическая линия для восстановления бурильной трубы содержит накопитель заготовок и готовой продукции 1, участок входного контроля труб 2, комплекс оборудования для восстановительной наплавки замков бурильных труб 3, комплекс оборудования для токарной обработки 4, оборудование для очистки внутреннего канала трубы 5, комплекс оборудования для упрочнения резьбы 6, комплекс оборудования для нанесения защитного покрытия на резьбовые поверхности 7, участок упаковки и отгрузки 8.The technological line for the restoration of the drill pipe contains a storage device for workpieces and
Бурильная труба содержит тело трубы 9, муфтовый конец 10 с резьбой 11, ниппельный конец 12 с резьбой 13, износостойкий поясок 14.The drill pipe contains a
Участок входного контроля труб 2 содержит участок очистки 15, состоящий из накопителя перед наружной очисткой 16 установку наружной очистки труб 17, накопитель после наружной очистки 18, участок инструментального контроля труб 19, пресс для правки труб 20, накопитель труб, рассортированных по видам ремонта 21.The section for incoming inspection of
Комплекс оборудования для восстановительной наплавки замков бурильных труб 3 содержит накопители труб, сварочные аппараты 22 с узлами и приспособлениями 23. К узлам и приспособлениям для восстановительной наплавки замков бурильных труб относятся шариковые опоры 24, которые подключают к источнику тока 25, подвижные каретки (на чертеже не показаны), сопла 26 сварочных аппаратов 22, с электродами 27, магистраль с защитной газовой смесью 28, вращатель 29 с пультом управления (на чертеже не показан) и патрон, в который установлены зажимы-кулачки 30 с наружной резьбовой поверхностью 31. Для наплавки износостойких поясков 14 применяют колебатель 32 с соплом 26.The set of equipment for reconstructive surfacing of
Комплекс оборудования для токарной обработки 4 содержит два трубонарезных станка 33 с ЧПУ, единый накопитель для хранения заготовок труб и готовой продукции 34, подъемно-транспортное 35 устройство для подъема трубы со стапеля и подачи ее в патрон станка, подъемный люнет 36.The complex of equipment for turning 4 contains two pipe-cutting
Оборудование для очистки внутреннего канала трубы 5 включает механические приспособления для очистки 37 с наконечниками типа щётки или фрезы, устройство для продувки канала сжатым воздухом 38.Equipment for cleaning the inner channel of the
Комплекс оборудования для упрочнения резьбы 6 включает накопитель заготовок, стапель с подъемным устройством 39 и рычагом управления 40 и установку упрочнения резьбы 41. Установка упрочнения резьбы 41 содержит вращающее устройство 42 с роликами 60 ведущих валов и прижимным роликом 43, установленным на штоке гидроцилиндра 44. Установка упрочнения резьбы 41 снабжена кареткой гидроцилиндра 59 с упрочняющим накатным роликом 57 и оптическим датчиком 58 для определения наличия резьбы. Комплекс оборудования для упрочнения резьбы 6 дополнительно включает установку для лазерной обработки резьбы 56, установку электромеханической обработки резьбы.The complex of equipment for hardening the
Комплекс оборудования для нанесения защитного покрытия на резьбовые поверхности 7 состоит из емкости в виде бака 55 с нагревательным элементом, накопителя заготовок, ложемента-податчика 45, подкатного шкафа душевания 46 для нанесения покрытия нанесения покрытия на муфтовый конец трубы, подкатного шкафа душевания 47 для нанесения покрытия нанесения покрытия на ниппельный конец трубы, станции управления 48. Подкатной шкаф душевания 46 снабжен трубкой подачи рабочего раствора 49 с форсункой 50. Продольная ось форсунки 50 расположена вдоль продольной оси шкафа душевания 46. Подкатной шкаф душевания 47 имеет круговое расположение трубок 51, на которых установлены форсунки 52. Продольные оси форсунок 52 направлены к центральной продольной оси шкафа душевания 47. The complex of equipment for applying a protective coating on threaded
Участок упаковки и отгрузки 8 содержит оборудование для консервации 53 и накопитель готовой продукции 54.Packing and
Технологическая линия предназначена для восстановления бывших в работе цельных бурильных труб с приваренными муфтовыми или ниппельными концами, или выполненными заодно с телом трубы. В основном восстанавливают трубы с типоразмерами, в которых диаметры составляют от 60 до 210 мм; а длина - до 16 м. Возможно применение данного технологического процесса и применяемого оборудования в полевых условиях.The technological line is designed for the restoration of used one-piece drill pipes with welded sleeve or nipple ends, or made integral with the pipe body. Basically, pipes are restored with standard sizes in which diameters range from 60 to 210 mm; and the length - up to 16 m. It is possible to use this technological process and the equipment used in the field.
