Cap_7 Prajini de antrenare

7/21/2019 Cap_7 Prajini de antrenare

http://slidepdf.com/reader/full/cap7-prajini-de-antrenare 1/12

TEHNOLOGII AVANSATE ÎN FABRICAREA UTILAJULUI PETROLIER

7. TEHNOLOGIA DE FABRICARE A PRĂJINILORDE ANTRENARE

În acest capitol:

Forme constructive şi condiţii tehnice Materiale şi caracteristici mecanice Procesul tehnologic de fabricare

7.1. PRINCIPII GENERALE

Prăjinile de antrenare sunt elemente ale garniturii de foraj prinintermediul cărora se transmite mişcarea de rotaţie de la masarotativă la garnitura de foraj, asigurând circulaţia fluidului de foraj dela capul hidraulic la prăjinile de foraj.

După forma secţiunii transversale, prăjinile de antrenare potfi pătrate sau hexagonale.

a forajul cu sonde!e, prăjinile de antrenare pot avea şiformă cilindrică.

"



Tenolo!ia "e #a$%ica%e a p%&'inilo% "e ant%ena%e

7.2. FORME CONSTRUCTIVE ŞI CONDIŢII TEHNICE

Prăjinile de antrenare se e#ecută $n două varianteconstructive%

- monobloc , e#ecutate prin forjare&- în construcţie combinată, constând dintr'un corp (de

obicei laminat) şi reducţii asamblate prin $nfiletare.A. P!"#$# %& a$'&$a& ()"a'& *+)$),-)/.Prăjinile de antrenare forjate se e#ecută cu secţiunea părţii de

antrenare pătrată sau he#agonală (fig. *."), având $mbinareasuperioară mufă cu filet stânga, pentru asamblarea cu capul hidraulicşi $mbinarea inferioară cep cu filet dreapta, pentru asamblare cuprăjinile de foraj, conform +-+ "/0'1 şi -P2 +pec.*.

F#0. 7.1. Forme constructive pentru prăjinile de antrenare%a 3 pătrată& $ 3 he#agonală

Tipodimensiunile prăjinilor de antrenare u!uale cu secţiunea pătrată sunt% 40 (56)( *4 (7), / (76)( "1 (08) şi "77 (98)(repre!entând latura pătratului, a( e#primată $n mm (inch).

Tipodimensiunile prăjinilor cu secţiune hexagonală sunt%

5




*4 (7), / (76)( "1 (08)( "77 (98) şi "95 (4), repre!entând laturahe#agonului, a e#primată $n mm (inch) (fig. *.", $).

Prăjinile de antrenare laminate sunt pre!entate $n figura *.5conform +-+ 0700'1.

F#0. 7.2. Prăjina de antrenare laminată%a 3 reducţia superioară& b 3 corpul prăjinii pătrate& c 3 reducţie inferioară.

Prăjinile de antrenare se e#ecută numai prin laminare subformă de bară pătrată sau ţeavă, prelucrându'se la e#tremităţicepuri filetate. Prăjina se echipea!ă la capătul superior cu o reducţiemufă'mufă (fig. *.5, a), iar la capătul inferior cu o reducţie mufă'cep(fig. *.5, c ).

-samblarea reducţiilor de legătură la corpul prăjinii se

7

a

b

c




reali!ea!ă prin $mbinări filetate cu dublu blocaj% pe spirele filetului şipe suprafaţa conică lisă (nefiletată), $n prelungirea filetului.Dimensiunile suprafeţei conice de blocaj sunt astfel determinate

$ncât să asigure un ajustaj cu strângere, asamblarea reali!ându'seprin $ncăl!irea reducţiei.

:n figurile *.7 şi *.0 se pre!intă două forme constructive ale $mbinărilor dintre corpul prăjinii de antrenare, " şi reducţiile de capăt,5, utili!ate pe plan mondial. :n figura *.7 $mbinarea se reali!ea!ă cudublu blocaj (pe filet şi pe suprafaţa lisă), iar $n figura *.0 se pre!intăo $mbinare cu triplu blocaj, introducându'se şi contactul pe suprafaţafrontală a prăjinii. +e obţine astfel creşterea re!istenţei la obosealăşi a etanşeităţii $mbinării corp'reducţie.

Dimensiunile prăjinilor de antrenare laminate sunt practicaceleaşi cu cele ale prăjinilor forjate cu secţiune pătrată.

:n figura *.9 se pre!intă două forme ale prăjinilor de antrenareutili!ate la forajul cu sonde!e.

