AT391914B - METHOD FOR PRODUCING PUMP RODS CONSISTING OF A ROD AND END HEADS - Google Patents

Description

Nr. 391914No. 391914

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus einem Stab und Endköpfen bestehenden Pumpenstangen, welches deren Preßschweißen, bei dem Wärmeeinwirkungszonen entstehen, sowie eine Diehbearbeitung der Zone der Schweißveibindung einschließtThe invention relates to a method for the production of pump rods consisting of a rod and end heads, which includes their pressure welding, in which heat-affected zones arise, as well as the processing of the zone of the weld joint

Die über ein Gewinde miteinander verbundenen Pumpenstangen dienen zur Übertragung einer hin- und hergehenden Bewegung vom Pumpenbock, der an der Bohrlochmündung angeordnet ist auf eine am unteren Ende der Rohrtour angeordnete Bohrlochpumpe, über die das Erdöl aus dem Bohrloch gefördert wird.The pump rods, which are connected to one another by a thread, are used to transmit a reciprocating movement from the pump block, which is arranged at the mouth of the borehole, to a borehole pump arranged at the lower end of the pipe tour, via which the crude oil is conveyed out of the borehole.

Die Pumpenstangen, die gemäß dem Standard APJ Spec 11B als einteilige Stücke im ganzen hergestellt werden, bestehen aus langen zylindrischen Stäben, deren Enden mit Gewindeköpfen versehen sind.The pump rods, which are manufactured as one piece as a whole according to the APJ Spec 11B standard, consist of long cylindrical rods, the ends of which are provided with threaded heads.

Der Übergang vom Kopf zum Stab ist stufenlos ausgebildet und die Erzeugende dieses Überganges hat die Form eines zur Staberzeugenden tangential verlaufenden Kreisbogens, wobei der Mittelpunkt der Staberzeugenden außerhalb der Stange liegt. Eine derartige Form des Kopf-Stab-Überganges ist erforderlich, um die Spannungskonzentrationen in der Übergangszone sowohl während des Pumpbetriebes als auch beim Halten der Bohrgestängemasse während der Ein- und Ausbauarbeiten am Bohrloch mittels einer speziellen Einrichtung, nämlich eines Elevators, zu reduzieren, bei dem die mit dem Übergangsabschnitt der Stange in Berührung tretende Oberfläche entsprechend der Form dieses Abschnitts ausgebildet ist. Durch eine derartige Form des Kopf-Stab-Überganges wird die mit dem Elevator in Berührung tretende Stangenoberfläche gegen lokale Quetschungen und Verschleiß geschützt, der im weiteren zur Entwicklung einer Zone führen könnte, wo Korrosions- und Ermüdungsrisse gebildet werden, die die nachfolgende Zerstörung hervorrufen. Während des Pumpbetriebs werden die Stangen einer zusammengesetzten zyklischen Belastung bei der Übertragung der hin- und hergehenden Bewegung auf die Pumpenkolben, der Einwirkung des im geförderten Erdöl enthaltenden Korrosionsmediums sowie Biegebeanspruchungen beim Einsatz in gekrümmten und geneigten Bohrlöchern ausgesetzt. Die Gewindeverbindungen der Stangen werden ferner beim Zusammen- und Auseinanderschrauben verschlissen.The transition from the head to the rod is stepless and the generatrix of this transition has the shape of a circular arc tangent to the rod generator, the center point of the rod generator being outside the rod. Such a form of the head-rod transition is required in order to reduce the stress concentrations in the transition zone both during the pumping operation and when holding the drill pipe mass during the installation and removal work on the borehole by means of a special device, namely an elevator, in which the surface which comes into contact with the transition section of the rod is designed in accordance with the shape of this section. Such a shape of the head-to-bar transition protects the bar surface that comes into contact with the elevator against local crushing and wear, which could further lead to the development of a zone where corrosion and fatigue cracks are formed which cause the subsequent destruction. During pump operation, the rods are subjected to a composite cyclic load during the transfer of the reciprocating movement to the pump pistons, the action of the corrosion medium contained in the extracted petroleum, and bending stresses when used in curved and inclined boreholes. The threaded connections of the rods are also worn out when screwing them together and apart.

