专利名称：把13Cr石油套管加工梯形缝筛管的方法
技术领域：
本发明涉及一种钢管加工方法，特别是一种把13Cr石油套管加工梯 形缝筛管的方法。
技术背景目前采油、气有限防砂问题一直是石油工业上困扰石油专家的主要问 题，为清砂和解决套管筛管出砂问题，有关开采、修井尤其导致的减产损 失十分严重。特别是近年来，开采油、气新技术迅速发展，大都采用水平 井、侧井等工艺来完成完井方式。这样就对有限防砂技术提出了更高要求， 为此国内外在寻求技术上先进，经济上合理的对防砂石油筛管的加工途径 来满足采油行业对新技术的要求。当前国内外采油、气除了常规开采方法外，近年来又创立了新的利用 有限防砂筛管开采法。对有限防砂筛管主要设计要求参数是缝宽和渗透率， 在保证有限防砂筛管有一定的强度前提下，即过滤掉一定粒度的砂子，又 保证了筛管的渗透功能，所以在石油筛管壁上加工出有一定规则的缝位布 置和缝隙宽度。 一般设计0.2 0.5毫米不同等级组别。目前国内采油所用 筛管的缝隙截面为矩形缝形，也就是将石油套管管壁切透，内外表面尺寸 宽度相等，这种截面为矩形缝形。这种筛管由于内外表面相同，在地下采 油过程中会在压力的作用下使沙粒在割缝外表面堆积，而梯形缝则因为内 表面宽于外表面，使石油的压力在通过割缝时由于渗透面积的增大而减小， 这样也就降低了沙粒在割缝外表面的堆积，减少了堵缝现象，提高了采油 率。对于梯形缝筛管产品，亦有用陶瓷刀片切割的，海上油田亦有采用绕 丝加工梯形缝的筛管，而采用普通切刀加工梯形缝形的研究加工及质量控制在目前尚在研发之中。何为绕丝加工筛管？它是一种采用加工好圆孔或 槽的管体，用绕成"U"形不锈钢丝直接与管体固定，再用备好的"▽"形不锈钢丝，即304L不锈钢丝，直接绕在"\J "形不锈钢丝上，并"V" 与"\J "相互固定而成筛管，有人叫直绕式筛管，这样两个"▽" "▽" 形不锈钢丝形成管体外缝窄，而管体内表面宽而形成筛管。而另一种则是 筛网筛管，它是根据用户要求采购筛网待用，再在管体上切割圆形孔或长 方形槽，将筛网套在切完孔或槽的管体上，最后将筛网两端封闭而成筛网 筛管。其筛网是特制的"▽" 304L不锈钢丝线制成的。这种方法成本高， 而且在井下过程中绕丝会发生部分变形，效果不理想。而TPllO-13C r套 管由于它具有较高的抗腐蚀性，近来被广泛的使用。但TPllO-13C r套管 因为含有抗腐蚀的Cr成分较高，它的物理性能为塑性、韧性强，加工起来 非常困难。 发明内容为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种把13Cr石 油套管加工梯形缝筛管的方法，以利于有限防砂，减少油/水透过切割缝的 阻力，避免了沙砾将切缝堵住，进一步提高了油/水井的出油/水率。为实现上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种把13Cr石油套管 加工成梯形缝筛管的方法，该方法包括以下步骤 (1)、刀片的参数确定根据不同套管的管体直径，确定不同规格的刀片尺寸刀片外径尺寸4 70—d)82mm;刀片内孔直径小25.4mm刀片材质含有钴、镍、鉻成分的高速合金钢；刀片厚度0. 5咖一10咖； 刀片齿数24—48齿；(2) 、套管支撑座的调整 对于加工不同规格的梯形缝必需以空间圆点为圆心基点，调校设备垫铁的位置，该位置是以套管支撑座的旋转空间为圆点，也是刀片与钢管接 触点为圆心的基点，再计算出垫铁的底垫量，来实现梯形缝切缝，由于设 备是以直径为177.8Ml的石油套管为基准管，底垫量计算公式如下 底垫量(DS)的计算为0E二0A-AE; HE,氺sin45。