基于Deform石油钻具接头热挤压成形

采用刚粘塑性有限元方法,对石油钻具接头热挤压成形过程进行数值模拟,获得并分析成形过程与力能参数曲线,为热挤压成形工艺改进及模具结构优化提供依据,成功解决了锻件充不足、锻件抱死在凸模上以及凸模折断的工程实际问题。     

石油钻杆接头闭塞挤压成形工艺数值模拟

石油钻杆接头是典型的空心轴类锻件。针对石油钻杆接头在热锻中存在的问题,提出了一种水平分模立式双向热挤压闭塞成形工艺。结合浮动凹模技术,利用有限元软件DEFORM-3D对钻杆接头成形过程进行了数值模拟,分析了金属流动规律、成形力及合模力。研究表明:立式挤压成形工艺方案可行,具有缩短工艺流程,降低成形负荷的显著优点。     

石油钻杆焊接工艺

石油钻杆采用两种材料焊接而成,钻杆主体部分为35CrMo,两端衔接处为40CrMnMo,因衔接处外径比钻杆主体大,工作时为避免钻杆主体的磨损,使用一段时间后应采用更换衔接部分的方式更新钻杆,可达到节约的目的.主体与衔接部分采用焊接连接方式,使更换工作简单、高效.本文介绍了钻杆的焊接工艺过程.1 钻杆的尺寸及组装钻杆的外形如图1,钻杆接头的焊缝坡口形式如图2     

石油钻杆接头表面开裂原因分析

我厂自1995年以来一直从事石油钻杆接头毛坯的制造工作，在生产过程中，有43根钻杆接头的中部表面出现裂纹。产品用坯料是抚顺特种钢厂生产的40CrMnMo合金结构钢，直径φ140mm，钻杆接头加工工艺如下：钢材进厂验收→割断→加热→锻压(压型、冲孔)→机械加工→超声波检查→调质→超声波检验→性能分析。     

大型石油钻杆接头环锻工艺及装备

介绍了大型石油钻杆接头锻件的环锻工艺以及专业化设备。通过研究大型石油钻杆接头的成形工艺,并针对此工艺与客户合作开发相应制造系统。本系统由锯床、加热炉、无轨装取料机、专业化柔性环锻液压机、轨道式装取料机、辗环机等组成,另有冲孔连皮输送收集机构、下圆砧氧化皮清扫收集装置等辅助装置,实现了整个过程的机械化和自动化控制。     

石油钻杆生产的回顾与展望

介绍了我国钻杆生产及其工艺在钢级、管端加厚型式、钻杆管体和工具接头的连接型式等方面的演变和发展过程及国产钻杆生产工艺的发展趋向。     

基于Deform的石油钻杆接头温挤压成形工艺参数优化

为了对石油钻杆接头温挤压成形过程的参数进行优化,基于Deform软件模拟了它的成形过程。通过正交试验,选取锻件初始温度、挤压速度及摩擦系数三个因素,对目标函数等效应力最大值、等效应变最大值及温度差的模拟结果进行了显著性分析,绘制了工艺参数与目标函数的关系曲线图。通过分析得到最优工艺参数组合为:温度800℃,挤压速度50 mm/s,摩擦系数0.3。     

螺旋钻杆接头成形工艺方案设计及数值模拟分析

针对螺旋钻杆接头的结构特点,提出实心坯料复合挤压和空心坯料开式反挤压两种工艺方案.借助塑性有限元分析软件,模拟了两种方案的成形过程;针对空心坯料开式反挤压方案中出现镦粗失稳现象进行分析,提出在凸模工作带前端设计引导区的解决方案,并分析比较了两种方案的成形力情况.模拟结果显示,空心坯料开式反挤压比实心坯料复合挤压成形力降低了87.3％.工艺试验表明,空心坯料开式反挤压方案可成形出合格的冷挤压件.     