Durch eine solche Kombination von Einwirkungen auf die Stangen werden hohe Spannungen sowie Brüche in den Gewindeverbindungen und in der Übergangszone vom Stab zum Kopf verursacht.Such a combination of actions on the rods causes high stresses as well as breaks in the threaded connections and in the transition zone from the rod to the head.

Da die Stangen im Betrieb aufeinanderfolgend und übereinander angeordnet sind und ununterbrochen im Dauerbetrieb sind, werden an ihre Zuverlässigkeit besonders hohe Anforderungen gestellt. Eine hohe Zuverlässigkeit der Stangen ist umso mehr erforderlich, als der Bruch der einen Stange zur Beschädigung der anderen Stangen des Bohrgestänges führt, was eine Unterbrechung des Bohrlochbetriebes und aufwendige Reparaturarbeiten am Bohrloch zur Folge hatSince the rods are arranged in succession and one above the other during operation and are in continuous operation, particularly high demands are placed on their reliability. A high degree of reliability of the rods is all the more necessary since the breakage of one rod leads to damage to the other rods of the drill pipe, which leads to an interruption in the operation of the borehole and expensive repair work on the borehole

Somit ist eine zuverlässige Funktion der Stangen das Hauptkriterium ihrer Konstruktion.Thus, the reliable functioning of the bars is the main criterion of their construction.

Im Hinblick auf eine Massenproduktion von Stangen und den beträchtlichen Aufwand für ihre Herstellung, vor allem dem beträchtlichen Verbrauch an kostspieligem, für die Herstellung verwendetem Legierungsstahl, wurde bereits vorgeschlagen, Stangen anstatt als einteilige Stücke als Schweißkonstruktionsteile herzustellen.In view of the mass production of bars and the considerable effort for their production, especially the considerable consumption of expensive alloy steel used for the production, it has already been proposed to produce bars as welded construction parts instead of as one-piece pieces.

Aus der GB-PS 2 104 936 ist ein Verfahren zur Herstellung von aus einem Stab und Endköpfen bestehenden Pumpstangen bekannt, welches ein Preßschweißen, bei dem Wärmeeinwirkungszonen entstehen, sowie eine Drehbearbeitung der Zone der Schweißverbindung einschließt. Bei der Durchführung dieses Verfahrens werden Köpfe verwendet, deren Konfiguration mit der Konfiguration der Köpfe der als einteilige Stücke ausgeführten Stangen gemäß dem APJ Spec 11B übereinstimmt. Das Preßschweißen, insbesondere Reibungsschweißen, wird an den Oberflächen durchgeführt, die den gleichen Querschnitt wie der Stab haben.From GB-PS 2 104 936 a method for the production of pump rods consisting of a rod and end heads is known, which includes pressure welding, in which heat-affected zones are created, as well as turning the zone of the welded joint. Heads are used in this process, the configuration of which matches the configuration of the heads of the one-piece bars according to APJ Spec 11B. The pressure welding, in particular friction welding, is carried out on the surfaces which have the same cross section as the rod.