Principalele abateri admisibile de formă şi po!iţie ale prăjinilor

de antrenare sunt% la rectilinitate 1,9 mm;"111 mm pe toatălungimea prăjinii sau local "mm;5111mm la prăjinile forjate,respectiv " mm;"111 mm la cele laminate, răsucirea 7< pe toatălungimea prăjinii la cele forjate, respectiv "9< la cele laminate.

0

F#0. 7.. :mbinare cu dublu blocaj% " 3 corpul prăjinii& 5 3 reducţie.

F#0. 7.. :mbinare cu triplu blocaj% " 3 corpul prăjinii& 5 3 reducţie.

l




F#0. 7.3. Prăjini de antrenare pentru forajul cu sonde!e.

7.. MATERIALE ŞI CARACTERISTICI MECANICE

Prăjinile de antrenare se fabrică din oţeluri aliate (u!ual oţelul04MoMn=r"1) supuse tratamentului termic de $mbunătăţire pe toatălungimea, având caracteristicile mecanice% re!istenţa la tracţiune,R )> min* /1 ?;mm5& limita de curgere R p+(, > min. **1 ?;mm5&alungirea -0> min. "7@& duritate Arinell min. 59 BA.

Prin norme tehnice de $ntreprindere se recomandă gâtuirea la

rupere - )in> 99. re!ilienţa longitudinală min. 1 C;cm5 şi re!ilienţape epruvete transversale (01 C;cm). -#a epruvetelor este situată la59,0 mm de la suprafaţa piesei. =ondiţiile tehnice privind materialeleşi caracteristicile mecanice ale prăjinilor de antrenare sunt similarecelor prevă!ute pentru prăjinile grele (conform capitolului 0).

Prăjinile de antrenare forjate se e#ecută prin forjare din barepline sau prin fre!are din bare rotunde forjate sau laminate, capetele

$ngroşate făcând corp comun cu partea de antrenare.Prăjinile de antrenare laminate şi reducţiile se e#ecută din

oţelurile 09, 0"=r?i"5 şi 01=r"1. =orpul prăjinilor se tratea!ă

9




termic prin normali!are, iar capetele se $mbunătăţesc pe o lungimede min. 11 mm. =aracteristicile mecanice ale acestora sunt%E)()in > 1..."11 ?;mm5 A/ ()in> "7.( 0CU lon!()in1 * C;cm5,0CU t%ans()in 1 7/ C;cm5 la 2 > 40..."77 mm, iar E)()in > 71..."171 ?;mm5 A/ ()in> "5.( 0CU lon!()in1 9/ C;cm5,0CU t%ans()in 1 70 C;cm5 la 2 > "95 mm. Duritatea corpului $n !onanormali!ată este de min. 511 BA. Eeducţiile prăjinilor de antrenarelaminate sunt tratate termic prin $mbunătăţire, având următoarelecaracteristici mecanice minime% R ) > 70..."11 ?;mm5 A9 1 "5.(0CU lon! > 4/ C;cm5 şi duritatatea Arinell 591...711.

7.. PROCESUL TEHNOLOGIC DE FABRICARE

Procesele tehnologice de fabricare a prăjinilor de antrenare sediferenţia!ă $n funcţie de tipul prăjinii% forjată sau laminată. :npre!ent s'a renunţat practic la fabricarea prăjinilor laminate datoritădurabilităţii mai ridicate a prăjinilor de antrenare forjate.

7..1. S&+#(a,#a'&

Prăjinile de antrenare laminate se e#ecută din bare laminatecu secţiunea transversală pătrată sau cilindrică, cu sau fără ale!aj.Pentru laminare se utili!ea!ă procedeul Pilgher, forma cilindrilor delaminare fiind pre!entată $n figura *.4.

Prăjinile de antrenare forjate se e#ecută din semifabricatecilindrice pline, obţinute prin forjare din lingou, având capetele dediametre mai mari (fig. *.*). Datorită gradului mare de deformare

necesar, forjarea se reali!ea!ă $n două trepte $ntre care seintercalea!ă tratamentul termic de dehidrogenare.

După operaţia de forjare semifabricatul este supustratamentului termic preliminar având ca scop corectarea structuriiobţinute la turnarea lingoului şi $n urma deformării plastice, precumşi obţinerea unei structuri favorabile din punct de vedere alprelucrărilor mecanice (ciclul de tratament termic este pre!entat $nfigura *.).

