專利名稱：把13Cr石油套管加工梯形縫篩管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼管加工方法，特別是一種把13Cr石油套管加工梯 形縫篩管的方法。
技術(shù)背景目前采油、氣有限防砂問題一直是石油工業(yè)上困擾石油專家的主要問 題，為清砂和解決套管篩管出砂問題，有關(guān)開采、修井尤其導(dǎo)致的減產(chǎn)損 失十分嚴(yán)重。特別是近年來，開采油、氣新技術(shù)迅速發(fā)展，大都采用水平 井、側(cè)井等工藝來完成完井方式。這樣就對有限防砂技術(shù)提出了更高要求， 為此國內(nèi)外在尋求技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理的對防砂石油篩管的加工途徑 來滿足采油行業(yè)對新技術(shù)的要求。當(dāng)前國內(nèi)外采油、氣除了常規(guī)開采方法外，近年來又創(chuàng)立了新的利用 有限防砂篩管開采法。對有限防砂篩管主要設(shè)計(jì)要求參數(shù)是縫寬和滲透率， 在保證有限防砂篩管有一定的強(qiáng)度前提下，即過濾掉一定粒度的砂子，又 保證了篩管的滲透功能，所以在石油篩管壁上加工出有一定規(guī)則的縫位布 置和縫隙寬度。 一般設(shè)計(jì)0.2 0.5毫米不同等級組別。目前國內(nèi)采油所用 篩管的縫隙截面為矩形縫形，也就是將石油套管管壁切透，內(nèi)外表面尺寸 寬度相等，這種截面為矩形縫形。這種篩管由于內(nèi)外表面相同，在地下采 油過程中會在壓力的作用下使沙粒在割縫外表面堆積，而梯形縫則因?yàn)閮?nèi) 表面寬于外表面，使石油的壓力在通過割縫時(shí)由于滲透面積的增大而減小， 這樣也就降低了沙粒在割縫外表面的堆積，減少了堵縫現(xiàn)象，提高了采油 率。對于梯形縫篩管產(chǎn)品，亦有用陶瓷刀片切割的，海上油田亦有采用繞 絲加工梯形縫的篩管，而采用普通切刀加工梯形縫形的研究加工及質(zhì)量控制在目前尚在研發(fā)之中。何為繞絲加工篩管？它是一種采用加工好圓孔或 槽的管體，用繞成"U"形不銹鋼絲直接與管體固定，再用備好的"▽"形不銹鋼絲，即304L不銹鋼絲，直接繞在"\J "形不銹鋼絲上，并"V" 與"\J "相互固定而成篩管，有人叫直繞式篩管，這樣兩個(gè)"▽" "▽" 形不銹鋼絲形成管體外縫窄，而管體內(nèi)表面寬而形成篩管。而另一種則是 篩網(wǎng)篩管，它是根據(jù)用戶要求采購篩網(wǎng)待用，再在管體上切割圓形孔或長 方形槽，將篩網(wǎng)套在切完孔或槽的管體上，最后將篩網(wǎng)兩端封閉而成篩網(wǎng) 篩管。其篩網(wǎng)是特制的"▽" 304L不銹鋼絲線制成的。這種方法成本高， 而且在井下過程中繞絲會發(fā)生部分變形，效果不理想。而TPllO-13C r套 管由于它具有較高的抗腐蝕性，近來被廣泛的使用。但TPllO-13C r套管 因?yàn)楹锌垢g的Cr成分較高，它的物理性能為塑性、韌性強(qiáng)，加工起來 非常困難。 發(fā)明內(nèi)容為解決上述技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種把13Cr石 油套管加工梯形縫篩管的方法，以利于有限防砂，減少油/水透過切割縫的 阻力，避免了沙礫將切縫堵住，進(jìn)一步提高了油/水井的出油/水率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種把13Cr石油套管 加工成梯形縫篩管的方法，該方法包括以下步驟 (1)、刀片的參數(shù)確定根據(jù)不同套管的管體直徑，確定不同規(guī)格的刀片尺寸刀片外徑尺寸4 70—d)82mm;刀片內(nèi)孔直徑小25.4mm刀片材質(zhì)含有鈷、鎳、鉻成分的高速合金鋼；刀片厚度0. 