專利名稱：一種帶穩(wěn)釘異型圓鋼的熱軋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的一種帶穩(wěn)釘異型圓鋼的熱軋方法，特別適用于制造石油設(shè)備領(lǐng)域的各種抽油桿用的帶穩(wěn)釘異型圓鋼的熱軋方法。
背景技術(shù)：
隨著我國石油開采進(jìn)入中后期時(shí)代，油層分布不均衡，地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不確定性加大，對石油采油設(shè)備的整體及配套件的性能要求越來越高，尤其現(xiàn)在使用機(jī)械運(yùn)動舉升的采油方法仍是一種主要途徑，作為石油機(jī)械采油設(shè)備系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件——抽油桿，其功能、性能要求就成為備受關(guān)注的焦點(diǎn)，尤其是具有刮蠟、扶正及防偏磨功能的抽油桿更受到油田用戶的歡迎。因此，用于制造特種功能抽油桿的異型合金圓鋼材料已成迫切要求。該異型合金圓鋼目前的加工方法有熱鐓鍛加工型和焊接加工型，由于熱鐓鍛加工型成本高，生產(chǎn)效率低；焊接加工型易開焊和焊接區(qū)域易引起化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕等缺點(diǎn)而不能滿足生產(chǎn)實(shí)際需要。采用熱軋方法由于金屬的不均勻變形易造成穩(wěn)釘充填不滿，穩(wěn)釘區(qū)域圓鋼斷面拉縮等缺陷，特別是穩(wěn)釘呈交錯布置和穩(wěn)釘呈單邊布置的異型圓鋼的軋制缺陷尤為突出。由此可見，實(shí)現(xiàn)該異型圓鋼的熱軋成型的技術(shù)難度較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供的一種熱軋方法。
按穩(wěn)釘在圓鋼桿體上的分布情況，本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用如下方案。
1、穩(wěn)釘均布于圓鋼兩側(cè)，兩側(cè)穩(wěn)釘錯位且均布。
在軋制過程中金屬的不均勻變形發(fā)生在有穩(wěn)釘?shù)臄嗝嫔?，造成穩(wěn)釘充填不滿，斷面拉縮，為了解決此矛盾，軋制方法采用圓-平橢圓-圓孔型系統(tǒng)。這種孔型系統(tǒng)較常規(guī)的孔型系統(tǒng)在軋件的具體尺寸上做了較大的改進(jìn)，滿足了金屬最大的充填量，防止斷面拉縮。軋件通過成品再前孔，采用圓型孔，其b3≈h3，b3較一般圓鋼軋件尺寸大；軋制后進(jìn)入成品前孔，其采用單圓弧平橢圓型孔，其b2/h2≥3，h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍；軋制后經(jīng)翻鋼90°后進(jìn)入成品孔，每個軋輥的成品孔上均有凹槽，且凹槽在成品孔上均布，其中一個軋輥的凹槽在另一個軋輥的兩相鄰凹槽的中間位置。
2、穩(wěn)釘不均布于圓鋼兩側(cè)與方案1的不同之處為凹槽在每個軋輥的成品孔上不均布。
3、穩(wěn)釘對稱布置于圓鋼兩側(cè)。
相當(dāng)于普通螺紋鋼，采用普通螺紋鋼孔型即可，但須增大變形量與軋制壓力，減少軋件由于瞬間變形不均勻而導(dǎo)致受力不均勻所產(chǎn)生的凹陷，確保凸起形穩(wěn)釘?shù)某錆M度，因此成品前孔采用單圓弧平橢圓型孔，且滿足b2/h2＝2.5～3；軋制后經(jīng)翻鋼90°后進(jìn)入成品孔，兩個耦合軋輥的成品孔上均有凹槽，其中一個軋輥的凹槽與另一個軋輥的凹槽相對于軋件中心連線對稱分布。
方案1～3孔型軋制時(shí)，為保證兩個耦合軋輥成品孔上的兩組凹槽的相對位置，兩耦合軋輥要作好標(biāo)記，以保證初始定位；采用單輥傳動，雙輥聯(lián)動，以保證運(yùn)行過程定位。
4、穩(wěn)釘均布于圓鋼一側(cè)。
