一种树头四通阀的锻造方法与流程

本发明涉及一种树头四通阀的锻造方法。

背景技术

目前在深海油气资源的开发过程中，深海水下采油树设备应用十分广泛，且在深海油气资源开发中有着至关重要的作用。

水下采油树装置主要用于控制油气井生产时井口的流量和压力，作为实现海上油气田开发必不可少的重要设备，其工作状态直接决定了整个水下生产系统的运行状态。近年来，水下采油树装置的使用量逐年大幅增加，不同海域、不同油田区块及采油操作工况下所使用的水下采油树装置类型是不同的。

目前用于油田井口装置中的采油树，是由主阀、四通和清蜡阀采用分体式结构通过法兰盘、双头螺栓、双螺帽并紧组装而成的。

其中，树头四通阀为水下采油树系列阀体核心部件。需要能够满足3000m以下深海生产，具有耐高压(15kpsi)和大口径(476mm井口)的特性。

因此，需要一种树头四通阀的锻造方法以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种树头四通阀的锻造方法。

为解决上述技术问题，本发明的树头四通阀的锻造方法所采用的技术方案为：

一种树头四通阀的锻造方法，包括以下步骤：

1)、根据树头四通阀的尺寸选择梅花锭，将梅花锭加热至800-1250℃，将梅花锭的底盖和冒口切除，得到坯料。

2)、将步骤1)得到的坯料进行轴向墩粗，得到第一中间料，第一中间料的直径与高度比为：1.24-1.625；

3)、将步骤2)得到的第一中间料沿轴向进行整体拔长处理，得到第二中间料，其中，锻造比为1.62-1.72；

4)、将步骤3)得到的第二中间料进行轴向墩粗处理，得到第三中间料，其中，锻造比为1.62-1.72；

5)、将步骤4)得到的第三中间料沿轴向进行整体拔长处理，得到第四中间料，其中，锻造比为1.62-1.72；

6)、将步骤5)得到的第四中间料进行轴向墩粗处理，得到第五中间料，其中，锻造比为1.62-1.72；

7)、将步骤6)得到的第五中间料的两端分别沿轴向进行拔长处理，得到树头四通阀粗料，其中，锻造比为1.72-5.75；

8)、对树头四通阀粗料的两端切除余量，得到树头四通阀。

更进一步的，步骤7)中锻造比为1.81或4.87。

更进一步的，步骤1)中切除底盖为梅花锭总重的2％-4％，切除切头为梅花锭总重的12％-16％。

更进一步的，所述梅花锭的材料由以下质量百分比含量的组份组成：0.28％～0.33％碳、0.2％～0.3％硅、0.5％～0.6％锰、0.9％～1.0％铬、0.3％～0.45％钼、0～0.02％磷、0～0.02％硫、0.3～0.50％镍、0.04～0.045％钒、0～0.02％铜、0.2～0.4％铝、0.3～0.5％钴，其余为fe。

有益效果：本发明的树头四通阀的锻造方法能够有效提高树头四通阀的强度，使其能够达到15kpsi的高压环境，且屈服强度大于700mpa，抗拉强度大于800mpa，断后伸长率大于25％，断面收缩率大于70％，冲击试验kv8，平均值大于80j。得到的树头四通阀，能够满足3000m以下深海生产，具有耐高压(15kpsi)的特性。

附图说明

图1是本发明的树头四通阀的锻造方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1：

本发明的树头四通阀的树头四通阀的锻造方法，包括以下步骤：

1)、根据树头四通阀的尺寸选择梅花锭，梅花锭的材料由以下质量百分比含量的组份组成：0.28％～0.33％碳、0.2％～0.3％硅、0.5％～0.6％锰、0.9％～1.0％铬、0.3％～0.45％钼、0～0.02％磷、0～0.02％硫、0.3～0.50％镍、0.04～0.045％钒、0～0.02％铜、0.2～0.4％铝、0.3～0.5％钴，其余为fe。将梅花锭加热至800-1250℃。将梅花锭的底盖和冒口切除，得到坯料；切除底盖为梅花锭总重的2％-4％，切除切头为梅花锭总重的12％-16％。

2)、将步骤1)得到的坯料进行轴向墩粗，得到第一中间料，第一中间料的直径为1800mm，高度为1450mm，第一中间料的直径与高度比为1.24；

3)、将步骤2)得到的第一中间料沿轴向进行整体拔长处理，得到第二中间料，其中，锻造比为1.62；

4)、将步骤3)得到的第二中间料进行轴向墩粗处理，得到第三中间料，其中，锻造比为1.62；

5)、将步骤4)得到的第三中间料沿轴向进行整体拔长处理，得到第四中间料，其中，锻造比为1.62；

6)、将步骤5)得到的第四中间料进行轴向墩粗处理，得到第五中间料，其中，锻造比为1.62；

7)、将步骤6)得到的第五中间料的两端分别沿轴向进行拔长处理，得到树头四通阀粗料，其中，锻造比为1.72；

8)、对树头四通阀粗料的两端切除余量，得到树头四通阀。

其中，总的锻造比为1.62*1.62*1.62*1.62*1.72＝11.84。

实施例2：

本发明的树头四通阀的树头四通阀的锻造方法，包括以下步骤：

1)、根据树头四通阀的尺寸选择梅花锭，梅花锭的材料由以下质量百分比含量的组份组成：0.28％～0.33％碳、0.2％～0.3％硅、0.5％～0.6％锰、0.9％～1.0％铬、0.3％～0.45％钼、0～0.02％磷、0～0.02％硫、0.3～0.50％镍、0.04～0.045％钒、0～0.02％铜、0.2～0.4％铝、0.3～0.5％钴，其余为fe。将梅花锭加热至800-1250℃。将梅花锭的底盖和冒口切除，得到坯料；切除底盖为梅花锭总重的2％-4％，切除切头为梅花锭总重的12％-16％。

