液压管端镦粗机的研究与设计

任明杰 谷瑞杰 马 辉 马海宽

(1．中国重型机械研究院股份公司，陕西710032；2．金属挤压与锻造装备技术国家重点实验室，陕西710032)

随着石油天然气的开发，钻井深度越来越深，一般在200～3000 m，深井在4500 m以上，我国最深油井在新疆塔里木盆地，井深达8408 m。井深的增加，对钻井器具的要求也越来越高。钻杆是石油、天然气行业进行油气资源勘探、开发过程中不可缺少的工具，是组成钻柱的主要部件。在石油钻探开采时，钻杆是用螺纹一根接一根连接起来使用的，最常见的连接方式有公母连接和接箍连接。钻杆通常在内外全是钻井液的井里作业，承受弯曲、扭转、拉力、压力和液压力等交变载荷，复合应力大，容易产生疲劳裂纹，尤其是在较大位移的定向井和水平井里，钻杆工作环境更加恶劣。螺纹连接处是钻杆应力最集中，也是最薄弱环节，多数钻杆的事故出现在该部位。所以，提高钻杆连接处的机械强度是降低事故率的关键。如果采取模锻方式，把钻杆端部车螺纹部分的管壁镦粗加厚，不仅增加了壁厚尺寸，而且能够细化材料晶粒，形成纤维组织，将会极大地提高其管端部分的机械强度，为此研发了液压管端镦粗机。

1 液压管端镦粗机的本体结构设计

1.1 本体结构与机架形式

液压管端镦粗机的本体结构由机架、油缸、动梁、模具以及辅助部分组成。按照镦粗工艺要求，本体设计成立式压紧部分和水平镦粗部分，立式压紧部分由机架、液压缸、动梁和凹模组成，机架由上梁、下梁、侧梁、垂直拉杆、螺母组成。……