超短油管短节的管端加厚成型方法.pdf

本发明提供了超短油管短节的管端加厚成型方法及其超短油管短节三缸对顶成型压制机，超短加厚油管短节的管端加厚成型方法采用与油管短节的中间管体同规格管体作坯管，坯管的外径和内径均与油管短节的中间管体相同，按等体积法确定坯管长度，将坯管加热到澳氏体状态，用超短加厚油管短节模压成型机进行双向同步顶压成型得到超短加厚油管短节光管。加工成型工艺简单，专用成型压制机结构设计合理，压制效率高，质量稳定性好，所得的超短加厚油管短节光管组织结构致密。

权利要求书
1.  一种超短油管短节的管端加厚成型方法，其特征是：采用与油管短节的中 间管体同规格管体作坯管，坯管的外径和内径均与油管短节的中间管体相同，按等 体积法确定坯管长度，将坯管加热到奥氏体状态，用超短加厚油管短节模压成型机 进行双向同步顶压成型得到超短加厚油管短节光管；具体模压加工步骤如下：
第一步，待加厚坯管的落料：按照等体积成型法计算坯管长度进行落料，坯管 的外径和内径与待加工油管短节的中间管体相同；
第二步，坯管的加热：将第一步获得的坯管均匀加热至澳氏体状态；
第三步，坯管入模：启动超短加厚油管短节三缸对顶成型压制机，使右油缸(4)、 垂直油缸(6)和左油缸(8)的活塞杆均处于收缩状态，其中，上模体(3)随垂 直活塞杆(7)上移，与下模体(2)分离，使下模体(2)的模腔外露，将加热后 的待加工管坯(11)放入下模体(2)的模腔中；
第四步，合模：启动超短加厚油管短节三缸对顶成型压制机的垂直油缸下移， 上模体(3)与下模体(2)压合合模，实现上模体(3)与下模体(2)的合模并对 待加工管坯(11)进行夹紧，夹紧部位是待加工油管短节的中间管体部分；
第五步，双向顶压成型，得到超短加厚油管短节光管：同步启动右油缸(4) 和左油缸(8)，使它们的活塞同步伸展，带动右成形模芯(5)和左成形模芯(9) 同步对待加工管坯(11)进行等体积压制成型，压制成型后，同步使右油缸(4) 和左油缸(8)的活塞同步收缩，带动右成形模芯(5)和左成形模芯(9)同步从 加厚油管短节光管中拨出，再启动垂直油缸(6)使垂直活塞杆(7)带动上模体(3) 上移脱模，取出超短加厚油管短节光管即可；
所述超短油管短节三缸对顶成型压制机，包括机座(1)、下模体(2)、上模体 (3)、右油缸(4)、右成形模芯(5)、垂直油缸(6)、垂直活塞杆(7)、左油缸(8)、 左成形模芯(9)和液压站(10)，下模体(2)、右油缸(4)、左油缸(8)均固定 在机座(1)上，且右油缸(4)和左油缸(8)分别同轴对称地分布在下模体(2) 的两侧，右成形模芯(5)与右油缸(4)的活塞直连，左成形模芯(9)与左油缸 (8)的活塞直连，垂直油缸(6)固定在机座(1)上且设置在上模体(3)的上方， 垂直活塞杆(7)的下端与上模体(3)的重心固定连接，右成形模芯(5)和左成 形模芯(9)对接后的成型模段与油管短节内腔的截面形状相同，右油缸(4)、垂 直油缸(6)、左油缸(8)都通过高压油管与液压站(10)相连。

说明书超短油管短节的管端加厚成型方法
技术领域:
本发明涉及一种长度小于1米的超短加厚油管短节的管端加厚领域。
背景技术：
