Способ изготовления бурильной трубы беззамковой конструкции из алюминиевого сплава

 

Использование: при термомеханической обработке металлов в металлургии. Сущность изобретения: способ включает литье полой заготовки, гомогенизацию, экструзию с прессованием утолщенных наружу и вовнутрь концов, термообработку, правку и обрезку на номинальный размер, причем после термообработки проводят радиальные обжатия одного конца заготовки и радиальный распор другого при температуре ползучести, составляющей 0,2 -0,65 от температуры плавления материала трубы, и напряжении, равном эксплуатационному, с последующим охлаждением в воду, а затем наворачивают протекторы в виде стальной конической оболочки с выдавленной резьбой, типоразмер которой соответствует типоразмерам резьб трубы, и нагревают концы трубы до температуры ползучести. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области термомеханической обработки металлов и может найти применение в металлургии.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления бурильной трубы из алюминиевого сплава беззамковой конструкции, включающий литье полой заготовки, гомогенизацию, экструзию, в процессе которой прессуются утолщенные наружу и вовнутрь концы, термообработку, правку, обрезку на номинальный размер, нарезание резьбы (Бурильные трубы из алюминиевых сплавов, М. Недра, 1980, с. 157 159, 29 32.

Достоинством труб, изготовленных по упомянутой технологии, является меньшая повреждаемость ими промежуточных колонн при бурении скважин сложной многоколонной конструкции.

Однако в самом способе изготовления заложен и недостаток резьба формируется из алюминиевого сплава, что предопределяет малую износостойкость резьбового соединения (см. с. 157, 158 прототипа).

Цель изобретения повышение износостойкости резьбового соединения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления бурильной трубы беззамковой конструкции из алюминиевого сплава, включающем литье полой заготовки трубы, гомогенизацию, экструзию с прессованием утолщенных наружу и вовнутрь концов заготовки, термообработку, правку, обрезку на номинальный размер, изготовление резьбы, в отличие от прототипа, после термообработки в начале ведут радиальное обжатие одного конца заготовки и радиальную раздачу другого конца при температуре ползучести, составляющей 0,2 0,65 от температуры плавления материала трубы, и напряжении, равном эксплуатационному, с последующим охлаждением в воду, а затем наворачивают на концы заготовки протекторы в виде стальной конической оболочки с выдавленной резьбой и нагревают концы заготовки до температуры ползучести.

Наилучший результат по повышению износостойкости резьбовых соединений получен при деформировании в условиях ползучести при температуре 200^oC и напряжении 17 кг/мм² и при повторном нагреве тоже до 200^oC.

Наиболее износостойким резьбовое соединение получается в случае, когда протектор берут с типоразмером резьбы, соответствующим типоразмерам резьб на концах заготовки.

Наличие указанных выше признаков свидетельствует о соответствии технического решения критерию "новизна".

Аналогичных технических решений, в которых остаточная деформация фиксировалась в процессе проведения пластической деформации в условиях ползучести, а последующий нагрев проводился с проведением обратной ползучести, авторами не обнаружено. На основании этого можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия".

Предлагаемый способ позволяет защитить от износа при эксплуатации витки резьбы, выполненные в алюминиевом сплаве, при помощи стальных резьбовых протекторов, имеющих минимальный выход на наружную поверхность бурильной колонны и не являющийся источником износа промежуточных колонн. Следовательно, заявляемое техническое решение обеспечивает получение положительного эффекта.

Пример. Изготовили, включая термообработку, заготовку бурильной трубы из сплава Д16 беззамковой конструкции размером 146х11 мм с наружным диаметром утолщенных концов 180 мм. Провели деформирование радиальным обжатием ниппельного конца и радиальным распором муфтового в условиях ползучести при 200^oC и напряжении 17 кг/мм² с последующими разгрузкой и охлаждением. На муфтовом и ниппельном конце трубы нарезали соответственно внутреннюю и наружную замковую резьбу 3-147 по ГОСТ 5286-75 с торцевым упором у большего основания конуса. Взрывным штампованием изготовили два стальных протектора в виде конической оболочки с выдавленной резьбой 3-147 и фланцем под торец. Толщину стенки оболочек приняли 1,5 мм. После наворачивания и затяжки протекторов на ниппель и муфту концы труб грели до 200^oC, вызывая обратную ползучесть в алюминиевом сплаве, что давало надежное закрепление протекторов на резьбах ниппеля и муфты. Принятой толщине по телу протектора 1,5 мм соответствует толщина фланца под торец 24 мм. При составлении бурильной колонны из таких труб фланцы протектора выходят на наружную поверхность бурильной колонны. 24 мм это сравнительно небольшой выход, который конструктивно можно еще более уменьшить и в принципе довести до нуля.

Формула изобретения

1. Способ изготовления бурильной трубы беззамковой конструкции из алюминиевого сплава, включающий литье полой заготовки трубы, гомогенизацию, экструзию с прессованием утолщенных наружу и вовнутрь концов заготовки, термообработку, правку, обрезку на номинальный размер, изготовление резьбы, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости резьбового соединения, после термообработки вначале ведут радиальное обжатие одного конца заготовки и радиальную раздачу другого конца при температуре ползучести, составляющей 0,2 0,65 от температуры плавления материала трубы, и напряжении, равном эксплуатационному, с последующим охлаждением в воду, а затем наворачивают на концы заготовки протекторы в виде стальной конической оболочки с выдавленной резьбой и нагревают концы заготовки до температуры ползучести.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что деформирование концов заготовки ведут при 200^oС и напряжении 170 г/мм², а повторный нагрев осуществляют до 200^oС.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что протектор берут с типоразмером резьбы, соответствующим типоразмерам резьб на концах заготовки.