第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
新型鉆桿耐磨帶自動去除設(shè)備專用于解決石油鉆井去除鉆桿耐磨帶難題,可解決鉆桿接頭表面耐磨帶及有缺陷耐磨帶清除時遇到的問題,操作簡單安全、自動化程度高,切割鉆桿表面接頭效率高、切割后光潔度好,適用管體直徑范圍廣,噪音小,不污染環(huán)境,安裝調(diào)試方便。
以往鉆井過程中鉆桿接頭過早磨損致使鉆桿報廢所占比例較高,為延長鉆桿使用壽命,通常在鉆桿接頭表面敷焊數(shù)條碳化鎢耐磨帶,碳化鎢耐磨帶達(dá)到了對鉆桿接頭的較好保護(hù)。但是敷焊了尖利和顆粒狀的碳化鎢耐磨帶材料的鉆桿接頭,在鉆柱旋轉(zhuǎn)和上提下放過程中卻對套管壁的磨損十分嚴(yán)重,目前很多油公司出于對套管的保護(hù),不允許該耐磨帶的使用,很多鉆井公司采取一些措施,把鉆桿上的碳化鎢耐磨帶去除;另外,在耐磨帶敷焊過程中,由于一些原因,導(dǎo)致耐磨帶敷焊的質(zhì)量不合格,需要去除重新敷焊,原來采取的辦法是用手提式砂輪機(jī)進(jìn)行打磨,費(fèi)時、費(fèi)力,效率低下。
正是基于這種情況,安東石油技術(shù)(集團(tuán))有限公司派技術(shù)專家對以上問題進(jìn)行了 分析 和技術(shù)攻關(guān),最終成功研制了新型的鉆桿耐磨帶自動去除設(shè)備。
該新型設(shè)備在清除鉆桿表面碳化鎢時采用專用的支架,以支撐被切鉆桿,切割寬度達(dá)到2.5mm以上,切割厚度小于5mm,無級可調(diào);同時使用三爪自動定心動力卡盤,用于夾緊工件??ūP采用無級調(diào)速調(diào)節(jié)工件的旋轉(zhuǎn)速度滿足切割鉆桿表面碳化鎢的需要,同時切割片也采用無級調(diào)速,以保證將鉆桿表面碳化鎢清除。鉆桿表面碳化鎢清除后,不僅不改變鉆桿原有材料的特性,鉆桿表面光潔度還達(dá)到了再次敷焊耐磨帶要求。
該設(shè)備系統(tǒng)控制采用西門子公司PLC可編程序控制器作為主控單元,配套各動作程序和保護(hù)元件等組成本專用切割設(shè)備電氣控制系統(tǒng)。切割速度數(shù)字顯示,切割量預(yù)置,切割的各種動作由程序控制,操作控制柜面板儀表顯示切割電壓、電流值,能夠可靠調(diào)整切割電流、切割電壓值,工件旋轉(zhuǎn)速度、切刀旋轉(zhuǎn)速度等,操作面板上有自動/手動/復(fù)位三種選擇功能,手動狀態(tài)能滿足工件、切刀速度的調(diào)整,自動狀態(tài)能在程序的控制下完成各種切割動作。
操作過程中只需合上電源總開關(guān),點(diǎn)動將鉆桿翻入鉆桿傳輸線內(nèi),傳輸線在可編程序控制下自動啟動正轉(zhuǎn),鉆桿到位后傳輸線停止,氣缸將傳輸線自動上升到位。按控制按鈕用電動卡盤夾緊工件,按控制按鈕啟動卡盤驅(qū)動電機(jī)。在可編程序控制下,按順序開始啟動開關(guān)壓縮空氣供給、冷卻水供給、水平軸向移動、徑向移動、啟弧開始切割耐磨帶,切割完成后,在可編程序控制下,壓縮空氣供給、冷卻水供給水平軸向移動、徑向移動停止并自動復(fù)位,點(diǎn)動使傳輸線反轉(zhuǎn)將鉆桿傳出,到位后氣缸下降自動翻出鉆桿,即完成整個過程自動控制。
該設(shè)備的使用將大大提高鉆桿耐磨帶去除效率,提高去除質(zhì)量,減輕工人的勞動強(qiáng)度。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程
石油鉆桿接頭熱處理工藝,包括淬火、回火熱處理,其特征是按如下步驟和工藝參數(shù)進(jìn)行操作:
1、裝框:將石油鉆桿的半成品接頭裝入料框,焊頸端朝下,相鄰接頭間距不小于25.4mm;
2、淬火:
1)將井式淬火爐升溫至850℃~900℃,接頭裝爐,加熱,保溫45~95分鐘;
2)出爐前5~10分鐘攪拌淬火液,淬火液為AQ364水溶液,溫度調(diào)整為34℃~38℃;
3)接頭吊出爐膛,10秒鐘內(nèi)快速進(jìn)入淬火液,并作周向轉(zhuǎn)動8~10轉(zhuǎn),冷卻時間至少為5分鐘;
4)每爐抽出一只接頭進(jìn)行洛氏硬度檢驗;
3、回火:將井式回火爐升溫至560℃~670℃,接頭裝爐,啟動風(fēng)機(jī),加熱,保溫120~180分鐘;再將接頭吊出爐膛,冷卻至常溫;
4、檢驗:回火后的接頭每件進(jìn)行布氏硬度檢驗,合格者入庫;
5、硬度不合格接頭重新熱處理:硬度偏高的接頭重新回火,硬度偏低的接頭重新返淬,返淬次數(shù)最多三次。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
鉆桿是孔底鉆具關(guān)鍵部件,可提供作用在鉆頭上的推拉力、旋轉(zhuǎn)扭矩、輸送鉆液等。就鉆桿兩端內(nèi)外螺紋部位與桿體的結(jié)構(gòu)而言,有整體鍛造式和焊接式兩種。鉆桿的發(fā)展趨勢是重量輕、強(qiáng)度高、柔韌性好。
鉆桿兩端的螺紋結(jié)構(gòu)非常重要,將直接影響鉆桿間的連接強(qiáng)度、密封性和可拆卸性能。國外鉆桿螺紋形式多樣化,主要有API標(biāo)準(zhǔn)扣型、90度牙形角扣型錐扣、不對稱尖齒鋸齒扣型錐扣、不對稱錐扣等。發(fā)展趨勢:采用螺紋雙端面同時接觸的雙頂形式,這樣可以有效增強(qiáng)螺紋的連接強(qiáng)度。
高品質(zhì)的絲扣油對鉆桿螺紋的使用壽命影響非常大,不正確的使用絲扣油將導(dǎo)致鉆桿螺紋過早損壞。
鉆具包括導(dǎo)向鉆進(jìn)鉆頭、回擴(kuò)鉆頭和旋轉(zhuǎn)接頭、拉管頭等。
導(dǎo)向鉆進(jìn)鉆頭分軟地層鉆頭和硬巖層鉆頭,有刮板式和牙輪式鉆頭等。其技術(shù) 研究 的主要內(nèi)容為不同地層條件下的鉆進(jìn)能力、鉆進(jìn)效率以及變向與控制方式。
回擴(kuò)鉆頭一般采用流線形結(jié)構(gòu)。這種鉆頭以切削和擠壓雙重作用成孔,具有回轉(zhuǎn)阻力小,形成的孔壁穩(wěn)定和有助于排屑的特點(diǎn)。
旋轉(zhuǎn)接頭和拉管頭的作用也十分重要,在施工前特別要檢查旋轉(zhuǎn)接頭和拉管頭的性能和質(zhì)量,并確保正確可靠的安裝。
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