Durch diese bekannte Herstellungstechnik wird jedoch die Betriebszuverlässigkeit der Stangen aus mehreren Gründen nicht gewährleistet. So wird die Schweißverbindung auf einem minimalen Stangenquerschnitt ausgeführt, und sie liegtauf einem besonders ungünstigen Stangenabschnitt, nämlich an der Übergangsstelle vom Stab zum Kopf, wo die konstruktionsbedingten Spannungskonzentrationen infolge Stangenquerschnittsänderung besonders zur Geltung kommen. Infolge der beim Schweißen unvermeidbaren Ungenauigkeit des Anschweißens des Kopfes am Stab, die durch Fehler bei der Anordnung der Teile in der Schweißmaschine sowie durch Maßabweichungen der zu verschweißenden Teile verursacht wird, bleiben in der Verbindungszone nach dem Entgraten unvermeidlich Absätze und andere Fehler, die sich auf die Korrosions- und Ermüdungsfestigkeit der Stangen negativ auswirken. Ferner ändert sich bei der Hochtemperaturerhitzung beim Schweißen das ursprüngliche Metallgefüge in der Wärmeeinwirkungszone, was sich auch auf die Tragfähigkeit der Verbindung negativ auswirkt und die Möglichkeit praktisch ausschließt, vorverfestigtes Walzgut für die Stangenherstellung wirkungsvoll zu verwenden. Das ist besonders wichtig, weil das durch die Wärmebehandlung und insbesondere durch die thermo-mechanische Behandlung verfestigte Walzgut aus kohlenstoffhaltigen und niedriglegierten Stählen hohe Festigkeits- sowie Plastizitätswerte und eine erhöhte Dauerstandfestigkeit, und zwar auch bei der Einwirkung eines Korrosionsmediums, hat, so daß es zur Herstellung von Stäben für Schweißstangen anstelle des kostspieligen hochlegierten Walzgutes verwendet werden könnte.This known manufacturing technique, however, does not ensure the operational reliability of the bars for several reasons. The welded connection is thus carried out on a minimal rod cross-section, and it lies on a particularly unfavorable rod section, namely at the transition point from the rod to the head, where the design-related stress concentrations due to a change in the cross-section of the rod are particularly effective. As a result of the inaccuracy of welding the head to the rod, which is unavoidable during welding, which is caused by errors in the arrangement of the parts in the welding machine and by dimensional deviations of the parts to be welded, paragraphs and other errors which are inevitable remain in the connecting zone after deburring the corrosion and fatigue strength of the rods have a negative impact. Furthermore, the high-temperature heating during welding changes the original metal structure in the heat affected zone, which also has a negative effect on the load-bearing capacity of the connection and practically excludes the possibility of using pre-consolidated rolled stock effectively for the production of bars. This is particularly important because the rolled material made of carbon-containing and low-alloyed steels solidified by the heat treatment and in particular by the thermo-mechanical treatment has high strength and plasticity values and an increased fatigue strength, even when exposed to a corrosion medium, so that it has Manufacture of rods for welding rods could be used instead of the costly high alloy rolled stock.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angeführten Art vorzusehen, bei f dem der Stab so vorbearbeitet wird, daß das Stabmetall nicht die Festigkeit verliert, und die Verschweißung mit den Köpfen beim maximalen Stangenquerschnitt ermöglicht wird, wodurch eine hohe Betriebszuverlässigkeit der Pumpenstangen und ein verringerter Kostenaufwand für ihre Herstellung gewährleistet sowie die Verwendung des vorverfestigten Walzguts ohne Wärmebehandlung der Stangen im ganzen ermöglicht wird. -2-The invention is based on the object of providing a method of the type mentioned at the outset, in which the rod is pre-machined so that the rod metal does not lose strength, and welding to the heads at the maximum rod cross section is made possible, thereby ensuring a high level of operational reliability Pump rods and a reduced cost for their manufacture is guaranteed and the use of the pre-consolidated rolling stock is possible without heat treatment of the rods as a whole. -2-