5咖一10咖； 刀片齒數(shù)24—48齒；(2) 、套管支撐座的調(diào)整 對于加工不同規(guī)格的梯形縫必需以空間圓點(diǎn)為圓心基點(diǎn)，調(diào)校設(shè)備墊鐵的位置，該位置是以套管支撐座的旋轉(zhuǎn)空間為圓點(diǎn)，也是刀片與鋼管接 觸點(diǎn)為圓心的基點(diǎn)，再計(jì)算出墊鐵的底墊量，來實(shí)現(xiàn)梯形縫切縫，由于設(shè) 備是以直徑為177.8Ml的石油套管為基準(zhǔn)管，底墊量計(jì)算公式如下 底墊量(DS)的計(jì)算為0E二0A-AE; HE,氺sin45。； BH=BE-HE且二0S; 其中D0為基準(zhǔn)管半徑，D0二A0， BE二AE為被加工套管半徑DS二D0-BH(3) 、機(jī)床參數(shù)的調(diào)整 冷卻水壓不低于O. 2Mpa; 壓縮空氣120-140psi; 主軸轉(zhuǎn)速185-230rpm; 進(jìn)刀速度6-20咖/min;套管支撐座的擺動角度3° —6° ;套管支撐座通過設(shè)備的連桿使被加工套管以套管的頂點(diǎn)，即刀片與套管接觸點(diǎn)為圓心，左右擺動角度為3° —6° ,在割縫橫截面的中心線兩側(cè)各加工一刀，即加工兩刀，從而完成梯形縫的加工；(4) 、切割加工上述準(zhǔn)備和調(diào)整完畢后，將刀片安裝在機(jī)床的主軸上卡緊；將被加工 的套管放在套管支撐座上，用汽缸壓緊；開啟主軸電機(jī)使主軸旋轉(zhuǎn)，操縱 主軸下降完成第一刀的加工，然后抬起主軸使刀片離開套管，轉(zhuǎn)動套管支 撐座使其以刀片與套管接觸點(diǎn)為圓心轉(zhuǎn)動3° —6° ，再操縱主軸下降進(jìn)行第二刀的加工，這樣就完成了在套管上加工成梯形縫篩管。本發(fā)明的效果是采用以刀片加工的外窄內(nèi)寬縫隙的梯形縫篩管，減 少了油/水透過割縫的阻力，避免了沙礫將切縫堵住，進(jìn)一步提高了油/水 井的出油/水率。所以采用以刀片接觸鋼管的切割點(diǎn)為圓心的旋轉(zhuǎn)支撐座和 刀片加工以滿足石油篩管的切縫布置功能要求。在加工過程中，設(shè)備應(yīng)具 有較好的穩(wěn)定性、剛度和較高的自動化程度是加工的必備條件，從而確保 梯形縫篩管產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。


圖1為本發(fā)明的梯形縫篩管的加工的底墊量計(jì)算示意圖；圖2為本發(fā)明的梯形縫篩管的加工方法流程圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明的把13Cr石油套管加工梯形縫篩管的方 法使用過程加以說明。