Технологическая линия работает следующим образом.The technological line works as follows.
Бурильные трубы, подлежащие восстановительному ремонту, помещают в накопитель заготовок и готовой продукции 1, откуда далее перегружают на участок входного контроля 2 в накопитель перед наружной очисткой 16. Проводят наружную очистку трубы на дробеметной установке 17. Помещают трубу в накопитель 18, подают на участок инструментального контроля труб 19. Далее производят контроль геометрических параметров трубы ручным контрольно--измерительным инструментом, производят контроль параметров трубы специальными приборами и инструментами. При этом проводят такие виды инспекций, как электромагнитная инспекция для выявления в стенках тела трубы различных дефектов – трещин, раковин, вспучиваний и т.д., магнитопорошковая дефектоскопия, предназначенная для определения мелких дефектов в поверхностной и подповерхностной структуре металла, проходящих внутрь изделия. Проводят ультразвуковую толщинометрию, для изделий, изготовленных из немагнитных материалов, проводят проникающими веществами контроль.Drill pipes to be refurbished are placed in the storage of workpieces and
При выявлении отклонений от прямолинейности трубу направляют на пресс для правки труб. По результатам инспекции составляют заключение о степени износа трубы и видах предстоящего ремонта и перемещают трубу в накопитель труб, рассортированных по видам восстановительного ремонта. If deviations from straightness are detected, the pipe is directed to a pipe straightening press. Based on the results of the inspection, a conclusion is drawn up on the degree of pipe wear and the types of upcoming repairs and the pipe is moved to the pipe storage, sorted by type of refurbishment.
В случае необходимости восстановления геометрических параметров замкового соединения в результате абразивного износа наружного диаметра, либо в случае необходимости удлинения замкового соединения в результате предыдущих ремонтов резьбы, трубу направляют на линию восстановительной наплавки замков бурильных труб 3. Если в результате контроля выявляется износ наружного диаметра замка трубы, то производят наплавку по всей длине замка. При необходимости выполнения наплавки на обоих концах трубы наплавку на них выполняют одновременно. Бурильную трубу при помощи перекладчика с магнитными захватами перекладывают из накопителя на шариковые опоры 25, располагая ее в горизонтальном положении. Трубу устанавливают в патрон вращателя 29 и зажимают по внутренней резьбовой поверхности универсальными зажимами-кулачками 30. На наружной поверхности зажимов 30 выполнен конус, совпадающий по размерам с конусом резьбы трубы, а также нарезана резьба, совпадающая по профилю с резьбой бурильной трубы. Три зажима-кулачка 30 заводят в отверстие муфтового конца 10 трубы. Оператор вставляет ключ в отверстие патрона и, вращая ключ, разжимает кулачки. Происходит зажим трубы по внутренней резьбовой поверхности. Для всех типоразмеров труб применяют один набор зажимов 30. Второй комплект зажимов 30 применяют для левой резьбы. При установке трубы исключаются прихваты и заклинивания зажимов-кулачков 30, так как они не ввинчиваются в трубу, а сходятся-расходятся. На установку трубы в зажимах 30 затрачивается минимальное количество времени. Для наплавки могут использовать аппарат сварочный XuperMIG 4004 DS фирмы Castolin;, аппарат направляющий DS-XM фирмы Castolin, который служит для разматывания сварочной проволоки с катушки и подачи её с заданной скоростью в сопло 26 сварочного аппарата; газовую магистраль, шланги, штуцеры, контрольные приборы, предназначенные для подключения ёмкостей с рабочими газами к сварочному аппарату. Сопло 26 одного или двух сварочных аппаратов 22, с электродами 27, установлены на одной или двух подвижных каретках. Скорость движения каретки вдоль оси трубы задают на пульте управления вращателя 29, и она синхронизирована со скоростью вращения трубы таким образом, чтобы «нитки» спирали наплавленного слоя перекрывали друг друга, не было непроваров и