如果將穩(wěn)釘幾何尺寸保證則斷面尺寸拉縮，反之，將穩(wěn)釘尺寸拉縮。這種不均勻變形是造成產(chǎn)品質(zhì)量的最大因素。為此采用變態(tài)圓-變態(tài)橢圓-圓孔型系統(tǒng)，這種孔型系統(tǒng)充分利用成品前孔的不均勻變形來保證成品孔的均勻變形，從而得到符合標(biāo)準(zhǔn)的成品斷面幾何尺寸。軋件進(jìn)入成品再前孔，其采用異形圓型孔，且滿足h31＝h32+3，R32＝R31+Δ3，Δ3由現(xiàn)場軋制確定，b3較一般圓鋼軋件尺寸大；軋制后經(jīng)翻鋼90°后進(jìn)入成品前孔，其采用異形平橢圓型孔，且滿足h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍，R21＝R22+Δ2，Δ2由現(xiàn)場軋制確定，b21＝b22+2，b22＝成品孔寬度的0.9倍；軋制后經(jīng)翻鋼90°后進(jìn)入成品孔，其上有凹槽，且凹槽在軋輥的成品孔上均布。
5、圓鋼一側(cè)有不均布穩(wěn)釘。
與方案4的不同之處為凹槽在軋輥的成品孔上不均布。
以上方案1～5中按穩(wěn)釘要求的形狀和尺寸在軋輥的成品孔上加工出相應(yīng)形狀和尺寸的凹槽，可用銑制、電火花等方法加工。兩相鄰凹槽在同一軋輥上的圓周距離是對應(yīng)于圓鋼桿體同側(cè)兩相鄰穩(wěn)釘?shù)木嚯x，根據(jù)兩相鄰穩(wěn)釘距離的尺寸和個數(shù)設(shè)計(jì)出軋輥的直徑和凹槽個數(shù)。軋制時(shí)利用成品孔對軋件進(jìn)行擠壓變形，使金屬進(jìn)入凹槽得到與凹槽形狀尺寸相同的凸起形穩(wěn)釘。
本發(fā)明簡單易行，生產(chǎn)效率高，凸起形穩(wěn)釘與圓鋼一體軋制成型，凸起形穩(wěn)釘牢固可靠。


圖1～圖5是抽油桿用帶穩(wěn)釘異型圓鋼的形狀圖，其中1為圓鋼桿體，2為凸起形穩(wěn)釘。
圖6～圖10是生產(chǎn)帶穩(wěn)釘異型圓鋼的軋輥孔型圖，其中，K1為成品孔，1-1為凹槽，K2為成品前孔，K3為成品再前孔，4為軋輥。
圖6為采用圓-平橢圓-圓孔型系統(tǒng)。兩個耦合軋輥4的成品再前孔K3采用圓型孔，其b3≈h3，b3較一般圓鋼軋件尺寸大；成品前孔K2采用單圓弧平橢圓型孔，其b2/h2≥3，h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍；每個軋輥4的成品孔K1上均有凹槽1-1，且凹槽1-1在成品孔K1上均布，其中一個軋輥4的凹槽1-1在另一個軋輥4的兩相鄰凹槽1-1的中間位置。圖1為此種孔型生產(chǎn)出的帶穩(wěn)釘異型圓鋼。為穩(wěn)釘均布于圓鋼兩側(cè)，兩側(cè)穩(wěn)釘錯位且均布。
圖7與圖6的不同之處為凹槽1-1在每個軋輥4的成品孔K1上不均布。圖2為此種孔型生產(chǎn)出的帶穩(wěn)釘異型圓鋼。為穩(wěn)釘不均布于圓鋼兩側(cè)。
圖8為兩個耦合軋輥4采用普通螺紋鋼孔型即可，但須增大變形量與軋制壓力，減少軋件由于瞬間變形不均勻而導(dǎo)致受力不均勻所產(chǎn)生的凹陷，確保凸起形穩(wěn)釘?shù)某錆M度，因此成品前孔K2采用單圓弧平橢圓型孔，且滿足b2/h2＝2.5～3；兩個耦合軋輥4的成品孔K1上均有凹槽1-1，其中一個軋輥4的凹槽1-1與另一個軋輥4的凹槽1-1相對于軋件中心連線對稱分布。圖3為此種孔型生產(chǎn)出的帶穩(wěn)釘異型圓鋼。為穩(wěn)釘對稱布置于圓鋼兩側(cè)。
圖6～圖8孔型軋制時(shí)，為保證兩個耦合軋輥4成品孔K1上的兩組凹槽1-1的相對位置，兩耦合軋輥4要作好標(biāo)記，以保證初始定位；采用單輥傳動，雙輥聯(lián)動，以保證運(yùn)行過程定位。
圖9為采用變態(tài)圓-變態(tài)橢圓-圓孔型系統(tǒng)，兩個耦合軋輥4的成品再前孔K3采用異形圓型孔，且滿足h31＝h32+3，R32＝R31+Δ3，Δ3由現(xiàn)場軋制確定，b3較一般圓鋼軋件尺寸大；成品前孔K2采用異形平橢圓型孔，且滿足h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍，R21＝R22+Δ2，Δ2由現(xiàn)場軋制確定，b21＝b22+2，b22＝成品孔寬度的0.9倍；成品孔K1上有凹槽1-1，且凹槽1-1在軋輥4的成品孔K1上均布。圖4為此種孔型生產(chǎn)出的帶穩(wěn)釘異型圓鋼。為穩(wěn)釘均布于圓鋼一側(cè)。
