頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于套管接頭加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在頁(yè)巖氣鉆探和開(kāi)采過(guò)程中，表層套管是油氣井套管程序里最外層的套管。在油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，鉆井開(kāi)孔后鉆到表土層以下的基巖或鉆達(dá)一定深度后，下入表層套管，具體地，表層套管具有以下作用:
[0003](I)隔離上部含水層，不使地面水和表層地下水滲入井筒；
[0004](2)保護(hù)井口，加固表土層井段的井壁；
[0005](3)對(duì)于鉆井時(shí)遇到高壓油氣層的情形，在表層套管上安裝防噴器可以預(yù)防井噴。
[0006]在使用表層套管使需要通過(guò)接頭螺紋將一支支管子連接起來(lái)，因此需要加工套管接頭，即將管坯進(jìn)行接箍?jī)?nèi)螺紋和管體螺紋加工，達(dá)到頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭的設(shè)計(jì)要求。
[0007]目前，頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭的加工，主要分為接箍加工和管體螺紋加工，包括對(duì)接箍管坯采用切斷、外拔、內(nèi)鏜、車(chē)絲加工等工序，以及對(duì)管體外表面進(jìn)行扒荒、車(chē)絲、倒角等工序，當(dāng)采用傳統(tǒng)的加工工藝(包括切削用量、冷切方式和裝夾方式)時(shí)，由于頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管口徑大，加工時(shí)容易出現(xiàn)刀具損耗大、變形大、接頭合格率低的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]【要解決的技術(shù)問(wèn)題】
[0009]本發(fā)明的目的是提供一種頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭的加工方法，以解決由于頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管口徑大，加工時(shí)容易出現(xiàn)刀具損耗大、變形大、接頭合格率低的問(wèn)題。
[0010]【技術(shù)方案】
[0011 ]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0012]本發(fā)明涉及一種頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭的加工方法，該加工方法包括以下步驟:
[0013]對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)米用大口徑套管接頭管還的表面進(jìn)行外拔或拔荒，其中吃刀深度為
0.4?0.7mm，切削速度為80?100mm/min，進(jìn)給量為0.6?0.9mm/轉(zhuǎn)；
[0014]加工接箍?jī)?nèi)螺紋:采用五齒成型梳刀以100?130m/min的切削速度進(jìn)行I?2次粗車(chē)，每次粗車(chē)的吃刀深度為0.3?0.5mm;然后采用五齒成型梳刀以100?130m/min的切削速度進(jìn)行兩次精車(chē)，兩次精車(chē)的吃刀深度分別為0.3mm和0.2mm，進(jìn)給量為5.08mm/轉(zhuǎn)；
[0015]加工管體外螺紋:采用三齒成型梳刀以90?110m/min的切削速度進(jìn)行2次粗車(chē)，每次粗車(chē)的吃刀深度為0.35?0.45mm;然后采用三齒成型梳刀以90?110m/min的切削速度進(jìn)行兩次精車(chē)，兩次精車(chē)的吃刀深度分別為0.35_和0.25_，進(jìn)給量為5.08_/轉(zhuǎn)；
[0016]所述外拔或拔荒、加工接箍?jī)?nèi)螺紋、加工管體外螺紋的過(guò)程中對(duì)切削刀具進(jìn)行冷卻。
[0017]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述加工接箍?jī)?nèi)螺紋步驟中，切削速度為115?125m/min，每次粗車(chē)的吃刀深度為0.35?0.45mm。
[0018]作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述加工管體外螺紋步驟中，切削速度為95?105m/min，每次粗車(chē)的吃刀深度為0.38?0.42mm。
[0019]作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述外拔或拔荒步驟中，切削速度為85?95mm/min，進(jìn)給量為0.7?0.8mm/轉(zhuǎn)。
[0020]作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭管坯通過(guò)卡盤(pán)夾持，所述卡盤(pán)夾持壓力為5?8MPa，其中粗加工的夾持壓力與精加工的夾持壓力不同。
[0021 ]作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述冷卻方法通過(guò)將冷卻液直接噴在切削刀具的刀尖上和切削區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)冷卻。
[0022]【有益效果】
