一种新型超长二氧化碳致裂管的制备方法及其应用与流程

文档序号:17752459发布日期:2019-05-24 21:03阅读:321来源:国知局

本发明主要涉及爆破用致裂管加工技术领域,特别涉及一种新型超长二氧化碳致裂管制备方法技术领域。

技术背景

二氧化碳爆破法在岩石开采中的应用技术,学名为二氧化碳液--气相变膨胀破岩技术,其原理是把液态的二氧化碳充装到特殊制造的致裂管内,通过管内的活化器对其加热,使致裂管内液态的二氧化碳瞬间汽化产生高压气体能量,冲破致裂管底端爆破板,从致裂管底端崩发出高压气体,击破岩石。

现有致裂管长管传统的加工方法有两种,分整体机加工和整体铸造两大类。采用整体机械加工法,由于致裂管长度长,管深大,管内有阶梯,用镗床加工内孔时,对机床、刀具、夹具和加工精度要求较高,由于加工工艺复杂,加工成本高,加工效率低,对原材料浪费较多,产品缺乏市场竞争性。采用整体铸造法,首先是铸模设计要求高,其次合金钢的铸造效果一般,铸造产品容易产生砂眼,由于是高压设备,可靠性会降低。

在传统加工方法的基础上,一篇申请公布号的cn108237376a的专利公开了一种新的新型超长二氧化碳致裂管的制备方法,该方法将超长致裂管整体分为三段加工,加工过程中三段通过螺纹重新连接,连接后的缝隙通过焊接方法加固。但是由于技术方案中没有记载重要的参数,导致该方法在实际使用过程中,存在加工难度大、成品连接强度低和密封性差的问题,因此,需要在此技术上进行进一步研究。



技术实现要素:

针对现有新型超长二氧化碳致裂管制备方法存在成品连接强度低和密封性差的问题,本申请采用选料锻造、冷却、检测、螺纹加工、螺纹组装和环缝焊接等一系列完整工艺,能够提高成品连接强度和密封性,应用性价值高。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为:一种新型超长二氧化碳致裂管的制备方法,其特征在于,具体的方法步骤如下:

(1)选料锻造:选取合金钢为材料,在温度为1700-1750℃的条件下加热后,通过铸造机进行锻打,通过铸造机截成每段长1.6-2.2m的长度,并将中心进行冲孔,壁厚度为30-55mm,铸造成短钢管备用;

(2)冷却:将上述步骤处理好的短钢管在2-4°的冷水中冷却10-15min,降至室温后待用;

(3)检测:通过压力机,对钢管外表面、端面和管内孔面进行压力检测,紧接着通过厚度测量机对管体的内壁和长度进行检测,确保钢管的精确程度;

(4)螺纹加工:取三段钢管,将中段钢管两端进行长50-60mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长50-60mm的内螺纹加工;

(5)螺纹组装:取三段钢管,将中段钢管两端进行长50-60mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长50-60mm的内螺纹加工,将左右两段与中段通过螺纹旋紧,形成长管;

(6)环缝焊接:用焊接方法将螺旋缝焊接牢固,焊前预热,焊后高温回火热处理。

优选的,本发明选取合金钢为材料,在温度为1725℃的条件下加热后,通过铸造机进行锻打,通过铸造机截成每段长1.8m的长度,并将中心进行冲孔,壁厚度为35mm,铸造成短钢管备用。

优选的,本发明将处理好的短钢管在3°的冷水中冷却11min,降至室温后待用。

优选的,本发明取三段钢管,将中段钢管两端进行长55mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长55mm的内螺纹加工。

优选的,本发明取三段钢管,将中段钢管两端进行长55mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长55mm的内螺纹加工,将左右两段与中段通过螺纹旋紧,形成长管。

进一步,本发明提供该新型超长二氧化碳致裂管的制备方法及其在二氧化碳致裂管加工技术领域的应用。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

(1)本申请采用选料锻造、冷却、检测、螺纹加工、螺纹组装和环缝焊接等一系列完整工艺,在锻造后进行短暂的冷却,从而缩短螺纹连接的钢管间缝隙大小,避免钢管出现不配套的现象,具有能够提高成品连接强度和密封性的优点,应用性价值高。

(2)本发明通过采用三段组装的方法,通过选料,并使用铸造机的裁断和冲孔,取三段钢管,将中段钢管两端进行长50-60mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长50-60mm的内螺纹加工,对三段钢管进行螺纹连接,这样能够减少对机加工设备、机加工夹具、刀具的加工要求,从而提高连接的紧密性和强度。

(3)本发明通过环缝焊接的方法,用焊接方法将螺旋缝焊接牢固,焊前预热,焊后高温回火热处理,进一步的减少对机加工设备、机加工夹具、刀具的加工要求,减少技术成本。

具体实施案例

下面,举实施例说明本发明,但是,本发明并不限于下述的实施例。

本发明中选用的所有原辅材料、试剂和仪器、设备都为本领域熟知选用的,但不限制本发明的实施,其他本领域熟知的一些试剂和设备都可适用于本发明以下实施方式的实施。

实施例一

本发明采用的新型超长二氧化碳致裂管的制备方法具体的步骤如下:

(1)选料锻造:选取合金钢为材料,在温度为1700-1750℃的条件下加热后,通过铸造机进行锻打,通过铸造机截成每段长1.6-2.2m的长度,并将中心进行冲孔,壁厚度为30mm-55mm,铸造成短钢管备用;

(2)冷却:将上述步骤处理好的短钢管在2-4°的冷水中冷却10-15min,降至室温后待用;

(3)检测:通过压力机,对钢管外表面、端面和管内孔面进行压力检测,紧接着通过厚度测量机对管体的内壁和长度进行检测,确保钢管的精确程度;

(4)螺纹加工:取三段钢管,将中段钢管两端进行长50-60mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长50-60mm的内螺纹加工;

(5)螺纹组装:取三段钢管,将中段钢管两端进行长50-60mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长50-60mm的内螺纹加工,将左右两段与中段通过螺纹旋紧,形成长管;

(6)环缝焊接:用焊接方法将螺旋缝焊接牢固,焊前预热,焊后高温回火热处理。

优选的,本实施例选取合金钢为材料,在温度为1750℃的条件下加热后,通过铸造机进行锻打,通过铸造机截成每段长1.8m的长度,并将中心进行冲孔,壁厚度为35mm,铸造成短钢管备用。

优选的,本实施例取三段钢管,将中段钢管两端进行长55mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长55mm的内螺纹加工。

优选的,本实施例取三段钢管,将中段钢管两端进行长55mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长55mm的内螺纹加工,将左右两段与中段通过螺纹旋紧,形成长管。

实施例二

选取合金钢为材料,在温度为1700℃的条件下加热后,通过铸造机进行锻打,通过铸造机截成每段长1.6m的长度,并将中心进行冲孔,壁厚度为30mm,铸造成短钢管备用,然后将短钢管在2°的冷水中冷却10min,通过压力机,对钢管外表面、端面和管内孔面进行压力检测,紧接着通过厚度测量机对管体的内壁和长度进行检测,确保钢管的精确程度;取三段钢管,将中段钢管两端进行长58mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长58mm的内螺纹加工;取三段钢管,将中段钢管两端进行长58mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长58mm的内螺纹加工,将左右两段与中段通过螺纹旋紧,形成长管;用焊接方法将螺旋缝焊接牢固,焊前预热,焊后高温回火热处理。

实施例三

选取合金钢为材料,在温度为1715℃的条件下加热后,通过铸造机进行锻打,通过铸造机截成每段长1.9m的长度,并将中心进行冲孔,壁厚度为40mm,铸造成短钢管备用,然后将短钢管在2.5°的冷水中冷却14min,通过压力机,对钢管外表面、端面和管内孔面进行压力检测,紧接着通过厚度测量机对管体的内壁和长度进行检测,确保钢管的精确程度;取三段钢管,将中段钢管两端进行长53mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长53mm的内螺纹加工;取三段钢管,将中段钢管两端进行长53mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长53mm的内螺纹加工,将左右两段与中段通过螺纹旋紧,形成长管;用焊接方法将螺旋缝焊接牢固,焊前预热,焊后高温回火热处理。

实施例四

选取合金钢为材料,在温度为1725℃的条件下加热后,通过铸造机进行锻打,通过铸造机截成每段长1.8m的长度,并将中心进行冲孔,壁厚度为35mm,铸造成短钢管备用,然后将短钢管在3°的冷水中冷却11min,通过压力机,对钢管外表面、端面和管内孔面进行压力检测,紧接着通过厚度测量机对管体的内壁和长度进行检测,确保钢管的精确程度;取三段钢管,将中段钢管两端进行长55mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长55mm的内螺纹加工;取三段钢管,将中段钢管两端进行长55mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长55mm的内螺纹加工,将左右两段与中段通过螺纹旋紧,形成长管;用焊接方法将螺旋缝焊接牢固,焊前预热,焊后高温回火热处理。

实施例五

选取合金钢为材料,在温度为1750℃的条件下加热后,通过铸造机进行锻打,通过铸造机截成每段长2.2m的长度,并将中心进行冲孔,壁厚度为55mm,铸造成短钢管备用,然后将短钢管在4°的冷水中冷却15min,通过压力机,对钢管外表面、端面和管内孔面进行压力检测,紧接着通过厚度测量机对管体的内壁和长度进行检测,确保钢管的精确程度;取三段钢管,将中段钢管两端进行长60mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长60mm的内螺纹加工;取三段钢管,将中段钢管两端进行长60mm的外螺纹加工,对其中作为左右两段的钢管的相对应端进行长60mm的内螺纹加工,将左右两段与中段通过螺纹旋紧,形成长管;用焊接方法将螺旋缝焊接牢固,焊前预热,焊后高温回火热处理。

综上所述,本申请采用选料锻造、冷却、检测、螺纹加工、螺纹组装和环缝焊接等一系列完整工艺,在锻造后进行短暂的冷却,从而缩短螺纹连接的钢管间缝隙大小,避免钢管出现不配套的现象,具有能够提高成品连接强度和密封性的优点,应用性价值高。

以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求。

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