зазоров между «нитками». Синхронизацию обеспечивают программирующим электронным устройством, установленным на пульте вращателя 29. Сварочную проволоку, которая является электродом 27 через направляющий аппарат устанавливают в сопло 26 сварочного аппарата. Наплавку осуществляют на обратной полярности с подключением «минуса» на бурильную трубу через шариковые опоры 2 и с подключением «плюса» на электрод 27. Электрод 27 для наплавки муфтовой части 10 трубы подключают к одному источнику электрического тока, а проволоку для наплавки ниппельной части 12 трубы подключают к другому источнику электрического тока. Для электродов разных концов трубы используют разные источники тока из-за того, что при наплавке обоих концов используют два отдельных сварочных аппарата. Это удобно при необходимости, например, наплавки только одного конца, когда второй сварочный аппарат отключен, при необходимости более раннего отключения одного аппарата, по сравнению с другим, например, при разной длине наплавляемых поверхностей и т.п. Также это способствует равномерному плавлению проволоки и снижает ее расход. Поскольку диаметры утолщений на концах одной трубы одинаковы и концы одной трубы работают в одинаковых условиях, то они имеют и одинаковый износ, соответственно, величину наплавленного на них слоя делают одинаковой. Поэтому на пульте управления вращателя задают необходимые режимы вращения трубы и продольного перемещения кареток с соплами одинаковые для обоих концов трубы. Если по какой-то причине нет необходимости производить наплавку одного из соединений трубы, то соответствующий сварочный аппарат просто отключается от сети и газовой магистрали, а процесс происходит только на одном соединении. Над муфтовой 10 и ниппельной 12 частями трубы в начальную точку наплавки устанавливают сопло 26 сварочного аппарата с заправленной в него сварочной проволокой – электродом 27. К соплу 26 подключают магистраль с защитной газовой смесью 28. Сопло 26 сварочного аппарата закрепляют на штативе установки таким образом, чтобы зазор между наплавляемым участком муфты 10 и/или ниппеля 12 был равен 15 мм, чтобы смещение сопла 26 в горизонтальной плоскости от вертикальной оси в сторону противоположную вращению трубы было равно 15 мм, а наклон сопла 26 от вертикальной оси в сторону противоположную вращению трубы был равен 20°. Эти параметры являются необходимым условием удержания ванны жидкого металла на криволинейной поверхности муфтовой 10 и/или ниппельной 12 частях трубы. В процессе наплавки обеспечивают горение дуги, создающей металлическую сварочную ванну. А наплавленный слой формируют наплавляемым шариком при вращении трубы с заданным числом оборотов и синхронизированной с вращением трубы продольной подачей сварочной проволоки-электрода 27. При этом возможна как одновременная наплавка муфтового 10 и ниппельного 12 концов трубы, так и раздельная. При необходимости наплавки износостойких поясков 14, типа «Hardbanding» на замки бурильных труб 10 и/или 12 сопло 26 сварочного аппарата устанавливают на колебатель 32 с соблюдением вышеописанных отклонений сопла 26 от наплавляемой поверхности и вертикальной оси. Колебатель 32 совершает возвратно-поступательные движения вдоль продольной оси трубы на величину, равную половине ширины износостойкого пояска 14 в каждую сторону. Происходит формирование наплавляемого валика, перемещение которого вдоль образующей цилиндрической части конца трубы обеспечивает последовательную наплавку всех износостойких поясков 14. Также во время колебательных движений вращатель вращает трубу вокруг её продольной оси. Таким образом наплавляемый слой выполняется в форме зиг-заг, «нитки» которого так плотно расположены друг к другу, что отсутствют зазоры между «нитками» и непровары. Это обеспечивается скоростью вращения трубы, которая задается на пульте управления вращателя. Количество поясков 14 зависит от требований, предъявляемых к трубе определенного назначения. При наплавке поясков используется иная марка проволоки, чем при восстановительной наплавке соединений. За