[0023]本發(fā)明提出的技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0024]本發(fā)明提出的加工方法適用于頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑(18_5/8〃、20〃)套管接頭(接箍?jī)?nèi)螺紋和管體外螺紋)的加工，在切削用量(切削速度、吃刀深度及次數(shù)、進(jìn)給量)、冷卻方式和裝夾方式上進(jìn)行改進(jìn)，有效地克服了頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭加工時(shí)的刀具損耗大、變形大、接頭合格率低等缺點(diǎn)，滿足了頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭的生產(chǎn)要求，降低了生產(chǎn)成本，提高了加工效率。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0026]對(duì)于頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管，其套管材料和接頭結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn):
[0027]①屈服強(qiáng)度為379?552MPa，抗拉強(qiáng)度不低于517MPa;
[0028]②口徑大，外徑為 18-5/81473.08mm)、20^(508.0Omm)；
[0029]③壁厚薄，壁厚為11.05mm和11.13mm;
[0030]④接頭螺紋直徑公差小，為O?+0.21mm；
[0031 ] ⑤接頭螺紋尺寸公差小，牙型高度為± 0.0254mm，螺距為土 0.0762mm，錐度為
0.0818?0.0868in/12in。
[0032]因此，在大口徑管套管螺紋接頭加工時(shí)，由于外徑大、壁厚薄、螺紋尺寸公差小等特點(diǎn)，造成車(chē)絲過(guò)程中，在切削力作用下，受力不均勻，容易產(chǎn)生變形；同時(shí)在加工螺紋表面產(chǎn)生回彈，使螺紋梳刀的后面與已加工表面產(chǎn)生強(qiáng)烈磨損，致使螺紋梳刀(專(zhuān)用刀具)磨損加快，壽命縮短;且易與螺紋梳刀產(chǎn)生親和作用，導(dǎo)致粘結(jié)、擴(kuò)散，很快磨損。
[0033]實(shí)施例一
[0034]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，實(shí)施例一提供的頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭的加工方法包括以下步驟:
[0035](I)外拔或拔荒
[0036]該步驟對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭管坯的表面進(jìn)行外拔或拔荒，其中吃刀深度為0.6mm，切削速度為90mm/min，進(jìn)給量為0.8mm/轉(zhuǎn)。
[0037](2)加工接箍?jī)?nèi)螺紋
[0038]內(nèi)螺紋加工條件為:車(chē)絲，采用接箍專(zhuān)用數(shù)控車(chē)床，根據(jù)頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭的螺紋齒形要求，采用成型梳刀(五齒，粗車(chē)螺紋梳刀和精車(chē)螺紋梳刀)，并進(jìn)行特別的物理方式涂層(PVD)，切削速度用120m/min。分2次粗車(chē)，每次吃刀深度0.4mm;分2次精車(chē)，兩次吃刀深度分別為0.3mm和0.2mm。進(jìn)給量為5.080mm/轉(zhuǎn)(恒定螺距切削)。
[0039](3)加工管體外螺紋
[0040]外螺紋加工條件為:車(chē)絲，采用管體專(zhuān)用數(shù)控車(chē)床，根據(jù)頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭的螺紋齒形要求，采用成型梳刀(三齒，粗車(chē)螺紋梳刀和精車(chē)螺紋梳刀)，并進(jìn)行特別的物理方式涂層(PVD)，切削速度為100m/min。分2次粗車(chē)，每次吃刀深度為0.4mm;分兩次精車(chē)，兩次吃刀深度分別為0.35mm和0.25mm。進(jìn)給量為5.080mm/轉(zhuǎn)(恒定螺距切削)。
[0041 ]需要說(shuō)明，本實(shí)施例并不限制加工接箍?jī)?nèi)螺紋與加工管體外螺紋的先后次序。
[0042]另外，對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭管坯進(jìn)行加工時(shí)，大口徑套管接頭管坯通過(guò)卡盤(pán)夾持，卡盤(pán)夾持壓力為5?8MPa，需要說(shuō)明，粗加工時(shí)卡盤(pán)的夾持壓力與精加工時(shí)卡盤(pán)的夾持壓力不同。與現(xiàn)有技術(shù)中采用管子裝夾方式不同，本實(shí)施例有效地克服管體螺紋的加工變形。
[0043]另外，在各個(gè)步驟中，還包括在外拔或拔荒、加工接箍?jī)?nèi)螺紋、加工管體外螺紋的過(guò)程中對(duì)切削刀具進(jìn)行冷卻。具體的冷卻方法為:通過(guò)將冷卻液直接噴在切削刀具的刀尖上和切削區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)冷卻，通過(guò)調(diào)整噴射冷卻液的壓力和流量，能夠有效地對(duì)切削工具進(jìn)行冷卻。
[0044]實(shí)施例二
[0045]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，實(shí)施例二提供的頁(yè)巖氣開(kāi)采用大口徑套管接頭的加工方法包括