圖10與圖9的不同之處為凹槽1-1在軋輥4的成品孔K1上不均布。圖5為此種孔型生產(chǎn)出的帶穩(wěn)釘異型圓鋼。為圓鋼一側(cè)有不均布穩(wěn)釘。
具體實(shí)施例方式
按穩(wěn)釘在圓鋼桿體上的分布情況，本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用如下實(shí)施方式。
1、穩(wěn)釘均布于圓鋼兩側(cè)，兩側(cè)穩(wěn)釘錯位且均布。
采用圓-平橢圓-圓孔型系統(tǒng)。這種孔型系統(tǒng)較常規(guī)的孔型系統(tǒng)在軋件的具體尺寸上做了較大的改進(jìn)，滿足了金屬最大的充填量，防止斷面拉縮。軋件通過成品再前孔K3，采用圓型孔，其b3≈h3，b3較一般圓鋼軋件尺寸大；軋制后進(jìn)入成品前孔K2，其采用單圓弧平橢圓型孔，其b2/h2≥3，h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍；軋制后經(jīng)翻鋼90°后進(jìn)入成品孔K1，每個軋輥4的成品孔K1上均有凹槽1-1，且凹槽1-1在成品孔K1上均布，其中一個軋輥4的凹槽1-1在另一個軋輥4的兩相鄰凹槽1-1的中間位置。
2、穩(wěn)釘不均布于圓鋼兩側(cè)。
與實(shí)施方式1的不同之處為凹槽1-1在每個軋輥4的成品孔K1上不均布。
3、穩(wěn)釘對稱布置于圓鋼兩側(cè)。
相當(dāng)于普通螺紋鋼，采用普通螺紋鋼孔型即可，但須增大變形量與軋制壓力，減少軋件由于瞬間變形不均勻而導(dǎo)致受力不均勻所產(chǎn)生的凹陷，確保凸起形穩(wěn)釘?shù)某錆M度，因此成品前孔K2采用單圓弧平橢圓型孔，且滿足b2/h2＝2.5～3；軋制后經(jīng)翻鋼90°后進(jìn)入成品孔K1，兩個耦合軋輥4的成品孔K1上均有凹槽1-1，其中一個軋輥4的凹槽1-1與另一個軋輥4的凹槽1-1相對于軋件中心連線對稱分布。
實(shí)施方式1～3孔型軋制時(shí)，為保證兩個耦合軋輥4成品孔K1上的兩組凹槽1-1的相對位置，兩耦合軋輥4要作好標(biāo)記，以保證初始定位；采用單輥傳動，雙輥聯(lián)動，以保證運(yùn)行過程定位。
4、穩(wěn)釘均布于圓鋼一側(cè)。
采用變態(tài)圓-變態(tài)橢圓-圓孔型系統(tǒng)，這種孔型系統(tǒng)充分利用成品前孔K2的不均勻變形來保證成品孔K1的均勻變形，從而得到符合標(biāo)準(zhǔn)的成品斷面幾何尺寸。軋件進(jìn)入成品再前孔K3，其采用異形圓型孔，且滿足h31＝h32+3，R32＝R31+Δ3，Δ3由現(xiàn)場軋制確定，b3較一般圓鋼軋件尺寸大；軋制后經(jīng)翻鋼90°后進(jìn)入成品前孔K2，其采用異形平橢圓型孔，且滿足h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍，R21＝R22+Δ2，Δ2由現(xiàn)場軋制確定，b21＝b22+2，b22＝成品孔寬度的0.9倍；軋制后經(jīng)翻鋼90°后進(jìn)入成品孔K1，其上有凹槽1-1，且凹槽1-1在軋輥4的成品孔K1上均布。
5、圓鋼一側(cè)有不均布穩(wěn)釘。
與實(shí)施方式4的不同之處為凹槽1-1在軋輥4的成品孔K1上不均布。
以上實(shí)施方式1～5中按穩(wěn)釘要求的形狀和尺寸在軋輥4的成品孔K1上加工出相應(yīng)形狀和尺寸的凹槽1-1，可用銑制、電火花等方法加工。兩相鄰凹槽1-1在同一軋輥4上的圓周距離是對應(yīng)于圓鋼桿體同側(cè)兩相鄰穩(wěn)釘?shù)木嚯x，根據(jù)兩相鄰穩(wěn)釘距離的尺寸和個數(shù)設(shè)計(jì)出軋輥4的直徑和凹槽1-1個數(shù)。軋制時(shí)利用成品孔K1對軋件進(jìn)行擠壓變形，使金屬進(jìn)入凹槽1-1得到與凹槽1-1形狀尺寸相同的凸起形穩(wěn)釘。