один оборот трубы наплавляется один поясок. При необходимости повторить процедуру колебатель 32 с соплом 26 перемещают в точку старта вручную и процесс повторяют. Комплекс оборудования для восстановительной наплавки оснащен защитной конструкцией с отверстиями для подачи трубы. Торцы завешаны защитной тканью. Сверху имеется доступ для контроля процесса наплавки оператором и организации вытяжной вентиляции. Защитная конструкция предотвращает разбрызгивание металла в стороны, а также защищает от яркого света электродуги.If it is necessary to restore the geometric parameters of the tool joint as a result of abrasive wear of the outer diameter, or if it is necessary to lengthen the tool joint as a result of previous thread repairs, the pipe is directed to the line for reconstructive surfacing of the drill pipe joints 3. If, as a result of control, wear of the outer diameter of the pipe joint is detected, then surfacing is carried out along the entire length of the castle. If it is necessary to perform surfacing on both ends of the pipe, surfacing on them is performed simultaneously. The drill pipe is transferred from the storage device to
Далее восстанавливаемую трубу направляют в накопитель 34 и податчиком труб из накопителя трубу подают на подъемно-транспортное устройство 35, которая приподнимает трубу со стапеля. Подают трубу в патрон первого токарного трубонарезного станка 33 с ЧПУ для закрепления, выверки и обработки. Свободный конец трубы закрепляют на подъемном люнете 36, а подъемно-транспортное устройство 35 уходит в исходное положение. Устанавливают трубу на токарный станок 33 таким образом, чтобы резец своей рабочей вершиной попал во впадину резьбы изделия для обеспечения попадания в шаг резьбы. Для этого совершают пробные проходки резцом и по следу резца определяют точку начала обработки резьбы. В результате этого происходит нарезание резьбы с полной её перенарезкой, то есть происходит формирование нового конуса и профиля резьбы. Производят токарную обработку резьбы трубы. Затем подъемно-транспортным устройством 35 извлекают обработанную с одной стороны трубу из патрона станка 33 и снимают с подъемного люнета 36. Трубу перемещают в накопитель заготовок второго токарного трубонарезного станка 33 с ЧПУ откуда также подъемно-транспортным устройством 35 приподнимают трубу со стапеля и подают ее в патрон второго станка 33 для закрепления, выверки и обработки второго соединения. Далее повторяют аналогичные действия, после чего трубу перекатывают в единый накопитель для хранения заготовок труб и готовой продукции 34. При таком использовании комплекса оборудования для токарной обработки 4 исключаются потери времени на подготовку, переворот и перемещение трубы для ее обработки на токарном комплексе, повышается эффективность использования оборудования, значительно экономятся производственные площади участка, занятые под промежуточное складирование заготовок и изделий.Next, the pipe to be restored is directed to the
Далее проводят очистку внутреннего канала трубы с помощью механических приспособлений для очистки 37 и продувают канала сжатым воздухом с использованием устройства 38.Next, the internal pipe channel is cleaned using
Далее проводят упрочнение наружной резьбовой поверхности изделий одним из следующих способов:Further, the external threaded surface of the products is hardened in one of the following ways:
- упрочняют поверхность впадин резьбы ниппеля и муфты трубы методом пластического деформирования;- the surface of the thread cavities of the nipple and pipe coupling is hardened by plastic deformation;
- упрочняют боковую поверхность профиля и упорные поверхности соединения трубы электромеханической обработкой;- strengthen the lateral surface of the profile and the abutment surfaces of the pipe joint by electromechanical treatment;
- упрочняют боковую поверхность профиля и упорные поверхности соединения трубы лазерной обработкой.- strengthen the lateral surface of the profile and the abutment surfaces of the pipe joint by laser processing.