随着石油开采不断的扩大，油井管使用也随之不断的加大，油井管短节作为油 井管柱中的一部分，油井管短节的用量也随之增加。油井管加厚短节因长度短，尤 其是长度小于以下1m的油井管短节，采用常规的油管加厚工艺无法加工，因为油 管的夹紧段过短导致后退无法加厚。目前绝大多数钢管生产厂家都采用厚壁管机械 切削加工成型方法来生产，但用切削加工工艺会受至厚壁管的壁厚不均匀性的影 响，很容易导致短节的局部壁厚不达标，同时用机械切削加工需要将管体中部的多 余壁厚全部车削掉，不仅造成金属材料的浪费，而且机械加工费用高，费工费时， 经济性很差，产品的合格率低。许多钢管生产厂家不愿接受油管短节供货合同，但 客户往往都将油井管和油管短节一起打包投标给生产商，如生产不接受油管短节的 生产就会影响整个油管合同接单成功率，因此，钢管生产厂商只能不惜成本进行油 管短节的生产，只能用厚壁管车削加工，超短加厚的油管短节的生产是业内共同关 注的技术难题。
发明内容：
本发明的目的是提供超短油管短节的管端加厚成型方法。
本发明采取的技术方案如下：
一种超短油管短节的管端加厚成型方法，采用与油管短节的中间管体同规格管 体作坯管，坯管的外径和内径均与油管短节的中间管体相同，按等体积法确定坯管 长度，将坯管加热到澳氏体状态，用超短加厚油管短节模压成型机进行双向同步顶 压成型得到超短加厚油管短节光管。
具体模压加工工艺流程：
落料——加热——料管入模——合模——双向顶压成型——超短加厚油管短 节光管
第一步，待加厚坯管的落料：按照等体积成型法计算坯管长度进行落料，坯管 的外径和内径与待加工油管短节的中间管体相同；
第二步，坯管的加热：将第一步获得的坯管均匀加热至澳氏体状态；
第三步，坯管入模：启动超短油管短节三缸对顶成型压制机，使右油缸、垂直 油缸和左油缸的活塞杆均处于收缩状态，其中，上模体随垂直活塞杆上移，与下模 体分离，使下模体的模腔外露，将加热后的待加工管坯放入下模体的模腔中；
第四步，合模：启动超短油管短节三缸对顶成型压制机的垂直油缸下移，上模 体与下模体压合合模，实现上模体与下模体的合模并对待加工管坯进行夹紧，夹紧 部位是待加工油管短节的中间管体部分；
第五步，双向顶压成型，得到超短加厚油管短节光管：同步启动右油缸和左油 缸，使它们的活塞同步伸展，带动右成形模芯和左成形模芯同步对待加工管坯进行 等体积压制成型，压制成型后，同步使右油缸和左油缸的活塞同步收缩，带动右成 形模芯和左成形模芯同步从加厚油管短节光管中拨出，再启动垂直油缸使垂直活塞 杆带动上模体上移脱模，取出超短加厚油管短节光管即可。
所述超短油管短节三缸对顶成型压制机包括：机座、下模体、上模体、右油缸、 右成形模芯、垂直油缸、垂直活塞杆、左油缸、左成形模芯和液压站，如附图3 所示，下模体、右油缸、左油缸均固定在机座上，且右油缸和左油缸分别同轴对称 地分布在下模体的两侧，右成形模芯与右油缸的活塞直连，左成形模芯与左油缸 的活塞直连，垂直油缸固定在机座上且设置在上模体的上方，垂直活塞杆的下端与 上模体的重心固定连接，右成形模芯和左成形模芯对接后的成型模段与油管短节内 腔的截面形状相同，右油缸、垂直油缸、左油缸都通过高压油管与液压站相连。
其工作原理如下：
坯管入模前，右油缸、垂直油缸和左油缸的活塞杆均处于收缩状态，其中，上 模体随垂直活塞杆上移，与下模体分离，使下模体的模腔外露，当加热后的待加工 管坯放入下模体的模腔内后，先启动垂直油缸，使垂直活塞杆带动上模体下移，实 现上模体与下模体的合模并对待加工管坯进行夹紧，然后同步启动右油缸和左油 缸，使它们的活塞同步伸展，带动右成形模芯和左成形模芯同步对待加工管坯进行 等体积压制成型，压制成型后，同步使右油缸和左油缸的活塞同步收缩，带动右成 形模芯和左成形模芯同步从加厚油管短节光管中拨出，再启动垂直油缸使垂直活塞 杆带动上模体上移脱模，取出超短加厚油管短节光管即可，如此循环。
