SU1754791A1 - Способ термической обработки бурильной трубы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к способам упрочнени  бурового оборудовани , и может быть использовано при упрочнении бурильных труб. Сущность способа заключаетс  в том, что при закалке наружной поверхности отдельного участка бурильной трубы непрерывно и последовательно провод т нагрев участков длиной не менее 0,5 диаметра трубы, непосредственно примыкающих к закаливаемому участку. Така  обработка обеспечивает кратковременный отпуск концов закаливаемого участка и, как следствие этого повышает предел выносливости бурильной трубы. 1 ил., 1 табл.

Description

СО

с

Изобретение относитс  к технологии упрочнени  бурового оборудовани , преимущественно геолого-разведочного, и может быть использовано при упрочнении бурильных труб.

Известен способ термической обработки , заключающийс  местной поверхностной закалке стальных деталей на высокую твердость на участке наибольшего износа. Указанный способ предназначен дл  повышени  износостойкости.

Однако местна  закалка приводит к снижению предела выносливости из-за возникновени  у конца закаленной зоны остаточных раст гивающих напр жений.

Наиболее близким из известных к предложенному  вл етс  способ термической обработки бурильной трубы, включающий поверхностную закалку ее центральной части путем непрерывно-последовательного

нагрева и спрейерного охлаждени  с образованием по кра м закаленной поверхности незакаленных участков.

1 Недостатком известного способа  вл етс  наличие опасных раст гивающих напр жений на участке, примыкающем к краю закаленной зоны, что способствует снижению предела выносливости.0

Цель изобретени  - повышение предела выносливости.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе термической обработки бурильной трубы, включающем поверхностную закалку ее центральной части путем непрерывно-последовательного нагрева и спрейерного охлаждени  с образованием по кра м закаленной поверхности незакаленных участков , провод т непрерывно-последовательный нагрев непосредственно примыкающих к закаливаемой центральной части незакаXI

сл XI

vO

ливаемых участков длиной не менее 0,5 диаметра трубы.

На чертеже представлена бурильна  труба , обрабатываема  описываемым способом термической обработки.

Бурильна  труба 1 включает центральную часть, подвергаемую поверхностной закалке путем непрерывно-последовательного нагрева и спрейерного охлаждени . По кра м закаленной поверхности 2 образуютс  незакаленные участки 3, 4, которые нагревают на длине не менее 0,5 диаметра трубы 1,

Согласно способу, бурильную трубу 1, изготовленную из стали 36Г2С, длиной 4500 мм, диаметром 70 мм и толщиной 5 мм нагревают в горизонтальном положении с помощью лампового генератора частотой б, кГц и мощностью 60кВт. На рассто нии 200 мм начинают непрерывно-последовательный нагрев незакаленного участка 3 без охлаждени  на прот жении 70, мм, что составл ет длину, разную диаметру трубы Температура ч  наружной поверхности со- г,таз/1 ег 350-750°С, а на внутренней - соответственно 300-600°С При дальнейшем движении трубы 1 температуру поднимают до 850 -900°С, ЕКЛЮЧЗЮТ охлаждение и начинают закалку центральной части на глубину 2 мм. После включени  охлаждени  поверхность незакаленного участка 3 защищают от попадани  воды вод ным экраном, струи которого направлены против струй закалочного спрейера. В дальнейшем при движении трубы 1 и окончании закалки в закаленной зоне 5, граничной с незакаливаемым участком 3, этим же вод ным экраном защищают зону 5 от попадани  в нее воды, При этом за счет тепла от участка 3 зона 5 одновременно прогреваетс  до 400°С и происходит ее кратковременный отпуск.

В конце закаленной поверхности 2, составл ющей 3950 мм, охлаждение выключают и непрерывно -последовательно нагревают внешнюю поверхность незакаливаемого участка 4 до 450-750°С. За счет тепла от участка 4 прогреваетс  гранична  с ним незакаливаема  зона б и происходит ее кратковременный отпуск.

Кратковременный отпуск участков 5 и 6 способствует существенному сн тию остаточных напр жений, а высокий нагрев участков 3 и 4 без подачи на них охлаждающей среды также способствует сн тию в них раст гивающих напр жений за счет понижени  предела текучести.

Таким образом, имеет место двойное сли ние на снижение раст гив ающйх напр жений на участках 3 и 4 как за счет высокого нагрева, так и отпуска мартенсита прилегающих зон 5 и 6, которые за счет объемных изменений могут вызывать раст гивающие напр жени  на границе. Непрерывно-последовательный характер нагрева обеспечивает предохранение от образовани  трещин в граничных участках и зонах, так как создает услови  дл  благопри тного

распределени  временных напр жений в процессе закалки при наличии накопленного тепла.

Исследование обработанной описанным способом трубы показало отсутствие

раст гивающих остаточных напр жений со значени ми, большими 1-2 кг/мм2, что существенно меньше, чем в трубе, обработан - ной известным способом..

Длина незакаленных участков 3 и 4 составл ет не менее 0,5 диаметра трубы 1. Выбор такой длины обусловлен тем, что с изменением диаметра трубы измен етс  и обьем металла, поэтому дл  того, чтобы создать заданный запас тепла ь граничим

участке дл  проведени  отпуска, нужно с увеличением диаметра трубы увеличить длину нагреваемого участка

В таблице приведены результаты исследовани  зависимости длины подогреваемого участка от предельного знакопеременного изгибающего момента, характеризующего предел выносливости бурильной трубы 70 мм на границе закаленной зоны и незакаленных участков,

Как следует из таблицы, минимальна  длина незакаливаемого участка подогрева, при которой предельный момент соответствует поставленной цели, составл ет 35 мм, т.е. 0,5 от диаметра трубы.

Дальнейшее увеличение ее не вли ет на предел выносливости.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ термической обработки бурильной трубы, включающий поверхностную закалку ее центральной части путем непрерывно-последовательного нагрева и спрейерного охлаждени  с образованием

   по кра м закаленной поверхности незакаленных участков, отличающийс  тем, что, с целью повышени  предела выносливости , провод т непрерывно-последовательный нагрев непосредственно

   прилегающих к закаливаемой центральной части незакаливаемых участков длиной не менее 0,5 диаметра трубы.

   ГГГ7 Г7ГУ///////77 Г7/ 777/////

   %Х

   /