Nr. 391 914No. 391 914

Das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs angegebenen Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte des Stabes vor dem Schweißen bei einer Temperatur, bei der die Festigkeit des Metalls des Stabes gewahrt bleibt, gestaucht werden, wobei auf jedem der Endabschnitte ein Wulst, dessen Breite in der zur Achse des Stabes senkrechten Richtung gleich dem oder größer als der maximale Durchmesser des Kopfes in der Zone 5 der Schweißverbindung und die Länge größer als die Breite der Zone der Wärmeeinwirkung beim Schweißen ist, sowie ein Übergangsabschnitt gebildet werden, der in Form eines Drehkörpers ausgebildet wird, der im Querschnitt stufenlos und ununterbrochen in Richtung vom Wulst zum Stab hin äbnimmt.The inventive method of the type mentioned is characterized in that the end sections of the rod are welded before welding at a temperature at which the strength of the metal of the rod is maintained, with a bead on each of the end sections, the width of which in Axis of the rod perpendicular direction is equal to or larger than the maximum diameter of the head in zone 5 of the welded joint and the length is greater than the width of the zone of heat during welding, and a transition section is formed, which is formed in the form of a rotating body, which is continuously and continuously in cross-section in the direction from the bead to the rod.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Mantellinie des Drehkörpers einen Kreisbogen darstellt. Auch ist es günstig, wenn die Länge des Wulstes auf jedem Endabschnitt des Stabes in einem Bereich von 0,3 bis 0,4 des 10 maximalen Kopfdurchmessers gewählt wird.It is particularly advantageous if the surface line of the rotating body is an arc. It is also advantageous if the length of the bead on each end section of the rod is selected in a range from 0.3 to 0.4 of the maximum head diameter.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Pumpenstangen wird eine hohe Betriebszuverlässigkeit dieser Stangen gewährleistet, was dadurch bedingt ist, daß die Schweißverbindung zwischen den Endköpfen und dem Stab an Stellen mit maximalem Querschnitt und in einem Stangenabschnitt mit den minimalen Spannungen hergestellt wird. 15 Das Stauchen der Stäbäbschnitte mit einer einfachen Form unter Verformung eines geringen Metallvolumens gestattet es, diesen Vorgang bei relativ niedrigen Temperaturen durchzuführen, wodurch das Ausgangsmetall des Stabes nicht entfestigt wird. Das ermöglicht, das wärmevorbehandelte, und zwar auch das vergütete (durch Härten mit Anlassen auf hohe Temperaturen) oder das durch thermo-mechanische Behandlung verfestigte Metall anstelle von kostspieligem hochlegierten Walzgut zur Herstellung der Stäbe zu verwenden. 20 Der beim Stauchen entstehende Übergangsabschnitt in Form eines Drehkörpers entspricht der im Standard APJ Spec 11B vorgesehenen Form des Überganges vom Stab zum Kopf der als ganze Stücke ausgeführten Stangen, wodurch ihre Betriebszuverlässigkeit gewährleistet und der Einsatz von Elevatoren ermöglicht wird, die für den Stangenein- und -ausbau serienmäßig eingesetzt werden.The inventive method for the production of pump rods ensures a high operational reliability of these rods, which is due to the fact that the welded connection between the end heads and the rod is made at locations with a maximum cross section and in a rod section with the minimum stresses. 15 The upsetting of the rod sections with a simple shape while deforming a small volume of metal allows this process to be carried out at relatively low temperatures, as a result of which the starting metal of the rod is not softened. This makes it possible to use the heat-pretreated, and also the tempered (by hardening with tempering at high temperatures) or the metal hardened by thermo-mechanical treatment instead of costly high-alloyed rolling stock for the production of the bars. 20 The transition section in the form of a rotating body that occurs during upsetting corresponds to the form of transition from the rod to the head of the rods, which are designed as whole pieces, which is provided in the APJ Spec 11B standard, which ensures their operational reliability and enables the use of elevators which are suitable for inserting and removing rods expansion can be used as standard.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Pumpenstangen wird somit eine hohe 25 Zuverlässigkeit beim Pumpbetrieb erzielt und die Verwendung von vorverfestigtem Walzgut für die Stangenstäbe ohne Wärmebehandlung der Stangen im ganzen ermöglicht, wodurch der Kostenaufwand für deren Herstellung reduziert wird und die Notwendigkeit der Verwendung von Ausrüstungen für eine Wärmebehandlung der Stangen entfällt.The method according to the invention for the production of pump rods thus achieves a high level of reliability in pumping operation and enables the use of pre-consolidated rolling stock for the rod rods without heat treatment of the rods as a whole, thereby reducing the cost for their production and the need to use equipment for heat treatment of the rods is not necessary.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung 30 weiter erläutert; es zeigen: Fig. 1 in einer Ansicht einen Endkopf und einen Teil eines Stabes vor dem Stauchen seines Endabschnittes; Fig. 2 in einer Ansicht entsprechend Fig. 1 den Endkopf und den Stab nach dem Stauchen des Endabschnittes des Stabes; Fig. 3 in einer entsprechenden Ansicht den Endkopf und den Stab, der nun am Endkopf angeschweißt ist; und Fig. 4 in einer teilweise aufgeschnittenen Ansicht die fertige Pumpenstange.The invention is further explained below using an exemplary embodiment with reference to the drawing 30; 1 shows a view of an end head and part of a rod prior to the upsetting of its end section; Fig. 2 in a view corresponding to Figure 1, the end head and the rod after upsetting the end portion of the rod. 3 shows a corresponding view of the end head and the rod, which is now welded to the end head; and FIG. 4 shows the finished pump rod in a partially cut-away view.