2)、将步骤1)得到的坯料进行轴向墩粗，得到第一中间料，第一中间料的直径为1800mm，高度为1450mm，第一中间料的直径与高度比为1.24；

3)、将步骤2)得到的第一中间料沿轴向进行整体拔长处理，得到第二中间料，其中，锻造比为1.72；

4)、将步骤3)得到的第二中间料进行轴向墩粗处理，得到第三中间料，其中，锻造比为1.72；

5)、将步骤4)得到的第三中间料沿轴向进行整体拔长处理，得到第四中间料，其中，锻造比为1.72；

6)、将步骤5)得到的第四中间料进行轴向墩粗处理，得到第五中间料，其中，锻造比为1.72；

7)、将步骤6)得到的第五中间料的两端分别沿轴向进行拔长处理，得到树头四通阀粗料，其中，锻造比为4.87；

8)、对树头四通阀粗料的两端切除余量，得到树头四通阀。

其中，总的锻造比为1.72*1.72*1.72*1.72*4.87＝24.78。

实施例3：

本发明的树头四通阀的树头四通阀的锻造方法，包括以下步骤：

1)、根据树头四通阀的尺寸选择梅花锭，梅花锭的材料由以下质量百分比含量的组份组成：0.28％～0.33％碳、0.2％～0.3％硅、0.5％～0.6％锰、0.9％～1.0％铬、0.3％～0.45％钼、0～0.02％磷、0～0.02％硫、0.3～0.50％镍、0.04～0.045％钒、0～0.02％铜、0.2～0.4％铝、0.3～0.5％钴，其余为fe。将梅花锭加热至800-1250℃。将梅花锭的底盖和冒口切除，得到坯料；切除底盖为梅花锭总重的2％-4％，切除切头为梅花锭总重的12％-16％。

2)、将步骤1)得到的坯料进行轴向墩粗，得到第一中间料，第一中间料的直径为1300mm，高度为800mm，第一中间料的直径与高度比为1.625；

3)、将步骤2)得到的第一中间料沿轴向进行整体拔长处理，得到第二中间料，其中，锻造比为1.65；

4)、将步骤3)得到的第二中间料进行轴向墩粗处理，得到第三中间料，其中，锻造比为1.65；

5)、将步骤4)得到的第三中间料沿轴向进行整体拔长处理，得到第四中间料，其中，锻造比为1.65；

6)、将步骤5)得到的第四中间料进行轴向墩粗处理，得到第五中间料，其中，锻造比为1.65；

7)、将步骤6)得到的第五中间料的两端分别沿轴向进行拔长处理，得到树头四通阀粗料，其中，锻造比为1.81；

8)、对树头四通阀粗料的两端切除余量，得到树头四通阀。

其中，总的锻造比为1.65*1.65*1.65*1.65*1.81＝13.42。

实施例4：

本发明的树头四通阀的树头四通阀的锻造方法，包括以下步骤：

1)、根据树头四通阀的尺寸选择梅花锭，梅花锭的材料由以下质量百分比含量的组份组成：0.28％～0.33％碳、0.2％～0.3％硅、0.5％～0.6％锰、0.9％～1.0％铬、0.3％～0.45％钼、0～0.02％磷、0～0.02％硫、0.3～0.50％镍、0.04～0.045％钒、0～0.02％铜、0.2～0.4％铝、0.3～0.5％钴，其余为fe。将梅花锭加热至800-1250℃。将梅花锭的底盖和冒口切除，得到坯料；切除底盖为梅花锭总重的2％-4％，切除切头为梅花锭总重的12％-16％。

2)、将步骤1)得到的坯料进行轴向墩粗，得到第一中间料，第一中间料的直径为1300mm，高度为800mm，第一中间料的直径与高度比为1.625；

3)、将步骤2)得到的第一中间料沿轴向进行整体拔长处理，得到第二中间料，其中，锻造比为1.72；

4)、将步骤3)得到的第二中间料进行轴向墩粗处理，得到第三中间料，其中，锻造比为1.72；

5)、将步骤4)得到的第三中间料沿轴向进行整体拔长处理，得到第四中间料，其中，锻造比为1.72；

6)、将步骤5)得到的第四中间料进行轴向墩粗处理，得到第五中间料，其中，锻造比为1.72；

7)、将步骤6)得到的第五中间料的两端分别沿轴向进行拔长处理，得到树头四通阀粗料，其中，锻造比为5.75；

8)、对树头四通阀粗料的两端切除余量，得到树头四通阀。

其中，总的锻造比为1.72*1.72*1.72*1.72*5.75＝50.32。

结果对比：

采用申请号为：201210539319.2，发明名称为：深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法中所述水冷/空冷三次循环间歇淬火工艺对实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的树头四通阀进行淬火热处理，并对经过淬火热处理的树头四通阀进行综合力学性能试验，得到表1。

表1

试验结果综合分析：

本发明采用的锻造方法，通过结合特定的钢锭材料及轴向特定的锻造比例组合，有效地锻合钢锭内部的疏松、孔穴、裂纹等缺陷，提高了金属轴向的致密度和连续性。大大增强了其抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率，且冲击功大大高于现有技术的水平。

本发明的树头四通阀的锻造方法能够有效提高树头四通阀的强度，使其能够达到15kpsi的高压环境，且屈服强度大于700mpa，抗拉强度大于800mpa，断后伸长率大于25％，断面收缩率大于70％，冲击试验kv8，平均值大于80j。得到的树头四通阀，能够满足3000m以下深海生产，具有耐高压(15kpsi)的特性。