油套管接箍加工變形與圓度控制

秦雙雙

摘 要：隨著經濟和科技不斷發展，石油資源在社會發展中越來越占據重要位置。在油套管的生產中，油套管的接箍加工也引起了大家重視。特別是接箍的變形與圓度控制方面，在連接油套管管柱時。油套管的合理使用對保障石油生產作用非常大。為了能夠進一步保障油套管能夠安全可靠的使用，所以要不斷加強這方面研究。

關鍵詞：油套管;接箍加工;變形;圓度;控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.040

1 前言

油套管是石油生產的必備產品，其通過將帶有螺紋的接箍與兩根套管進行連接，可形成數千米的套管柱。對于油套管接箍，螺紋加工是重點內容之一。因此，接箍的質量關系到整個套管是否安全可靠。所以，在油套管接箍加工的過程中其變形和圓度的適當控制，可以讓螺紋更加可靠，能夠從根本上去解決螺紋質量問題。

2 概述與問題

目前，油套管接箍加工還是會存在一些問題。這些問題如果不能得到很好地解決，就會影響油套管使用的安全性。因此，要針對其展開具體研究分析，找到關鍵核心問題，才能夠針對問題找到最佳解決方式。

2.1 概述

特殊螺紋由于其特有的密封結構和螺紋牙型設計，能夠很好地保證管柱的連接強度和密封性能。近年來，特殊螺紋的油套管產品已經廣泛應用在各大油田并取得了很好的使用效果。特殊螺紋不同于API螺紋，在保證高連接強度和密封性能的同時，對螺紋參數也提出了很高的精度要求，特別是螺紋圓度。一般API螺紋圓度要求為0.2mm，而特殊螺紋的圓度要求為0.1mm。目前，進口精密車床都能滿足特殊螺紋齒高、螺距、錐度以及一些常規尺寸的加工要求。由于石油套管是典型的薄壁工件，內螺紋和密封面加工極易發生彈塑性變形，造成橢圓問題。如果控制不當，極易出現圓度超差問題，難以實現其特有的連接性能和密封性能，以致不能滿足使用要求，導致特殊螺紋接箍的產品合格率下降、加工效率降低和成本增加，成為很多接箍生產廠家加工特殊螺紋接箍的技術難題。

2.2 問題

在接箍加工的時候，是很容易因為變形問題而產生橢圓的問題。如果控制和操作不當，還會出現嚴重圓度超差問題。這樣的話，就不能夠滿足正常施工需求，也不能夠滿足后續使用要求，會對生產造成不利影響。因此，要加強這方面研究和分析，找到最佳解決措施。圓度誤差問題，它是石油行業普遍存在問題之一。從其零部件分析就可以知道，它的結構非常復雜。對于表面和尺寸要求非常高。特別是螺紋中徑和密封方面，其需要加強嚴格控制。如果加工時候出現振動過快而導致出現刀痕的話，也是能夠對其產生非常大的影響。在加工時，最好是采用進口精密數控車床來加工這種特殊螺紋。在實操過程里面，加工工藝主要是包括以下這幾個方面：第一個方面端面粗車，第二個方面內孔粗車，第三個方面端面精車和內孔精車，第四個方面就是螺紋精車和密封面精車。接箍最好使用三點平口卡爪方式來夾持。在刀削力作用之下，要能夠保證工作組件不發生變化，確保夾力保持在0.4PSI之下。當這個精車螺紋和密封工作完成之后，要重視一下測試工作。而且，測試時候要明確目標。圓度需要保持在0.02毫米之內。如果松開卡爪，可能會出現超差情況。就要對這些情況展開分析和研究，分析圓度超差情況，可以抽取通個規格接箍來加工內螺紋，采用人工測量方式測量檢測接箍密封時候內徑和尺寸。當然，測量工具應該采取比較高精度或者是專業螺紋中徑量規，這樣測試結果會更加精確可靠。通過上述這些方法，可以測量出內螺紋相關數據，查找出問題。

3 原因和解決對策

油套管的生產和使用，是石油資源生產中重要環節。因此，要對于其油套管接箍加工情況加以把控，要研究其出現問題原因并找到最好的方案去解決問題。這樣子做的目的就是為了防止油套管出現重大安全隱患，從而影響到整體生產。

3.1 原因

在加工過程中，石油套管非常容易出現變形問題，特別是內螺紋加工和密封面加工時，出現變形情況概率非常高。如果控制不當，可能會對整個套管建設產生巨大影響。這也是為什么要重視圓度控制的原因。接箍屬于經典的薄壁零部件，它對于夾持的力度反應非常強烈。在接箍螺紋加工時，很容易因為夾持力過大而導致內壁圓度出現超差情況。比如說，接箍毛坯，它在自然狀態之下就是理想圓度。但是，當卡爪夾緊接箍時候，在夾持力的影響和作用之下，接箍毛坯就會出現不均衡彈性變形現象。因此在螺紋車削加工前，應先將內孔進行車削，把其削成正圓孔，這樣才可以解決這種因加持力產生變形帶來的影響。當接箍加工完成后松開卡爪時，夾緊力消失，接箍就會恢復原有彈性。這樣一來，這個內孔又會出現第二次變化，就有可能變成正三棱形，接箍內壁又會隨著這個變化而導致圓度誤差問題變大。

3.2 解決措施

其實，對于螺紋圓度產生重大影響的因素就是夾緊彈性變形問題。所以，只要控制好這個問題，就能夠很好解決螺紋橢圓度情況。要減小接箍夾緊彈性，當這個力度保持在一定范圍之內時，可以適當增加接箍跟卡爪之間的接觸面積。通過這種方式，可以非常有效減少變形問題。在此過程里面，還可以適當采用扇形圓弧接觸軟爪來操作，效果會更加理想。一定要保證夾持壓力，才能夠進行增大接箍集中受力情況。也只有這樣，才不會容易出現變形問題。最后，也能夠保證接箍內部圓度不存在超差情況。同時，為了能夠保證最大效果，可以采取測試方式先實驗。保證扇形夾持作用，可以抽取出來同樣批次的4個組毛坯，采用同樣夾持力度對其展開實驗。實驗時候要記錄好相關參數，比如說螺紋中徑和密封面層次都要重視。

4 結束語

現在，石油已經成為社會發展重要資源。其能夠對我國能源結構產生重大影響。因此，對于油套管接箍加工工作要引起重視。但是加工過程中還是會碰到一些技術難題制約著石油行業發展，這也值得大家去關注和重視。但是，隨著科技實力不斷增強，這些問題也會慢慢的被解決掉。

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