Bei der Herstellung von Pumpenstangen aus einem Stab (1) mit dem Durchmesser (d) (Fig. 1) und 35 Endköpfen (2) werden als erstes dieser Stab (1) und die beiden Endköpfe (2) (in Fig. 1 ist nur ein Kopf (2) dargestellt) vorgefertigt, wobei jeder Kopf (2) aus einem Gewindeabschnitt (3), einer hinter dem Gewinde liegenden Rille (4), einem Anschlagbund (5) und einem quadratischen Hals (6) besteht, wobei diese Abschnitte gemäß den Anforderungen des Standards APJ Spec 11B gefertigt werden, und ferner einen Bund (7) mit dem Durchmesser (D) hat, der der größte Durchmesser des Kopfes (2) und gleich dem Durchmesser des 40 Anschlagbundes (5) ist. Dabei wird der Kopf (2) einer abhängig vom verwendeten Werkstoff erforderlichen Wärmevorbehandlung vor der mechanischen Fertigbearbeitung unterzogen.When producing pump rods from a rod (1) with the diameter (d) (Fig. 1) and 35 end heads (2), this rod (1) and the two end heads (2) are the first (in Fig. 1 is only a head (2) shown prefabricated, each head (2) consisting of a threaded section (3), a groove (4) behind the thread, a stop collar (5) and a square neck (6), these sections according to the requirements of the APJ Spec 11B standard, and also has a collar (7) with the diameter (D) which is the largest diameter of the head (2) and equal to the diameter of the 40 stop collar (5). The head (2) is subjected to a heat pretreatment depending on the material used before mechanical finishing.

Die Werkstoffe und die Wärmebehandlung des Kopfes (2) und des Stabes (1) können beim erfindungsgemäßen Verfahren in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen der herzustellenden Stangen gleich oder verschieden sein. Falls erforderlich, kann für die Herstellung der Köpfe (2) ein Werkstoff mit höheren 45 mechanischen Eigenschaften verwendet werden, wodurch die Abmessungen der Köpfe (2) reduziert werden und derThe materials and the heat treatment of the head (2) and the rod (1) can be the same or different in the method according to the invention, depending on the conditions of use of the rods to be produced. If necessary, a material with higher mechanical properties can be used for the production of the heads (2), whereby the dimensions of the heads (2) are reduced and the

Einsatz der Stangen in einem Rohrstrang mit einem kleineren Durchmesser ermöglicht wird, was von großem Vorteil ist.Use of the rods in a pipe string with a smaller diameter is made possible, which is a great advantage.

Vor dem Zusammenschweißen des Stabes (1) und der Endköpfe (2) werden die Endäbschnitte (8) des Stabes (1) auf einer Horizontal-Schmiedemaschine oder auf einer Presse bei einer Temperatur gestaucht, bei der die 50 Entfestigung des Metalls des Stabes (1) ausgeschlossen ist. Dabei darf die Stauchtemperatur die minimale Temperatur nicht überschreiten, auf die das Metall des Stabes (1) bei dessen Wärmevorbehandlung erhitzt worden ist. Wenn beispielsweise das Metall des Stabes (1) bei einer Temperatur von ca. 900 °C normalgeglüht worden ist, soll der Endabschnitt (8) beim Stauchen bis auf eine Temperatur von ca. 750 °C bis 800 °C erhitzt werden. Wenn das Härten mit dem Anlassen auf hohe Temperaturen des Stabes (1) bei einer Temperatur von ca. 650 °C 55 durchgeführt worden ist, so darf die Stauchtemperatur einen Wert von ca. 600 bis 620 °C nicht überschreiten.Before the rod (1) and the end heads (2) are welded together, the end portions (8) of the rod (1) are compressed on a horizontal forging machine or on a press at a temperature at which the softening of the metal of the rod (1 ) is excluded. The upsetting temperature must not exceed the minimum temperature to which the metal of the rod (1) was heated during its heat pretreatment. For example, if the metal of the rod (1) has been normalized at a temperature of approx. 900 ° C, the end section (8) should be heated to a temperature of approx. 750 ° C to 800 ° C during upsetting. If hardening with tempering of the rod (1) at high temperatures has been carried out at a temperature of approx. 650 ° C 55, the compression temperature must not exceed a value of approx. 600 to 620 ° C.