Упрочнение пластической деформацией позволяет повысить прочность резьбы, её способность выдерживать более высокие нагрузки. Электромеханическое или лазерное упрочнение применяется для необходимости повысить износостойкость резьбовой поверхности. Методы могут применяться как по отдельности, так и совместно.Strengthening by plastic deformation increases the strength of the thread, its ability to withstand higher loads. Electromechanical or laser hardening is used to increase the wear resistance of the threaded surface. The methods can be applied both separately and together.
В случае упрочнения наружной резьбовой поверхности трубы методом пластического деформирования трубу с уже нарезанной наружной резьбой перемещают из накопителя заготовок и помещают на стапель с подъемным устройством 39 и рычагом управления 40. Устанавливают ниппельный или муфтовый участок трубы 12 с наружной резьбой 13 в установку упрочнения резьбы 41, закрепляют его во вращающем устройстве установки 41, обеспечивая расположение резьбовой поверхности в рабочей зоне установки 41. Для этого не резьбовую часть ниппельного или муфтового конца располагают на роликах 42 ведущих валов и с помощью усилия с гидроцилиндра 44 прижимают трубу прижимным роликом 43, установленным на штоке гидроцилиндра 44. Во впадину последнего полного витка резьбы устанавливают упрочняющий накатной ролик 57 с заранее выбранным усилием поджатия. Форма упрочняющего ролика 57 совпадает с профилем обрабатываемой резьбы. Замковые резьбы в подавляющем своем большинстве имеют два основных профиля V-0,038R и V-0,050 по стандарту API 7. В основном используют сменные ролики 57, изготовленные под эти формы профиля. При необходимости может быть изготовлен ролик любого другого профиля. В зависимости от направления резьбы включают правое или левое вращение вращающего устройства и упрочняющий накатной ролик 57 обкатывает резьбовую поверхность, передвигаясь к её противоположному концу. С помощью специального оптического датчика 58, установленного на движущейся каретке, отслеживают наличие резьбовой поверхности под роликом 57 и, при достижении роликом 57 конца резьбы, автоматически отключают вращение и отжимают ролик 57 в исходное положение. Это происходит за счет того, что оптический датчик 58 подает сигнал в систему управления установкой 41, которая отключает вращение обрабатываемой трубы и отводит гидроцилиндр с рабочим роликом 57 вниз в исходное положение. Далее трубу снимают с вращающего устройства установки упрочнения резьбы 41 и перемещают в накопитель. За счет упрощения конструкции установки упрочнения наружной резьбовой поверхности 41 повышается технологичность процесса упрочнения наружной резьбовой поверхности трубы, снижается время обработки резьбы. После упрочнения резьбы ниппеля 12 трубы проводят приработку резьбовых соединений путем трехкратного свинчивания труб между собой с определенным моментом затяжки резьбового соединения.In the case of hardening the outer threaded surface of the pipe by plastic deformation, the pipe with the already cut external thread is moved from the blank storage and placed on a slip with a