； BH=BE-HE且二0S; 其中D0为基准管半径，D0二A0， BE二AE为被加工套管半径DS二D0-BH(3) 、机床参数的调整 冷却水压不低于O. 2Mpa; 压縮空气120-140psi; 主轴转速185-230rpm; 进刀速度6-20咖/min;套管支撑座的摆动角度3° —6° ;套管支撑座通过设备的连杆使被加工套管以套管的顶点，即刀片与套管接触点为圆心，左右摆动角度为3° —6° ,在割缝横截面的中心线两侧各加工一刀，即加工两刀，从而完成梯形缝的加工；(4) 、切割加工上述准备和调整完毕后，将刀片安装在机床的主轴上卡紧；将被加工 的套管放在套管支撑座上，用汽缸压紧；开启主轴电机使主轴旋转，操纵 主轴下降完成第一刀的加工，然后抬起主轴使刀片离开套管，转动套管支 撑座使其以刀片与套管接触点为圆心转动3° —6° ，再操纵主轴下降进行第二刀的加工，这样就完成了在套管上加工成梯形缝筛管。本发明的效果是采用以刀片加工的外窄内宽缝隙的梯形缝筛管，减 少了油/水透过割缝的阻力，避免了沙砾将切缝堵住，进一步提高了油/水 井的出油/水率。所以采用以刀片接触钢管的切割点为圆心的旋转支撑座和 刀片加工以满足石油筛管的切缝布置功能要求。在加工过程中，设备应具 有较好的稳定性、刚度和较高的自动化程度是加工的必备条件，从而确保 梯形缝筛管产品质量符合标准要求。
图1为本发明的梯形缝筛管的加工的底垫量计算示意图；图2为本发明的梯形缝筛管的加工方法流程图。
具体实施方式
结合附图及实施例对本发明的把13Cr石油套管加工梯形缝筛管的方 法使用过程加以说明。本发明的把13Cr石油套管加工梯形缝筛管的方法包括以下步骤-(1) 、刀片的参数确定 根据不同套管的管体直径，确定不同规格的刀片尺寸-刀片外径尺寸小70—d)82nim;刀片内孔直径d>25.4mm刀片材质含有钴、镍、鉻成分的高k合金钢； 刀片厚度0.5咖一10 mm;刀片齿数24—48齿；(2) 、套管支对于加工不同规格的梯形缝必需以空间圆点为圆心基点，调校设备垫铁的位置，该位置是以套管支撑座的旋转空间为圆点，也是刀 片与钢管接触点为圆心的基点，再计算出垫铁的底垫量，来实现梯形缝切缝。由于设备是以直径为177.8 mm的石油套管为基准管，底垫量计算公式如下底垫量DS的计算为0E=0A-AE; HE=0E*sin45° ; BH二BE-服且二0S; 其中D0为基准管半径88.9mm， DO二AO， BE二AE为被加工套管半径DS=DO-BH(3) 、机床参数的调整 冷却水压不低于O. 2Mpa; 压縮空气120-140psi; 主轴转速185-230rpm; 进刀速度6-20 mm/min; 套管支撑座的摆动角度3° —6° ;套管支撑座通过设备的连杆使被加工套管以套管的顶点，即刀片与套 管接触点为圆心，左右摆动角度为3° —6° ，在割缝横截面的中心线两侧 各加工一刀，即加工两刀，就形成了梯形缝；(4) 、切割加工上述准备和调整完毕后，将刀片安装在机床的主轴上卡紧；将被加工 的套管放在套管支撑座上，用汽缸压紧；开启主轴电机使主轴旋转，操纵 主轴下降完成第一刀的加工，然后抬起主轴使刀片离开套管，转动套管支 撑座使其以刀片与套管接触点为圆心转动3° —6° ，再操纵主轴下降进行 第二刀的加工，这样就完成了把套管加工成梯形缝筛管。如图2所示，首先选择抗腐蚀13C r成分的套管，以4> 139. 7*9. 17 TP110-13Cr的套管加工成梯形缝筛管为例，具体操作如下1、刀片参数的确定刀片外径尺寸4)75imn;刀片材质添加钴、镍、鉻的高速合金钢；刀片厚度l士0.05腿；刀片内孔直径4>25. 4 mm刀片齿数36齿；2、 钢管支撑座的调整，即计算垫铁厚度DS。从图l可知OE二OA-AE;则0E=88. 9-69. 