Vorzugsweise werden die Endabschnitte (8) kurzzeitig, beispielsweise durch Induktionserwärmung mit Hochfrequenzstrom, erhitztThe end sections (8) are preferably heated briefly, for example by induction heating with high-frequency current

Da die Endabschnitte (8) des Stabes (1) bei einer die Entfestigung des Metalls des Stabes (1) ausschließenden Temperatur gestaucht werden, kann für dessen Herstellung ein wärmevorbehandeltes Metall 60 anstelle des teuren hochlegierten Walzgutes verwendet werden.Since the end sections (8) of the rod (1) are compressed at a temperature excluding the softening of the metal of the rod (1), a heat-treated metal 60 can be used for its production instead of the expensive high-alloyed rolling stock.

Beim Stauchen der Endabschnitte (8) des Stabes (1) wird auf jedem von ihnen ein Wulst (9) (Fig. 2) und ein Übergangsabschnitt (10) gebildet. Die Breite des Wulstes (9) in der zur Achse des Stabes (1) senkrechten -3-When the end sections (8) of the rod (1) are compressed, a bead (9) (FIG. 2) and a transition section (10) are formed on each of them. The width of the bead (9) in the -3- perpendicular to the axis of the rod (1)

Nr. 391914No. 391914

Richtung (Durchmesser (Dj) im gezeigten Ausführungsbeispiel) ist gleich dem oder größer als der Durchmesser (D) des Kopfes (2) in der Zone der Schweißverbindung, und die Länge (/) überschreitet die Breite der Zone der Wärmeeinwirkung beim Schweißen.Direction (diameter (Dj) in the embodiment shown) is equal to or larger than the diameter (D) of the head (2) in the zone of the weld joint, and the length (/) exceeds the width of the zone of heat during welding.

Die Länge (/) des Wulstes (9) wird auf der Basis von experimentellen Schweißwerten unter Brücksichtigung der konkreten Werkstoffe und der Abmessungen der anzuschweißenden Köpfe (2) und des Stabes (1) sowie unter dem Vorbehalt gewählt, daß die Wärmeeinwirkungszone innerhalb der Länge (/) des Wulstes (9) liegen soll. Beim Reibungsschweißen, das für die Herstellung von Pumpenstangen besonders geeignet ist, wird beispielsweise jeder zu verschweißende Teil bei einem Durchmesser der Stangenköpfe (2) von D = 31 mm bis 62 mm um 3 mm bis 5 mm oder um ca. 0,1 D verkürzt. Dabei beträgt die Breite der Wärmeeinwirkungszone auf dem Kopf (2) und dem Stab (1) beim Schweißen 4 bis 8 mm oder ca. 0,12 bis 0,15 D.The length (/) of the bead (9) is selected on the basis of experimental welding values, taking into account the specific materials and the dimensions of the heads (2) and the rod (1) to be welded on, and under the proviso that the heat-affected zone within the length ( /) of the bead (9). In friction welding, which is particularly suitable for the production of pump rods, for example, each part to be welded is shortened by 3 mm to 5 mm or by approximately 0.1 D with a diameter of the rod heads (2) of D = 31 mm to 62 mm . The width of the heat affected zone on the head (2) and the rod (1) during welding is 4 to 8 mm or approximately 0.12 to 0.15 D.

Somit soll die Länge (/) des Wulstes (9) größer als die Summe der Verkürzung beim Schweißen und der Breite der Wärmeeinwirkungszone, d. h. größer als 0,25 D sein. Deswegen ist es besonders zweckmäßig, die Länge (/) des Wulstes (9) in einem Bereich von 0,3 bis 0,4 D zu wählen. Die Breite des Bundes (7) des Endkopfes (2) wird ungefähr so groß wie die Länge (/) des Wulstes (9) angenommen, kann jedoch in Abhängigkeit vom anzuwendenden Schweißverfahren auch anders sein.Thus, the length (/) of the bead (9) should be greater than the sum of the shortening during welding and the width of the heat affected zone, i.e. H. be greater than 0.25 D. It is therefore particularly expedient to choose the length (/) of the bead (9) in a range from 0.3 to 0.4 D. The width of the collar (7) of the end head (2) is assumed to be approximately as large as the length (/) of the bead (9), but can also be different depending on the welding process to be used.

