钻杆管体淬火机的研究.pdf

第36卷第1期
热处理技术与装备
Vol 36, No
2015年2月
RECHULI JISHU YU ZHUANGBEI
Feb.2015
设备
钴杆管体淬火机的研究
刘聪,钱强,陈旭
(华油一机(河北)石油专用管材有限公司,河北沧州062658)
摘要:介绍了淬火机技术的应用,概述了钻杆管体的机械性能和对外形尺寸的要求,提出在V150
钢级、SS105抗硫钻杆管体生产时应加大水量,生产193.7m规格钴杆管体时注意调整防止淬火
后变形。
关键词:淬火机;钻杄管体;V150钢级;淬火变形
中图分类号:155.3+2文献标志码
文章编号:1673-4971(2015)01-044-02
Research on Quenching Machine of Drill Pipe Body
LIU Cong, QIAN Qiang, CHEN Xu
( Huabei OCTG Machinery Co. Ltd, Cangzhou Hebei 062658, China)
Abstract The application on the technology of quenching machine is introduced, the requests for mechan-
ical property and the shape size of drill pipe are summarized. In the production of V150 grade and SS105
sulfur resistant drill pipe the amount of water should be increased, and o193. 7 mm drill pipe should be ad
justed to prevent deformation after quenching
Key words: quenching machine; drill pipe body; V150 steel; quenching deformation
渤海装备第一机械厂下属的华油一机(河北)石水及管端定位装置、外淋水装置、出料装置以及液压
油专用管材有限公司专业进行钴杆管体管端加厚、电气控制系统等。
钻杄管体整体热处理、钴杆管体无损检测等业务,公
司相应建设了相关生产线。热处理生产线采用了蓄
热式步进式加热炉、台架式油井管淬火机、六辊管材
矫直机等生产设备。台架式油井管淬火机为2009
年开始建设投产,目前已经热处理钻杆管体6万余
吨,投产成功了V150高强度钴杆管体,开发了
SS105抗硫钻杆管体,最大生产规格为193.7mm,
目前运行状态良好。
1淬火机简介
台架式油井管淬火机(见图1),由无锡某公司
图1油井管淬火机
生产。主要设备系统有淬火机接料输送升降辊道系
Fig. I Quenching machine for oil well pipe
统、挡水门装置、淬火旋转装置、钢管压紧装置、内喷
收稿日期:201408-11
作者简介:刘聪(1984-),男,本科,工程师,主要从事石油钴杆管体热处理、热处理工艺制定、质量管理等工作。
联系电话:15832725147;E-mail:lc277600@163.com
万方数据
第1期
刘聪等;钻杄管体淬火机的硏究
2研究方向及要求
水温由15℃升至x,计算所需水量M为
钢管淬火机能够生产API5DP-2009标准中常
19.5x10=(x-15)xMx4.2x10°。
规规格钴杆管体,近几年硏究开发了193.7mm规
假定水温x=100℃,则水量M=545kg
格、V150高强度钻杆、SS105抗硫钻杄管体等非标钻
假定水温x=50℃,则水量M=1325kg;
杆。这些对淬火机提出了新的要求,主要是规格超
假定水温x=25℃,则水量M=4640kg。
出设计上限、高强度钻杆管体的淬透性、管体淬火外
现有内喷泵280m3/h、外淋泵550m3/h,在两台
形的研究等。
均开的情况下,淬火时间40s内的水量为内喷6m
外淋12.2m3,生产大规格钻杆应采用两台水泵。
3淬火机改进
3.1设备工装研究
4机械性能试验
为满足193.7mmx10.92mm规格钴杆管体
公司采用台架式淬火机已经生产钻杆管体6万
生产,对淬火旋转装置、内喷水及管端定位装置、外吨,各项热处理参数良好,淬火机工作正常。V150
淋水装置等进行了改进。重新设计了整体升降接料钢级、SS105抗硫钴杆管体、193.7mm规格钴杆管
装置、管料支撑装置和可调节喷嘴装置,均申请了实体在 AP I Spec5DP下均没有出现问题,因此参照该
用新型专利。
标准进行试验,对调质处理后的钻杄管体进行了机
3.2淬火液需求量核算
械性能试验。
193.7mmx10.92mm规格管体长度900omm
机械性能试验包括屈服强度、抗拉强度、伸长率
左右,单根重量约470kg。
及冲击功试验。冲击功管体采用7.5mmnx10mm×
假定淬火温度由920℃淬火至20℃,温降为55mm试样尺寸,管体采用弧形试样,取样均为出水
900℃,散发的热量为
端的试样。根据生产现场统计,合格率在98%以上。
900×470×0.46×103=19.5×10J
表1为生产的部分管体试样的机械性能。
表1钴杆管体机性能
Table I Mechanical Properties of drill pipe
规格/m钢级材质屈服强度/MPa抗拉强度/MPa伸长率/%平均冲击功/J(21℃)
193.7×10.92
S13
27 Crmo44s/1
1010
5I14.3x8,56
28CRMO45VB
810
l68.3×10
24CRM048V/1
24CRM048 V/1
139.7×10.5416524cCMo48V/
5淬火后管体外形
焊影响比较大,客户提出的要求在API5DP的基础
钻杄管体淬火后的外形质量对后续的摩擦压接上进行了加严,如表2所示。
表2外形尺寸要求对比
Table 2 Comparison of shape size
管端平直度
管体平直度
加厚对中
API5DP-2009管端1.5m范围内不得>3.2m管体直度最大弦高不大于总长度的0.2%外表面表读数不应超过2.4mm
客户要求管端2.5m范围内不得>2mm管体直度最大弦高不大于7m外表面表读数不应超过2.4mm
为满足客户要求,对原有热处理生产工艺进行
2)淬火机径向轮、喷嘴调整时,采用塞尺等工
改进,对淬火工序控制要求更加严格,主要采取的揹具保证接触均匀;
施有:
3)尽量增加外淋水量,调整径向轮转速等,生
1)两端加厚端添加额外的外淋辅助管路,提高产中也应及时调整。
加厚端的冷却能力;
万方数据