本發(fā)明的把13Cr石油套管加工梯形縫篩管的方法包括以下步驟-(1) 、刀片的參數(shù)確定 根據(jù)不同套管的管體直徑，確定不同規(guī)格的刀片尺寸-刀片外徑尺寸小70—d)82nim;刀片內(nèi)孔直徑d>25.4mm刀片材質(zhì)含有鈷、鎳、鉻成分的高k合金鋼； 刀片厚度0.5咖一10 mm;刀片齒數(shù)24—48齒；(2) 、套管支對于加工不同規(guī)格的梯形縫必需以空間圓點(diǎn)為圓心基點(diǎn)，調(diào)校設(shè)備墊鐵的位置，該位置是以套管支撐座的旋轉(zhuǎn)空間為圓點(diǎn)，也是刀 片與鋼管接觸點(diǎn)為圓心的基點(diǎn)，再計(jì)算出墊鐵的底墊量，來實(shí)現(xiàn)梯形縫切縫。由于設(shè)備是以直徑為177.8 mm的石油套管為基準(zhǔn)管，底墊量計(jì)算公式如下底墊量DS的計(jì)算為0E=0A-AE; HE=0E*sin45° ; BH二BE-服且二0S; 其中D0為基準(zhǔn)管半徑88.9mm， DO二AO， BE二AE為被加工套管半徑DS=DO-BH(3) 、機(jī)床參數(shù)的調(diào)整 冷卻水壓不低于O. 2Mpa; 壓縮空氣120-140psi; 主軸轉(zhuǎn)速185-230rpm; 進(jìn)刀速度6-20 mm/min; 套管支撐座的擺動角度3° —6° ;套管支撐座通過設(shè)備的連桿使被加工套管以套管的頂點(diǎn)，即刀片與套 管接觸點(diǎn)為圓心，左右擺動角度為3° —6° ，在割縫橫截面的中心線兩側(cè) 各加工一刀，即加工兩刀，就形成了梯形縫；(4) 、切割加工上述準(zhǔn)備和調(diào)整完畢后，將刀片安裝在機(jī)床的主軸上卡緊；將被加工 的套管放在套管支撐座上，用汽缸壓緊；開啟主軸電機(jī)使主軸旋轉(zhuǎn)，操縱 主軸下降完成第一刀的加工，然后抬起主軸使刀片離開套管，轉(zhuǎn)動套管支 撐座使其以刀片與套管接觸點(diǎn)為圓心轉(zhuǎn)動3° —6° ，再操縱主軸下降進(jìn)行 第二刀的加工，這樣就完成了把套管加工成梯形縫篩管。如圖2所示，首先選擇抗腐蝕13C r成分的套管，以4> 139. 7*9. 17 TP110-13Cr的套管加工成梯形縫篩管為例，具體操作如下1、刀片參數(shù)的確定刀片外徑尺寸4)75imn;刀片材質(zhì)添加鈷、鎳、鉻的高速合金鋼；刀片厚度l士0.05腿；刀片內(nèi)孔直徑4>25. 4 mm刀片齒數(shù)36齒；2、 鋼管支撐座的調(diào)整，即計(jì)算墊鐵厚度DS。從圖l可知OE二OA-AE;則0E=88. 9-69. 85 (139.7/2) =19. 05咖； HE=0E*sin45° ;服=19. 05*0. 7:07二13. 47 mm; BH二BE-HE且二OS; BH=69. 85-13. 47二56. 38咖； 0D二0A為基準(zhǔn)管半徑88.9咖，BE二AE為被加工套管半徑，因而 DS二OD-BH; DS二88.9-56. 38二32. 52 mm; 所以在套管支撐座上加32. 52 mm厚的墊鐵，就為加工cj> 139. 7的梯形縫 篩管做好了準(zhǔn)備。3、 機(jī)床參數(shù)的調(diào)整 冷卻水壓0.2Mpa;壓縮空氣120psi;主軸轉(zhuǎn)速230rpm; 進(jìn)刀速度12醒/min;套管支撐座的擺動角度3° ;4、 切割加工準(zhǔn)備和調(diào)整完畢后，將刀片安裝在設(shè)備主軸上卡緊；將被加工的鋼管 放在套管支撐座上，用汽缸壓緊；開啟主軸電機(jī)使主軸旋轉(zhuǎn)，操縱主軸下 降完成第一刀的加工，然后抬起主軸使刀片離開鋼管，轉(zhuǎn)動套管支撐座使 其以刀片與套管接觸點(diǎn)為圓心轉(zhuǎn)動3° ，再操縱主軸下降進(jìn)行第二刀的加 工，這樣就完成了梯形縫篩管的加工。經(jīng)檢驗(yàn)合格的篩管，掛標(biāo)牌，包裝入庫。
