Оценка точности формоизменения концов труб при калибровании
Автор: Ахмеров Денис Альфредович, Звонарев Дмитрий Юрьевич, Выдрин Александр Владимирович, Зинченко Максим Андреевич, Павлова Маргарита Александровна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy
Рубрика: Обработка металлов давлением. Технологии и машины обработки давлением
Статья в выпуске: 4 т.20, 2020 года.
Бесплатный доступ
Основным назначением обсадных труб является армирование скважины, обеспечение ее герметичности и сдерживание давления грунта. В последнее время все чаще используют обсадные трубы с высокогерметичным резьбовым соединением. К таким соединениям относится, в частности, соединение класса «Премиум» TMK UP FMC. В связи с этим к обсадной трубе предъявляются повышенные требования как по концам труб, так и по механическим свойствам. Для обеспечения выполнения качественной нарезки резьбы необходимо подготавливать концы труб, например, с использованием прессов по калиброванию концов. В настоящее время в практике калибрования концов используют различные способы, такие как раздача внутренним кольцом (пуансоном), обжатие наружным кольцом, совместное использование внутреннего и наружного кольца, а также может быть использован конический пуансон. В зависимости от типа используемого инструмента и исходной геометрии труб используются различные схемы калибрования. В результате выполнения работы проведено моделирование в среде QForm 3D различных стратегий калибрования концов труб для определения эффективности применения различных способов калибрования концов труб: стратегия A - последовательное формоизменение концов труб с использованием пуансона, наружного и конического кольца; стратегия B - совместное использование пуансона и наружного кольца с последующей конической калибровкой; стратегия С - последовательное формоизменение концов труб с использованием пуансона и наружного кольца с последующей конической калибровкой; стратегия D - формоизменение концов труб только коническим кольцом. В результате исследования, на основе сравнительного анализа фактических и расчетных данных была достигнута необходимая точность в определении геометрических параметров (диаметра и толщины стенки) компьютерной модели. Также в ходе исследования сделан ряд выводов, которые представлены в Заключении.
Калибрование концов труб, производство труб, компьютерное моделирование, технология производства, бесшовные горячекатаные трубы, дефекты труб, качество поверхности, нарезка резьбы
Короткий адрес: https://sciup.org/147233967
IDR: 147233967 | УДК: 621.774.32 | DOI: 10.14529/met200405
Estimation of the accuracy of the formation of the ends of pipes during calibration
The main purpose of casing strings is to reinforce the well, ensure its tightness and contain soil pressure. At the ends of such pipes, threading is carried out that meets the tightness, for example, such as a premium connection TMK UP FMC. In this regard, increased requirements are imposed on the casing pipe both in terms of pipe ends and mechanical properties. To ensure good quality threading, pipe ends must be prepared, for example using end sizing presses. Currently, in the practice of sizing the ends, various methods are used, such as: distribution with an inner ring (punch), compression with an outer ring, joint use of an inner and outer ring, and a conical punch can also be used. Different calibration schemes are used depending on the type of tool used and the original pipe geometry. As a result of the work, the simulation in the QForm 3D environment of various strategies for calibrating pipe ends was carried out to determine the effectiveness of using various methods for calibrating pipe ends: strategy A - sequential shaping of pipe ends using a punch, outer and conical rings; strategy B - joint use of the punch and outer ring with subsequent conical calibration; strategy C - sequential shaping of the ends of the pipes using a punch and an outer ring, followed by conical calibration; strategy D - shape change of pipe ends only with a tapered ring.
Список литературы Оценка точности формоизменения концов труб при калибровании
- Нуцкова, М.В. Профилактика и ликвидация осложнений, возникающих при заканчивании скважин /М.В. Нуцкова, В.Н. Кучин, В.С. Ковальчук // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология, нефтегазовое и горное дело. - 2020. -Т. 20, № 1.
- Семин, В.И. Современные методы проектирования резьбовых соединений труб нефтегазового сортамента для строительства скважин: дис. ... д-ра техн. наук / В.И. Семин. - М.., 2005. - 399 с.
- Ананченко, В.Н. Особенности изготовления и контроля резьбы на трубах нефтяного сортамента / В.Н. Ананченко, И.К. Цыбрий, В.В. Моргунов // Вестник Донского государственного технического университета. - 2009. - Т. 9, № S1.
- https://www.tmkup.com/media_ru/files/17/tmk_up_rus.pdf.
- Дронов, А.И. Исследование и разработка технологии и инструмента для наружной высадки концов насосно-компрессорных труб из коррозионностойких сталей: дис. . канд. техн. наук / А.И. Дронов. - Екатеринбург, 2018. - 174 с.
- Butzke, J. Verfahrenstechnische Weiterentwicklung des Fused Layer Manufacturing zur Reduzierung der Anisotropie im Bauteil / J. Butzke. - Universitätsverlag der TU Berlin, 2019.
- Brecher, C. Umformende und zerteilende Maschinen / C. Brecher, M. Weck // Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme 1. - Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg, 2019. - С. 41-111. DOI: 10.1007/978-3-662-46565-3 3
- Новое оборудование для калибровки концов труб / А.И. Толпин, Л.Н. Горячев, Н.И. Кама-гин и др. //Известия высших учебных заведений. Чёрная металлургия. - 1994. - № 11. - С. 41-42.
- Патент RU 2564776 C2. Способ производства труб нефтяного сортамента под нарезку резьбы /В.В. Попков и др. - Опубл. 10.10.2015.
- Патент RU 2012103086 A. Способ подготовки высокопрочных труб нефтяного сортамента с температурой 500-720 °C после термообработки под нарезку резьбы / А.И. Грехов и др. - Опубл. 10.08.2013, Бюл. № 22.
- Ерпалов, М.В. Модернизация технологии высадки концов труб с целью повышения эффективности гидравлического пресса фирмы SMS MEER /М.В. Ерпалов, Г.Н. Кондратьева, А.А. Бо-гатов // Инновационные технологии в металлургии и машиностроении: материалы междунар. молодеж. науч.-практ. конф., посвященной памяти чл.-корр. РАН, почетного доктора УрФУ В.Л. Колмогорова, г. Екатеринбург, 26-30 ноября 2013 г. - Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2014. - С. 581-592. DOI: 10.17580/tsm.2020.04.02
- Проскуряков, Ю.Г. Объёмное дорнование отверстий / Ю.Г. Проскуряков, В.Н. Романов, А.Н. Исаев. - М. : Машиностроение, 1984. - 224 с.
- Калибрование концов обсадных труб / М. Меньщиков, Б.К. Зырянов и др. // Сталь. - 1984. -№ 1. - С. 56-57.
- Конечно-элементное моделирование технологических процессов ковки и объёмной штамповки: учеб. пособие / [А.В. Власов и др.]; под ред. А.В. Власова. - М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана.
- https://www.qform3d.ru/.