Der Übergangsabschnitt (10) ist in Form eines Drehkörpers ausgebildet, dessen Querschnitt stufenlos und kontinuierlich in Richtung vom Wulst (9) zum Stab (1) hin abnimmt. Dabei folgt die Mantellinie (11) des Drehkörpers im gezeigten Ausführungsbeispiel einem Kreisbogen (Radius (R)), da- zur Erzeugenden des Stabes (1) tangential verläuft, deren Zentrum außerhalb der Stange liegt. Es ist auch möglich, die Mantellinie (11) als Kombination eines Kreisbogens mit einem Abschnitt einer Geraden auszubilden, die relativ zur Erzeugenden des Stabes (1) geneigt ist.The transition section (10) is designed in the form of a rotating body, the cross section of which decreases continuously and continuously in the direction from the bead (9) to the rod (1). In this case, the surface line (11) of the rotating body follows an arc (radius (R)) in the exemplary embodiment shown, so that the line (1) whose tangent lies outside the rod is tangential to the line generating it. It is also possible to form the surface line (11) as a combination of an arc with a section of a straight line which is inclined relative to the generatrix of the rod (1).

Die oben dargestellten Formen des Übergangsabschnitts (10) sind entsprechend dem Standard APJ Spec 11B gewählt, wobei die Betriebszuverlässigkeit und die Möglichkeit eines Einsatzes von serienmäßigen Elevatoren gewährleistet sind.The forms of the transition section (10) shown above are selected in accordance with the APJ Spec 11B standard, whereby the operational reliability and the possibility of using standard elevators are guaranteed.

Die Form des Übergangsabschnittes (10) kann von der dargestellten abweichen, soll aber stufenlos ausgebildet sein und eine minimale Spannungskonzentration in der Übergangszone sichern sowie eine Oberflächenbeschädigung der Stangen und des Elevators bei der Durchführung der Ein- und Ausbauarbeiten verhindern.The shape of the transition section (10) may differ from the one shown, but should be of stepless design and ensure a minimum stress concentration in the transition zone and prevent surface damage to the bars and the elevator when carrying out the installation and removal work.

Nach dem Stauchen der Endabschnitte (8) des Stabes (1) wird er mit den Endköpfen (2) durch Preßschweißen, insbesondere durch Reibungsschweißen, verbunden, wobei ein Grat (12) (Fig. 3) entsteht. Dabei ist es sehr wichtig, daß die Schweißverbindung über die Stirnflächen der Köpfe (2) und des Stabes (1), deren maximale Flächen (πϋ )/4 bzw. (πϋ-^)/4 betragen, sowie auf dem Stangenabschnitt ausgeführt wird, auf dem minimale Spannungen auftreten. Dadurch wird eine hohe Zuverlässigkeit der Schweißverbindung der Stange erzielt, weil ihre Fläche die Querschnittsfläche (red )/4 der übrigen Stange (1) bedeutend überschreitet.After upsetting the end sections (8) of the rod (1), it is connected to the end heads (2) by pressure welding, in particular by friction welding, a burr (12) (FIG. 3) being produced. It is very important that the welded connection is made over the end faces of the heads (2) and the rod (1), the maximum areas of which are (πϋ) / 4 or (πϋ - ^) / 4, and on the rod section, where minimal stresses occur. This achieves a high degree of reliability of the welded connection of the rod because its area significantly exceeds the cross-sectional area (red) / 4 of the other rod (1).

Abschließend erfolgt eine Drehbearbeitung der Zone der Schweißverbindung um den Grat (12) zu beseitigen und die an der Schweißnaht (13) (Fig. 4) benachbarten Flächen des Kopfes (2) und des Wulstes (9) des Stabes (1) zu bearbeiten.Finally, the zone of the welded connection is turned in order to remove the burr (12) and to process the surfaces of the head (2) and the bead (9) of the rod (1) adjacent to the welded seam (13) (FIG. 4).