權(quán)利要求
1. 一種把13Cr石油套管加工成梯形縫篩管的方法，該方法包括以下步驟(1)、刀片的參數(shù)確定根據(jù)不同套管的管體直徑，確定不同規(guī)格的刀片尺寸刀片外徑尺寸φ70-φ82mm；刀片內(nèi)孔直徑φ25.4mm刀片材質(zhì)含有鈷、鎳、鉻成分的高速合金鋼；刀片厚度0.5mm-10mm；刀片齒數(shù)24-48齒；(2)、套管支撐座的調(diào)整對于加工不同規(guī)格的梯形縫必需以空間圓點(diǎn)為圓心基點(diǎn)，調(diào)校設(shè)備墊鐵的位置，該位置是以套管支撐座的旋轉(zhuǎn)空間為圓點(diǎn)，也是刀片與鋼管接觸點(diǎn)為圓心的基點(diǎn)，再計(jì)算出墊鐵的底墊量，來實(shí)現(xiàn)梯形縫切縫，由于設(shè)備是以直徑為177.8mm的石油套管為基準(zhǔn)管，底墊量計(jì)算公式如下底墊量(DS)的計(jì)算為OE＝OA-AE；HE＝OE*sin45°；BH＝BE-HE且＝OS；其中DO為基準(zhǔn)管半徑，DO＝AO，BE＝AE為被加工套管半徑DS＝DO-BH(3)、機(jī)床參數(shù)的調(diào)整冷卻水壓不低于0.2Mpa；壓縮空氣120-140psi；主軸轉(zhuǎn)速185-230rpm；進(jìn)刀速度6-20mm/min；套管支撐座的擺動角度3°-6°；套管支撐座通過設(shè)備的連桿使被加工套管以套管的頂點(diǎn)，即刀片與套管接觸點(diǎn)為圓心，左右擺動角度為3°-6°，在割縫橫截面的中心線兩側(cè)各加工一刀，即加工兩刀，從而完成梯形縫的加工；(4)、切割加工上述準(zhǔn)備和調(diào)整完畢后，將刀片安裝在機(jī)床的主軸上卡緊；將被加工的套管放在套管支撐座上，用汽缸壓緊；開啟主軸電機(jī)使主軸旋轉(zhuǎn)，操縱主軸下降完成第一刀的加工，然后抬起主軸使刀片離開套管，轉(zhuǎn)動套管支撐座使其以刀片與套管接觸點(diǎn)為圓心轉(zhuǎn)動3°-6°，再操縱主軸下降進(jìn)行第二刀的加工，這樣就完成了在套管上加工成梯形縫篩管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種把13Cr石油套管加工成梯形縫篩管的方法，該方法包括以下步驟刀片的參數(shù)確定；套管支撐座的調(diào)整；機(jī)床參數(shù)的調(diào)整；切割加工，完成了在套管上加工成梯形縫篩管。本發(fā)明的效果是采用以刀片加工的外窄內(nèi)寬縫隙的梯形縫篩管，減少了油/水透過割縫的阻力，避免了沙礫將切縫堵住，進(jìn)一步提高了油/水井的出油/水率。所以采用以刀片接觸鋼管的切割點(diǎn)為圓心的旋轉(zhuǎn)支撐座和刀片加工以滿足石油篩管的切縫布置功能要求。在加工過程中，設(shè)備應(yīng)具有較好的穩(wěn)定性、剛度和較高的自動化程度是加工的必備條件，從而確保梯形縫篩管產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
文檔編號B23C3/00GK101279382SQ20081005326
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者偉 劉, 寧福宏, 東 李, 陸曉玲 申請人:天津鋼管集團(tuán)股份有限公司