85 (139.7/2) =19. 05咖； HE=0E*sin45° ;服=19. 05*0. 7:07二13. 47 mm; BH二BE-HE且二OS; BH=69. 85-13. 47二56. 38咖； 0D二0A为基准管半径88.9咖，BE二AE为被加工套管半径，因而 DS二OD-BH; DS二88.9-56. 38二32. 52 mm; 所以在套管支撑座上加32. 52 mm厚的垫铁，就为加工cj> 139. 7的梯形缝 筛管做好了准备。3、 机床参数的调整 冷却水压0.2Mpa;压縮空气120psi;主轴转速230rpm; 进刀速度12醒/min;套管支撑座的摆动角度3° ;4、 切割加工准备和调整完毕后，将刀片安装在设备主轴上卡紧；将被加工的钢管 放在套管支撑座上，用汽缸压紧；开启主轴电机使主轴旋转，操纵主轴下 降完成第一刀的加工，然后抬起主轴使刀片离开钢管，转动套管支撑座使 其以刀片与套管接触点为圆心转动3° ，再操纵主轴下降进行第二刀的加 工，这样就完成了梯形缝筛管的加工。经检验合格的筛管，挂标牌，包装入库。
权利要求
1. 一种把13Cr石油套管加工成梯形缝筛管的方法，该方法包括以下步骤(1)、刀片的参数确定根据不同套管的管体直径，确定不同规格的刀片尺寸刀片外径尺寸φ70-φ82mm；刀片内孔直径φ25.4mm刀片材质含有钴、镍、鉻成分的高速合金钢；刀片厚度0.5mm-10mm；刀片齿数24-48齿；(2)、套管支撑座的调整对于加工不同规格的梯形缝必需以空间圆点为圆心基点，调校设备垫铁的位置，该位置是以套管支撑座的旋转空间为圆点，也是刀片与钢管接触点为圆心的基点，再计算出垫铁的底垫量，来实现梯形缝切缝，由于设备是以直径为177.8mm的石油套管为基准管，底垫量计算公式如下底垫量(DS)的计算为OE＝OA-AE；HE＝OE*sin45°；BH＝BE-HE且＝OS；其中DO为基准管半径，DO＝AO，BE＝AE为被加工套管半径DS＝DO-BH(3)、机床参数的调整冷却水压不低于0.2Mpa；压缩空气120-140psi；主轴转速185-230rpm；进刀速度6-20mm/min；套管支撑座的摆动角度3°-6°；套管支撑座通过设备的连杆使被加工套管以套管的顶点，即刀片与套管接触点为圆心，左右摆动角度为3°-6°，在割缝横截面的中心线两侧各加工一刀，即加工两刀，从而完成梯形缝的加工；(4)、切割加工上述准备和调整完毕后，将刀片安装在机床的主轴上卡紧；将被加工的套管放在套管支撑座上，用汽缸压紧；开启主轴电机使主轴旋转，操纵主轴下降完成第一刀的加工，然后抬起主轴使刀片离开套管，转动套管支撑座使其以刀片与套管接触点为圆心转动3°-6°，再操纵主轴下降进行第二刀的加工，这样就完成了在套管上加工成梯形缝筛管。
全文摘要
本发明提供一种把13Cr石油套管加工成梯形缝筛管的方法，该方法包括以下步骤刀片的参数确定；套管支撑座的调整；机床参数的调整；切割加工，完成了在套管上加工成梯形缝筛管。本发明的效果是采用以刀片加工的外窄内宽缝隙的梯形缝筛管，减少了油/水透过割缝的阻力，避免了沙砾将切缝堵住，进一步提高了油/水井的出油/水率。所以采用以刀片接触钢管的切割点为圆心的旋转支撑座和刀片加工以满足石油筛管的切缝布置功能要求。在加工过程中，设备应具有较好的稳定性、刚度和较高的自动化程度是加工的必备条件，从而确保梯形缝筛管产品质量符合标准要求。
文档编号B23C3/00GK101279382SQ20081005326
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月27日 优先权日2008年5月27日
发明者伟 刘, 宁福宏, 东 李, 陆晓玲 申请人:天津钢管集团股份有限公司