石油钻杆管端加厚工艺研究

简要介绍了石油钻杆管端加厚工艺基本原理、加厚方式 ,提出了加厚工艺方案及工艺规程设计、分别计算出在专用液压机和机械平锻机上的成形力     

钻杆接头超声检测方法研究

钻杆接头形状特殊，其厚度直径比大，形状复杂且品种多样，超声探伤难度大。研究了对钻杆接头轴向、周向和斜面部分进行全覆盖的超声波扫查方法，设计了专用的轴向、周向探头组。将各组探头安装在探头架上，对带有人工缺陷的钻杆接头进行了检测。结果表明，该特殊设计的扫查方式和探头能有效检出试件周向和轴向缺陷。     

提高钻杆接头冲击功的工艺方法

针对石油钻井关键产品高强度钻杆接头的使用要求，在保证强度指标要求非常高的前提下，研究摸索增加高温正火后再调质的工艺方法，以改善接头材料原始微观带状组织和纤维结构，细化晶粒，提高钻杆接头的冲击功．使该产品力学性能达到API标准的要求。     

提高钻杆接头冲击功的工艺方法

针对石油钻井关键产品高强度钻杆接头的使用要求,在保证强度指标要求非常高的前提下,研究摸索增加高温正火后再调质的工艺方法,以改善接头材料原始微观带状组织和纤维结构,细化晶粒,提高钻杆接头的冲击功,使该产品力学性能达到API标准的要求。     

基于双目视觉的钻杆接头定位系统设计

文章针对某地质钻杆摩擦焊接工作站钻杆接头自动上下料需求,在不改变原有工件存料方式的基础上,设计基于双目视觉的钻杆接头定位系统。利用大恒MER-500系列摄像机采集图像信息,并将其上传到工控机进行图像预处理及边缘检测;然后采用最小二乘法拟合椭圆,确定工件圆心坐标位置,并对圆心点进行排序;最终将工件坐标信息传给ABB机器人,实现工件的视觉定位及抓取。结果表明,利用最小二乘法拟合椭圆能够满足工件定位精度的要求。该定位系统可为类似工件的机器视觉定位提供借鉴。     

基于图像识别技术的石油钻杆管理系统研究

本文针对石油钻杆管理系统中需要识别钻杆标志的工程实际需要,提出利用图象识别技术辨识钻杆标志;通过对传统模板匹配算法和基于MCD距离的相关匹配算法的图象识别技术的分析,指出该方法在对系统实时性要求不高的情况下,是现实可行的,且计算方便。     

非圆内孔接头精密塑性成形工艺及数值模拟

针对非圆内孔接头的实际要求,从非圆内孔接头锻造加工工艺入手,提出温反挤压和变薄拉深相结合的成形工艺。利用有限元软件MSC.Marc对非圆内孔接头成形过程进行数值模拟分析,得到了非圆内孔接头成形的充填情况以及成形过程中各力能参数变化趋势;并采用自行设计的实验模具,对非圆内孔接头进行了成形实验研究。实验结果和数值模拟结果相吻合,验证了该工艺的可行性。     

钻杆外螺纹接头断裂失效分析

结合服役工况条件,通过理化性能检测,对某钻井过程中发生的钻杆外螺纹接头断裂失效事故原因进行了分析。结果表明,钻杆外螺纹接头的断裂失效主要是由于钻井过程中钻杆外螺纹接头锥面斜坡附近位置堆积了大量岩屑,堵塞了泥浆循环通道,导致泥浆循环不畅,在钻柱旋转过程中,钻杆外螺纹接头与堆积岩屑之间发生剧烈摩擦作用而导致其局部温度迅速升高,钻杆接头承载能力大幅度下降,在拉伸和扭转载荷作用下发生塑性断裂失效。     

钻杆六方接头加工工艺及受扭力学分析

介绍了螺旋钻杆六方接头的加工工艺,并应用ABAQUS软件对接头的受扭特性进行分析,结果表明:最大Mises等效应力多发生在几何突变处,并且此值小于屈服极限。母接头Mises等效应力大小是公接头的2.34倍,在反复受扭状态下母接头容易先发生破坏,所以在材料上应优先对母接头进行强化。传递扭矩时,公、母接头只有一部分区域发生接触并传递扭矩,其余部分没有发生直接接触不是主要受载区域。通过扭矩实验验证了仿真结果的正确性,六方接头可以传递较大的扭矩而不发生破坏,扭矩超出10000 N·m时从焊缝处发生断裂。