淺談石油套管接箍技術

張海龍

摘 要：為提高生產效率，降低生產成本，本文通過一系列的加工方法，選擇特殊的鋼材，似的加工工序簡單易學，并完成了5 1/2”接箍的整個加工工序的設計，并通過了可行性驗證。下面是對各種加工工序的具體問題具體分析。

關鍵詞：石油套管接箍；加工

石油套管接箍是用來連接兩油管套管的必要工件。制造方法與無縫管相同，國內用j55 n80Q等特種鋼材制造。鋼管兩端車有內螺紋，以便與上下兩油管連接。為保證接頭處的密封性，對螺紋精度有較嚴格的要求。

一、原材料的選擇

（一）原材料的選取

1、鋼種選取。石油套管接箍是支撐油井井壁的鋼管。油井越深，套管接箍在井中受到的拉力或壓力也就越大，套管接箍的壽命決定了油井的壽命。深井、復雜結構井等高難度工藝井對石油套管的性能提出了新的、更高的要求。我們通過分析N80Q鋼，各項性能指標均符合《套管和油管規范）API SPEC 5CT（第八版）的要求。

2、坯料規格選取。根據零件圖紙可知，零件的外徑為153.5，故我們選擇了外徑為154.5的坯料，通過計算得知23點的坐標為（129.4，-107.96）故精車需要的最小直徑為129.4，加工要留有一定的余量，故選擇內徑為128的毛坯。

二、5 1/2"石油套管接箍的加工工序

（一）車外圓

對于此工件來說，車外圓一道非常簡單而又重要的工序，以下是對這道工序的詳細介紹：

我們所生產的接箍為石油管件類型，接箍的外圓部分為無階梯光滑曲面，在沒有輔助工具的情況下，我們只能用加工一頭，再加工另一頭的方法來完成外圓的車削，這樣會使得接箍的曲面部分產生一個小小的臺階，產品的表面質量大打折扣，在這種情況下，我們可以加工一對錐形輔助裝夾工具，簡稱輔助工具。左側輔助工具固定在三抓卡盤上，右側輔助工具用頂尖頂住。加工時把坯料放在兩輔助工具之間，旋動手輪，坯料會被緊緊的固定住。現在可以進行車削。

用卡尺量得坯料的外徑為154.4，我們需要的外徑為153.5，需要車掉約1mm。

車削完成后左旋手輪，取下工件。使用這種方法車削外圓，在提高表面粗糙度的同時，對曲面的同心度產生一定的影響，因為這種裝夾方法不牢固，主軸轉動后工件會上下晃動同心度降低。

優點：節省時間，提高表面粗糙度。缺點：降低工件的同心度。

（二）車端面、鏜孔及車內螺紋

1、工件的裝夾。工件的裝夾是機床加工的一個重要環節，裝夾位置精度直接決定著零件加工精度，零件與卡盤底面有縫隙說明裝夾位置不正確，對加工精度造成一定的影響，甚至會造成尺寸錯誤。

機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對的于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。

工件安裝的內容包括：定位：使工件相對于機床及刀具處于正確的位置。夾緊：工件定位后，將工件緊固，使工件在加工過程中不發生位置變化。定位與夾緊的關系：是工件安裝中兩個有聯系的過程，先定位后夾緊。

2、刀具安裝。第一：安裝方法：首先將刀片安裝在刀桿上，再將刀桿依次安裝到回轉刀架上。第二：刀具安裝過程中應注意以下問題：（1）安裝前保證刀桿及刀片定位面清潔，無損傷；（2）將刀桿安裝在刀架上時，應保證刀桿方向正確；（3）安裝刀具時需注意使刀尖等高于主軸的回轉中心。第三：刀具對刀。（1）對刀的基本概念。對刀是數控加工中較為復雜的工藝準備工作之一，對刀的好與差將直接影響到加工程序的編制及零件的尺寸精度。通過對刀或刀具預調，還可同時測定其各號刀的刀位偏差，有利于設定刀具補償量。（2）對刀的基本方法。對刀的目的就是要告訴機床刀具現在所處的位置。目前絕大多數的數控車床采用手動對刀（將要對的刀具手動移到要對刀的位置點），其基本方法如下：

將刀具的手動移動到工件的端面，后把主軸啟動到適當的轉數，手動沿著Z軸移動，X軸的大小保持不變（注意切削的余量不要太大），然后沿著Z軸的相反的方面退刀到離開端面，同時保持此時的位置不變化，測量此時試切產品的外徑大小。

在操作面板上選擇刀補按鈕，選擇畫面中出現的測量項目，輸入X*，后再按測量，機床系統會自動測量刀具現在所處的位置。如果加工的毛坯是足夠的光滑就不要試切可以直接采用手動的方法把刀具的刀尖移到工件的表面，直接測量即可。

三、5 1/2"油套管接箍的磷化

（一）總述

磷化（phosphorization）是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是：給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用。

四、總結

本文章的主要工作在于完成了5 1/2”接箍的整個加工工序的設計，并通過了可行性驗證。通過改進一系列的加工方法，如刀具路徑的精確計算和特殊的編程方式，使得加工工序簡單，易學，并提高了生產效率，降低了成本，表面質量也有所提高。通過選擇特殊的鋼才，使得產品的綜合力學性能有了進一步的提高。該加工方法具有成本低，效率高等優點，有廣闊的應用前景。

參考文獻：

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