Damit wird eine Pumpenstange (14) erhalten, die einen abgedrehten zylindrischen Abschnitt (15) ohne Absätze, Kerben und andere mögliche Fehler in der Zone der Schweißverbindung auf weist. In Fig. 4 sind auch die Wärmeeinwirkungszonen (16 und 17) mit der Breite (/j und /j) beidseits der Schweißnaht (13) veranschaulicht Um die Sicherheit der Schweißverbindung zu gewährleisten, sollen die Grenzen der Zonen (16 und 17) im Bereich des zylindrischen Abschnittes (15) liegen.A pump rod (14) is thus obtained which has a turned cylindrical section (15) without shoulders, notches and other possible faults in the zone of the welded joint. 4 also shows the heat exposure zones (16 and 17) with the width (/ j and / j) on both sides of the weld seam (13). To ensure the safety of the welded connection, the boundaries of the zones (16 and 17) should be in the area of the cylindrical portion (15).

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können nicht nur Stangen (14) mit zwei Außengewinden an Endköpfen (2), sondern auch Stangen (14) hergestellt werden, bei denen der eine der Endköpfe (2) ein Innengewinde hatAccording to the method according to the invention, not only rods (14) with two external threads on end heads (2), but also rods (14) can be produced in which one of the end heads (2) has an internal thread

Somit genügen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stangen den Anforderungen des Standards APJ Spec 11B, und sie zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit sowie die Möglichkeit der Verwendung von vorverfestigtem Walzgut aus, erfordern keinen großen Kapitalaufwand bei deren Herstellung und gestattet es, die Produktionskosten zu reduzieren. -4-The bars produced by the process according to the invention thus meet the requirements of the APJ Spec 11B standard, and are distinguished by a high level of reliability and the possibility of using pre-consolidated rolling stock, do not require any major capital expenditure in their production and make it possible to reduce the production costs . -4-

Claims (3)

Nr. 391 914 PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von aus einem Stab und Endköpfen bestehenden Pumpenstangen, welches deren Preßschweißen, bei dem Wärmeeinwirkungszonen entstehen, sowie eine Drehbearbeitung der Zone der Schweißverbindung einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (8) des Stabes (1) vor dem Schweißen bei einer Temperatur, bei der die Festigkeit des Metalls des Stabes (1) gewahrt bleibt, gestaucht werden, wobei auf jedem der Endabschnitte (8) ein Wulst (9), dessen Breite in der zur Achse des Stabes (1) senkrechten Richtung gleich dem oder größer als der maximale Durchmesser des Kopfes (2) in der Zone der Schweißverbindung und die Länge größer als die Breite der Zone (17) der Wärmeeinwirkung beim Schweißen ist, sowie ein Übergangsabschnitt (10) gebildet werden, der in Form eines Drehkörpers ausgebildet wird, der im Querschnitt stufenlos und ununterbrochen in Richtung vom Wulst (9) zum Stab (1) hin abnimmt.No. 391 914 PATENT CLAIMS 1. Process for the production of pump rods consisting of a rod and end heads, which includes their pressure welding, in which heat-affected zones arise, as well as a turning of the zone of the welded joint, characterized in that the end sections (8) of the rod (1 ) before welding at a temperature at which the strength of the metal of the rod (1) is maintained, on each of the end sections (8) a bead (9), the width of which in the axis of the rod (1) vertical direction is equal to or larger than the maximum diameter of the head (2) in the zone of the weld joint and the length is greater than the width of the zone (17) of the heat during welding, and a transition section (10) are formed, which are in shape a rotating body is formed which decreases continuously and continuously in cross-section in the direction from the bead (9) to the rod (1). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinie (11) des Drehkörpers einen Kreisbogen darstellt.2. The method according to claim 1, characterized in that the surface line (11) of the rotating body represents an arc. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Wulstes (9) auf jedem Endabschnitt (8) des Stabes (1) in einem Bereich von 0,3 bis 0,4 des maximalen Durchmessers des Kopfes (2) gewählt wird. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -5-3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the length of the bead (9) on each end portion (8) of the rod (1) in a range from 0.3 to 0.4 of the maximum diameter of the head (2) is chosen. Including 2 sheets of drawings -5-