钻杆螺纹车修工艺研究

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1、钻杆螺纹车修工艺研究结合钻杆螺纹要求，对钻杆螺纹加工设备、刀具，螺纹车修过程屮出现的物理现象，以及提高钻杆螺纹车修质量等工艺方法进行了论述，为钻杆螺纹车修提供了参考。钻井设备钻杆螺纹车修工艺钻杆是石油钻井屮重复使用的专用管材，在钻井屮钻杆需要连接在一起使用，钻杆的连接是靠旋转台肩式钻杆螺纹实现的。在使用后，对其管体、螺纹等部位进行清洗、检测、探伤、检验等T序后，对于管体合格而螺纹损坏的钻杆需要进行重新车修，即螺纹车修工艺，为了使钻杆车修后螺纹质量达到标准要求，要严格控制各道工序，包括设备的选释及精度要求、刀具的选择、螺纹检验等。1钻杆螺纹加工设备的选配针对钻杆螺纹修复是成批、单项加丁和管螺纹

2、的特点，在机床的选用方面主要综合考虑加工精度高，加工质量稳定可靠；工人劳动强度低；对螺纹加工的适应性强、灵活性好；工作环境优良；经济等方面。经过使用证明，一般选用沈阳第一机床厂生产的S1-245和S1-262车床作为主导加工机床。2刀具2.1刀具材料的基本要求a・高硬度。车刀材料的硬度必须大于工件材料的硬度，常温硬度一般要在IIRC60以上。b・高耐蘑性。车刀的切削部分在切削过程中经受着剧烈的摩擦，因此必须具冇良好的耐磨性。一般情况下，刀具材料的硬度越高，耐磨性越高。c.足够的强度和韧性。为了承受切削时较大的切削力、冲击力和震动,防止脆裂和刖刃，车刀材料必须具有足够的强度和韧性。d.高红硬性

3、。红硬性是指车刀在高温下所能保持正常切削的性能。它是衡量车刀材料性能好坏的主要指标。2.2刀具参数的优选2.2.1前角的作用及选择a・前角的作用。前角是车刀最重要的一个角度。其大小影响刀具的锐利程度与强度。加大前角，可使刃口锋利，减小切削变形和切削力，使切削轻快。但前角过大，楔角B0减小，降低了切削刃和刀头的强度，使刀头散热条件变差，切削时刀头容易崩刃。b・前和的初步选择。前如的大小应根据工件材料、刀具材料及加工性质选择。T件材料软，车塑性材料，精加工时，可取较大的前角；T件材料硬，车脆性材料，粗加工时应取较小的前角。2.2.2后角的作用及选择a.后角的作用。后角可减少刀具后刀面与工件加工表

4、面之间的摩擦以及刀具后面的磨损，它配合前和调整刀刃的锐利程度和强度。b・后角的选择。粗加工时，为了增加刀刃的强度，应取较小的后角；精加工时，为了减少后刀面与工件的摩擦，保证加工质量，应取较大的后角。工件材料较硬时，为使刀刃有足够的强度，后角应取较小值；工件材料较软，应取较大值。2.3刀具寿命2.3.1刀具的磨损形式及过程a.刀具的磨损形式。刀具的磨损有正常磨损和非正常磨损。其中刀具的正常磨损主要有以下三种：后刀面磨损；前刀面磨损；前、后刀面同时磨损。b・刀具的磨损过程。可以分为三个阶段：初期磨损阶段，由于刃磨后的刀面微观不平，切削刃处的受力集中，因此磨损较快；正常磨损阶段，丿J具表面上的高低

5、不平及不耐磨的表层组织已经被磨去，刀面上的压力分布均匀而且压强减小，磨损高度随时间增长而均匀的增加，使用刀具时不应超过这一阶段范围；急剧磨损阶段，磨损量达到某一数值VBB以后，刀具变钝，摩擦力增大，切削温度急剧升高，刀具材料的切削性能急剧下降,导致刀具大幅度磨损或烧毁，应尽量避免使刀具磨损进入这一阶段。2.3.2提高刀具寿命的基木方法影响刀具寿命的因素很多，主要有工件材料、刀具材料、刀具几何参数、切削用量等几个方面。在切削条件（即工件材料、刀具材料）已确定的情况下，合理选择前角、后角、正确选择切削用量，是提高刀具寿命的基本方法。3螺纹车修过程中出现的物理现象3.1积屑瘤车修过程中，由于挤压变

6、形和强烈的摩擦，使切屑与前刀面之间产生很大的压力和很高的温度，当温度（约300度左右）和压力条件适当时,摩擦力大于切屑内部的组合力，切屑底层的一部分金属就“冷焊”在前刀面靠近刀刃处，形成“积屑瘤”。2.1.1积屑瘤对车修的影响保护丿J具；增人实际前角；影响螺纹表面质量和尺寸精度。2.1.2切削速度对积屑瘤产生的影响当切削速度较低时，切屑流动较慢，切屑与前刀面接触不紧密，形成点接触，摩擦系数小，不会产生积屑瘤。中等切削速度时，为切削温度达到300度左右，切屑底层金属塑性增加，切屑与前刀面接触面增大，摩擦系数增人，最易产生切屑瘤。当切削速度很快时，切削温度很高，切屑底层金属变软，摩擦系数明显下降

7、，枳屑瘤也不会产生。2.2加工硬化2.2.1加工硬化的形成在车修过程屮，刀刃不可能是绝对锋利的，总冇刃口圆弧存在，车修时，螺纹表面总有一层痕薄的金属不易车掉，而被刃口圆弧挤向以车修螺纹表面，使螺纹表层金属发生剧烈的弹性变形和塑性变形。一方面，已经车修的表面产生弹性复原；另一方面，这一部分金属与车刀后面发生强烈的摩擦，经过挤压变形后使C车修螺纹表面硬度提高，这就是加工硬化现象。3.2.2加工硕化对螺纹车修的影响