浅谈石油套管接箍技术

张海龙

摘 要：为提高生产效率，降低生产成本，本文通过一系列的加工方法，选择特殊的钢材，似的加工工序简单易学，并完成了5 1/2”接箍的整个加工工序的设计，并通过了可行性验证。下面是对各种加工工序的具体问题具体分析。

关键词：石油套管接箍；加工

石油套管接箍是用来连接两油管套管的必要工件。制造方法与无缝管相同，国内用j55 n80Q等特种钢材制造。钢管两端车有内螺纹，以便与上下两油管连接。为保证接头处的密封性，对螺纹精度有较严格的要求。

一、原材料的选择

（一）原材料的选取

1、钢种选取。石油套管接箍是支撑油井井壁的钢管。油井越深，套管接箍在井中受到的拉力或压力也就越大，套管接箍的寿命决定了油井的寿命。深井、复杂结构井等高难度工艺井对石油套管的性能提出了新的、更高的要求。我们通过分析N80Q钢，各项性能指标均符合《套管和油管规范）API SPEC 5CT（第八版）的要求。

2、坯料规格选取。根据零件图纸可知，零件的外径为153.5，故我们选择了外径为154.5的坯料，通过计算得知23点的坐标为（129.4，-107.96）故精车需要的最小直径为129.4，加工要留有一定的余量，故选择内径为128的毛坯。

二、5 1/2"石油套管接箍的加工工序

（一）车外圆

对于此工件来说，车外圆一道非常简单而又重要的工序，以下是對这道工序的详细介绍：

我们所生产的接箍为石油管件类型，接箍的外圆部分为无阶梯光滑曲面，在没有辅助工具的情况下，我们只能用加工一头，再加工另一头的方法来完成外圆的车削，这样会使得接箍的曲面部分产生一个小小的台阶，产品的表面质量大打折扣，在这种情况下，我们可以加工一对锥形辅助装夹工具，简称辅助工具。左侧辅助工具固定在三抓卡盘上，右侧辅助工具用顶尖顶住。加工时把坯料放在两辅助工具之间，旋动手轮，坯料会被紧紧的固定住。现在可以进行车削。

用卡尺量得坯料的外径为154.4，我们需要的外径为153.5，需要车掉约1mm。

车削完成后左旋手轮，取下工件。使用这种方法车削外圆，在提高表面粗糙度的同时，对曲面的同心度产生一定的影响，因为这种装夹方法不牢固，主轴转动后工件会上下晃动同心度降低。

优点：节省时间，提高表面粗糙度。缺点：降低工件的同心度。

（二）车端面、镗孔及车内螺纹

1、工件的装夹。工件的装夹是机床加工的一个重要环节，装夹位置精度直接决定着零件加工精度，零件与卡盘底面有缝隙说明装夹位置不正确，对加工精度造成一定的影响，甚至会造成尺寸错误。

机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对的于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。

工件安装的内容包括：定位：使工件相对于机床及刀具处于正确的位置。夹紧：工件定位后，将工件紧固，使工件在加工过程中不发生位置变化。定位与夹紧的关系：是工件安装中两个有联系的过程，先定位后夹紧。

2、刀具安装。第一：安装方法：首先将刀片安装在刀杆上，再将刀杆依次安装到回转刀架上。第二：刀具安装过程中应注意以下问题：（1）安装前保证刀杆及刀片定位面清洁，无损伤；（2）将刀杆安装在刀架上时，应保证刀杆方向正确；（3）安装刀具时需注意使刀尖等高于主轴的回转中心。第三：刀具对刀。（1）对刀的基本概念。对刀是数控加工中较为复杂的工艺准备工作之一，对刀的好与差将直接影响到加工程序的编制及零件的尺寸精度。通过对刀或刀具预调，还可同时测定其各号刀的刀位偏差，有利于设定刀具补偿量。（2）对刀的基本方法。对刀的目的就是要告诉机床刀具现在所处的位置。目前绝大多数的数控车床采用手动对刀（将要对的刀具手动移到要对刀的位置点），其基本方法如下：

将刀具的手动移动到工件的端面，后把主轴启动到适当的转数，手动沿着Z轴移动，X轴的大小保持不变（注意切削的余量不要太大），然后沿着Z轴的相反的方面退刀到离开端面，同时保持此时的位置不变化，测量此时试切产品的外径大小。

在操作面板上选择刀补按钮，选择画面中出现的测量项目，输入X*，后再按测量，机床系统会自动测量刀具现在所处的位置。如果加工的毛坯是足够的光滑就不要试切可以直接采用手动的方法把刀具的刀尖移到工件的表面，直接测量即可。

三、5 1/2"油套管接箍的磷化

（一）总述

磷化（phosphorization）是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。

四、总结

本文章的主要工作在于完成了5 1/2”接箍的整个加工工序的设计，并通过了可行性验证。通过改进一系列的加工方法，如刀具路径的精确计算和特殊的编程方式，使得加工工序简单，易学，并提高了生产效率，降低了成本，表面质量也有所提高。通过选择特殊的钢才，使得产品的综合力学性能有了进一步的提高。该加工方法具有成本低，效率高等优点，有广阔的应用前景。

参考文献：

[1]谢安平.浅谈石油钻井中跟套管钻进技术的应用[J].化工管理，2014，（12）：126.

[2]姜水利，惠艳.浅谈石油井变形套管爆炸整形修复技术[J].内蒙古石油化工，2012，（18）：109-110.