Далее наносят фосфатное антифрикционное покрытие на резьбовые поверхности трубы для исключения возниконовения дефектов типа задир при свинчивании-развинчивании, защиты изделия от влияния окружающей среды, повышения эксплуатационных свойств. Покрытие наносят душевым способом. Используют фосфатное защитное покрытие на основе цинка или марганца, например, может быть использован продукт Gardobond Z 3190А фирмы Chemetall, слойный вес покрытия 10 – 35 г/м2. Трубу перемещают из накопителя на ложемент-податчик 45. Подкатные шкафы 46, 47 располагают с двух сторон трубы и перед выполнением операции накатывают на оба конца трубы примерно на 300…500 мм. Муфтовый конец трубы 10 с резьбой 11 размещают в подкатном шкафу душевания 46, ниппельный конец трубы 12 с резьбой 13 размещают в подкатном шкафу душевания 47. На станции управления устанавливают температуру рабочего раствора и время работы установки. Запускают рабочий режим процесса фосфатирования. Температуру рабочего раствора поддерживают постоянной за счет непрерывного подогрева нагревательным элементом основного бака 55 с раствором. Работой насосов подачи рабочего раствора и распыляющих форсунок 50, 52 в каждом из шкафов создают туман, состоящий из мелкодисперсной взвеси подогретого рабочего раствора. Подкатной шкаф душевания 46 снабжен трубкой подачи рабочего раствора с форсункой 50, которую устанавливают по центру муфтового соединения 10. Продольная ось форсунки 50 расположена вдоль продольной оси шкафа душевания 46 за счет этого защитной пленкой покрывают резьбовую поверхность муфты трубы. Подкатной шкаф душевания 47 имеет круговое расположение трубок 51, на которых установлены форсунки 52. Трубки 51 располагают вокруг наружной резьбовой поверхности 13 ниппельного конца 12. Продольные оси форсунок 52 при этом направлены к центральной продольной оси шкафа душевания 47. Это позволяет нанести защитное покрытие на резьбовую поверхность ниппеля трубы. Данные резьбовые поверхности кратковременно обрабатывают мелкодисперсной взвесью рабочего раствора, подогретого до 65°С. Время обработки составляет до 10 минут. По окончании процесса автоматически отключают подачу рабочего раствора в трубки 51. Возможна одновременная обработка обоих концов труб. Существует возможность одновременной обработки партии труб. Используемый комплекс оборудования для нанесения защитного покрытия на резьбовые поверхности позволяет обеспечить малую длительность и трудоемкостью операции, производить обработку обоих соединений изделия одновременно.Next, a phosphate antifriction coating is applied to the threaded surfaces of the pipe to exclude the occurrence of defects such as seizures during screwing and unscrewing, to protect the product from the influence of the environment, and to increase operational properties. The coating is applied by shower. A phosphate protective coating based on zinc or manganese is used, for example, the product Gardobond Z 3190A from Chemetall can be used, the layer weight of the coating is 10 - 35 g / m2. The pipe is moved from the storage to the lodgement-
Далее наносят защитное консервационное покрытие на резьбовые поверхности трубы, упаковывают восстановленные трубы в пачку, перемещают в накопитель готовой продукции.Next, a protective conservation coating is applied to the threaded surfaces of the pipe, the recovered pipes are packed in a bundle, and transferred to the finished product storage.