本發(fā)明簡單易行，生產(chǎn)效率高，凸起形穩(wěn)釘與圓鋼一體軋制成型，凸起形穩(wěn)釘牢固可靠。
權(quán)利要求
1.一種帶穩(wěn)釘異型圓鋼的熱軋方法，其特征在于a、該異型圓鋼的穩(wěn)釘呈交錯布置，軋制方法采用圓—平橢圓—圓孔型系統(tǒng)。軋件通過成品再前孔(K3)，采用圓型孔，其b3≈h3，b3較一般圓鋼軋件尺寸大；軋制后進(jìn)入成品前孔(K2)，其采用單圓弧平橢圓型孔，其b2/h2≥3，h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍；軋制后經(jīng)翻鋼90°后進(jìn)入成品孔(K1)，每個軋輥(4)的成品孔(K1)上均有凹槽(1-1)，且凹槽(1-1)在成品孔(K1)上均布或不均布，其中一個軋輥(4)的凹槽(1-1)在另一個軋輥(4)的兩相鄰凹槽(1-1)的中間位置或不在中間位置。b、該異型圓鋼的穩(wěn)釘呈對稱布置，采用普通螺紋鋼孔型即可。成品前孔(K2)采用單圓弧平橢圓型孔，且滿足b2/h2＝2.5～3；軋制后經(jīng)翻鋼90°后進(jìn)入成品孔(K1)，兩個耦合軋輥(4)的成品孔(K1)上均有凹槽(1-1)，其中一個軋輥(4)的凹槽(1-1)與另一個軋輥(4)的凹槽(1-1)相對于軋件中心連線對稱分布。c、該異型圓鋼的穩(wěn)釘呈單邊布置，采用變態(tài)圓—變態(tài)橢圓—圓孔型系統(tǒng)。軋件進(jìn)入成品再前孔(K3)，其采用異形圓型孔，且滿足h31＝h32+3，R32＝R31+Δ3，Δ3由現(xiàn)場軋制確定，b3較一般圓鋼軋件尺寸大；軋制后經(jīng)翻鋼90°后進(jìn)入成品前孔(K2)，其采用異形平橢圓型孔，且滿足h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍，R21＝R22+Δ2，Δ2由現(xiàn)場軋制確定，b21＝b22+2，b22＝成品孔寬度的0.9倍；軋制后經(jīng)翻鋼90°后進(jìn)入成品孔(K1)，其上有凹槽(1-1)，且凹槽(1-1)在軋輥(4)的成品孔(K1)上均布或不均布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶穩(wěn)釘異型圓鋼的熱軋方法，其特征還在于按穩(wěn)釘要求的形狀和尺寸在軋輥(4)的成品孔(K1)上加工出相應(yīng)形狀和尺寸的凹槽(1-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶穩(wěn)釘異型圓鋼的熱軋方法，其特征還在于為保證兩個耦合軋輥(4)成品孔(K1)上的兩組凹槽(1-1)的相對位置，兩耦合軋輥(4)要作好標(biāo)記，以保證初始定位；采用單輥傳動，雙輥聯(lián)動，以保證運(yùn)行過程定位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶穩(wěn)釘異型圓鋼的熱軋方法，按穩(wěn)釘在圓鋼桿體上的分布情況，分別采用如下熱軋方法a.穩(wěn)釘呈交錯布置，采用圓—平橢圓—圓孔型系統(tǒng)，其中一個軋輥成品孔的凹槽在另一個軋輥成品孔的兩相鄰凹槽之間。b.穩(wěn)釘呈對稱布置，采用普通螺紋鋼孔型，兩軋輥成品孔的凹槽相對于軋件中心連線對稱分布。c.穩(wěn)釘呈單邊布置，采用變態(tài)圓—變態(tài)橢圓—圓孔型系統(tǒng)，成品孔上有凹槽。本發(fā)明簡單易行，生產(chǎn)效率高，穩(wěn)釘與圓鋼一體軋制成型，牢固可靠。
文檔編號B21B1/08GK1814363SQ20051004207
公開日2006年8月9日 申請日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月3日
發(fā)明者辛民昌, 宋孟裕, 張居國 申請人:山東九環(huán)石油機(jī)械有限公司