采用本发明的成型压制工艺路线，用油管短节三缸对顶成型压制机对待加工的 热管坯进行等体积双向同步压制即可一次成型得到超短加厚油管短节光管，加工成 型工艺简单，超短油管短节三缸对顶成型压制机结构设计合理，压制效率高，质量 稳定性好，所得的超短加厚油管短节光管组织结构致密，强度高。
附图说明：
图1为待加工超短加厚油管短节的结构示意图；
图2为待加管坯的结构示意图；
图3为超短油管短节三缸对顶成型压制机的结构示意图；
图中：1-机座；2-下模体；3-上模体；4-右油缸；5-右成形模芯；6-垂直油缸； 7-垂直活塞杆；8-左油缸；9-左成形模芯；10-液压站；11-管坯。
具体实施方式：
一种超短油管短节的管端加厚成型方法，采用与油管短节的中间管体同规格管 体作坯管，坯管的外径和内径均与油管短节的中间管体相同，按等体积法确定坯管 长度，将坯管加热到1180℃～1250℃，即达到奥氏体状态，用超短加厚油管短节模 压成型机进行双向同步顶压成型得到超短加厚油管短节光管。
具体模压加工工艺流程：
第一步，待加厚坯管的落料：按照等体积成型法计算坯管长度进行落料，坯管 的外径和内径与待加工油管短节的中间管体相同；
第二步，坯管的加热：将第一步获得的坯管均匀加热至澳氏体状态；
第三步，坯管入模：启动超短油管短节三缸对顶压制成型设备，使右油缸4、 垂直油缸6和左油缸8的活塞杆均处于收缩状态，其中，上模体3随垂直活塞杆7 上移，与下模体2分离，使下模体2的模腔外露，将加热后的待加工管坯11放入 下模体2的模腔中；
第四步，合模：启动超短油管短节三缸对顶成型压制设备的垂直油缸下移，使 上模体3与下模体2压合合模，实现上模体3与下模体2的合模并对待加工管坯 11进行夹紧，夹紧部位是待加工油管短节的中间管体部分；
第五步，双向顶压成型，得到超短加厚油管短节光管：同步启动右油缸4和左 油缸8，使它们的活塞同步伸展，带动右成形模芯5和左成形模芯9同步对待加工 管坯11进行等体积压制成型，压制成型后，同步使右油缸4和左油缸8的活塞同 步收缩，带动右成形模芯5和左成形模芯9同步从加厚油管短节光管中拨出，再启 动垂直油缸6使垂直活塞杆7带动上模体3上移脱模，取出超短加厚油管短节光管 即可。
所述超短油管短节三缸对顶成型压制机包括：包括机座1、下模体2、上模体 3、右油缸4、右成形模芯5、垂直油缸6、垂直活塞杆7、左油缸8、左成形模芯9 和液压站10，下模体2、右油缸4、左油缸8均固定在机座1上，且右油缸4和左 油缸8分别同轴对称地分布在下模体2的两侧，右成形模芯5与右油缸4的活塞 直连，左成形模芯9与左油缸8的活塞直连，垂直油缸6固定在机座1上且设置在 上模体3的上方，垂直活塞杆7的下端与上模体3的重心固定连接，右成形模芯5 和左成形模芯9对接后的成型模段与油管短节内腔的截面形状相同，右油缸4、垂 直油缸6、左油缸8都通过高压油管与液压站10相连。
其工作原理如下：
坯管入模前，右油缸4、垂直油缸6和左油缸8的活塞杆均处于收缩状态，其 中，上模体3随垂直活塞杆7上移，与下模体2分离，使下模体2的模腔外露，当 加热后的待加工管坯11放入下模体2的模腔内后，先启动垂直油缸6，使垂直活 塞杆7带动上模体3下移，实现上模体3与下模体2的合模并对待加工管坯11进 行夹紧，然后同步启动右油缸4和左油缸8，使它们的活塞同步伸展，带动右成形 模芯5和左成形模芯9同步对待加工管坯11进行等体积压制成型，压制成型后， 同步使右油缸4和左油缸8的活塞同步收缩，带动右成形模芯5和左成形模芯9 同步从加厚油管短节光管中拨出，再启动垂直油缸6使垂直活塞杆7带动上模体3 上移脱模，取出超短加厚油管短节光管即可，如此循环。