Данная технология и применяемое оборудование позволяют производить восстановительный ремонт как в условиях цеха, так и в полевых условиях с установкой данного оборудования в контейнеры.This technology and the equipment used make it possible to carry out refurbishment both in the workshop and in the field with the installation of this equipment in containers.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить производительность восстановительного ремонта бурильной трубы, повысить технологичность процесса за счет повышения универсальности оборудования, снижения количества применяемой оснастки, снижения времени и трудоемкости проведения операций. Thus, the claimed invention makes it possible to increase the productivity of drill pipe reconditioning, to improve the processability of the process by increasing the versatility of the equipment, reducing the amount of equipment used, reducing the time and labor intensity of operations.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020111234A RU2740193C1 (en) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Process line for recovery of drill pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020111234A RU2740193C1 (en) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Process line for recovery of drill pipe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2740193C1 true RU2740193C1 (en) | 2021-01-12 |
Family
ID=74183846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020111234A RU2740193C1 (en) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Process line for recovery of drill pipe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2740193C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4420865A (en) * | 1981-11-06 | 1983-12-20 | Reed Tubular Products Co. | Method for rethreading tubular members |
| EA001806B1 (en) * | 1999-06-01 | 2001-08-27 | Акционерное Общество Закрытого Типа Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис" | Process for preparing to operation and remedy repair of threaded oil and gas pipes and an arrangement therefor |
| RU2308365C1 (en) * | 2006-10-19 | 2007-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Device for repairing drill pipe |
| RU2312201C1 (en) * | 2006-07-06 | 2007-12-10 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис" | Method and complex for threaded oil-and-gas pipe commissioning |
| CN103231200B (en) * | 2013-04-22 | 2017-04-12 | 天津德华石油装备制造有限公司 | Repairing method of threads of oil drill pipe |
-
2020
- 2020-03-18 RU RU2020111234A patent/RU2740193C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4420865A (en) * | 1981-11-06 | 1983-12-20 | Reed Tubular Products Co. | Method for rethreading tubular members |
| EA001806B1 (en) * | 1999-06-01 | 2001-08-27 | Акционерное Общество Закрытого Типа Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис" | Process for preparing to operation and remedy repair of threaded oil and gas pipes and an arrangement therefor |
| RU2312201C1 (en) * | 2006-07-06 | 2007-12-10 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис" | Method and complex for threaded oil-and-gas pipe commissioning |
| RU2308365C1 (en) * | 2006-10-19 | 2007-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Device for repairing drill pipe |
| CN103231200B (en) * | 2013-04-22 | 2017-04-12 | 天津德华石油装备制造有限公司 | Repairing method of threads of oil drill pipe |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102596502B (en) | For processing the method and apparatus of the seal receptacle of locking accessory | |
| CN110052728B (en) | Online welding repair method for end cover cracking of large ball mill | |
| EP1931493B1 (en) | Apparatus for use in the manufacture of clad metallic cylindrical substrate and method of manufacturing a hardfaced metal-clad cylindrical substrate. | |
| CN106078076B (en) | One kind failure hydraulic cylinder body bore area reproducing method | |
| US20200246900A1 (en) | Welding applicator and method of application | |
| CN108220956A (en) | A kind of roll laser deposition prosthetic device and restorative procedure | |
| US11554437B2 (en) | System, method and apparatus for welding tubes | |
| CN108941948B (en) | Double-station composite welding equipment and method | |
| CN1111108C (en) | Hidden arc build-up welding method for repairing internal surface of pipe-casting mould | |
| RU2740193C1 (en) | Process line for recovery of drill pipe | |
| CN105750717A (en) | Welding process used for connecting plates and cylinder body | |
| CN113427219B (en) | Manufacturing method of large steel Yankee dryer | |
| US11077516B2 (en) | Vibrating welding apparatus and method | |
| RU2308365C1 (en) | Device for repairing drill pipe | |
| CN207958509U (en) | A kind of roll laser deposition prosthetic device | |
| CN110970744B (en) | Processing equipment and processing method for ground rod | |
| CN111250824B (en) | Repairing process for inner hole wear surface of upper beam of large hydraulic press | |
| CN100349686C (en) | Friction welding method for making short tie-in oil pipe | |
| CN206701954U (en) | A kind of steel rolling alignment roller being easily repaired | |
| RU2262432C1 (en) | Method and apparatus for restoring inner cylindrical surfaces | |
| CN115815746A (en) | Hanging type self-feedback temperature control surfacing equipment and process method | |
| WO2008048139A1 (en) | Method for commissioning oil-and-gas threaded pipes and a system for carrying out said method | |
| CN110193667B (en) | Diamond thin-wall drill laser welding machine | |
| CN211102297U (en) | Numerical control intersecting line cutting equipment for conveying and supporting pipe fittings by rotary chain plates | |
| CN212122076U (en) | Petroleum pipeline laser electric arc hybrid welding device |