4




F#0. 7.4. =ilindri de laminare prin procedeul Pilgher%a 3 pentru bare cilindrice& $ 3 pentru bare pătrate

F#0. 7.7. Forma semifabricatului pentru prăjina de antrenare

F#0. 7.5. =iclul tratamentului termic preliminar la prăjinile de antrenare

*

a b




Pentru aceasta, după forjare se aplică recoacerea i!otermă latemperatura de 411...491<= cu durata de cca. 41 ore, urmată derecoacerea pentru dehidrogenare la 491...41<=, a cărei duratădepinde de conţinutul de hidrogen al oţelului (t > 1 pentru conţinutulde hidrogen minim admis de 5 cm7 B5;"11 g& t > "11 ore pentru9, cm7B5;"11 g).

=iclul tratamentului termic de normali!are, aplicat dupăforjarea finală, este pre!entat $n figura *./. +e remarcă la răciremenţinerea la temperatura de cca. 011<=, deasupra $nceputuluitransformării martensitice, având ca scop omogeni!area termică $ntoată masa piesei, pentru evitarea apariţiei neomogenităţilor structurale.

F#0. 7.6. =iclul tratamentului termic de normali!are aplicatprăjinilor de antrenare

ratamentele termice de recoacere şi normali!are se e#ecută $n cuptoare tip cameră, introducând mai multe semifabricatesimultan, sprijinite pe bare suport amplasate la distanţe de cca. 5,9m $n lungul prăjinii.

Controlul semifabricatelor tratate termic cuprindeurmătoarele operaţii%

- controlul durităţii (pe suprafeţe poli!ate)&efectuarea $ncercărilor mecanice pe material prelevat de la capetele

semifabricatului&




- controlul rectilinităţii pe două generatoare dispuse la/1< una faţă de alta. :n tehnologia de forjare se recomandă abaterileadmisibile la rectilinitate de ma#. 5 mm;m şi ma#. 4 mm pe toatălungimea prăjinii. :n ca!ul $n care valoarea abaterii depăşeştevaloarea admisibilă reducerea acestora se efectuea!ă prin

$ndreptarea la cald (temperatura minimă 011<=) cu răcire ulterioară $n aer liniştit sau la rece, urmată de detensionare la cca. 411<=(menţinere cca. o oră pentru fiecare 59 mm diametru) cu răcire lentă(vite!a de răcire 3 % 91<=;h).

7..2 T&$)-)0#a %& 8&-ua&

Prelucrarea prăjinilor de antrenare forjate cuprindeurmătoarele operaţii%

- trasarea semifabricatului&- debitarea&- prelucrarea feţelor frontale şi centruire (din două aşe!ări)&- strunjire de degroşare la e#terior&- tratament termic de $mbunătăţire&- $ndreptarea, efectuată la cald (dacă este ca!ul)&

- trasare&- debitarea materialului pentru $ncercări mecanice&- strunjire de semifinisare la e#terior&- fre!area părţii de antrenare (pătrată sau he#agonală)&- filetare şi rulare (mufa şi cep)&- fosfatare&- control final.Procesul tehnologic de fabricare a prăjinilor de antrenare

forjate este practic identic cu cel al prăjinilor grele, cu e#cepţia

fre!ării părţii de antrenare.De aceea, $n continuare se detalia!ă numai unele problemeprivind tehnologia tratamentului termic de $mbunătăţire.

Pentru evitarea defectelor de tratament termic, semifabricatelesunt supuse controlului stării suprafeţei pentru depistarea defectelor de suprafaţă, $n scopul eliminării acestora prin poli!are. =ontrolulsuprafeţei se efectuea!ă cu lupa (mărire 4) şi cu lichide penetrante,fiind urmat de controlul semifabricatului cu ultrasunete.

ratamentul termic de $mbunătăţire se reali!ea!ă pe o linie

automată continuă, $ncăl!irea reali!ându'se $n cuptoare tip tunel cu

/




ar!ătoare cu ga!e, semifabricatul avansând pe căi cu role, $n diferite!one de temperaturi. =ălirea se reali!ea!ă de la temperatura de91<=, utili!ând duşuri inelare cu apă. Gite!a de avans asemifabricatelor $n cuptorul de $ncăl!ire pentru călire este de01...09 mm;min. Eevenirea se efectuea!ă $n cuptorul tip tunel latemperatura de 451<=, cu răcire ulterioară utili!ând duşuri inelare cuapă. Gite!a de avans $n cuptorul de revenire este de 71...79mm;min.

=iclul tratamentului termic de $mbunătăţire este pre!entat $nfigura *."1.

F#0. 7.19. =iclul tratamentului termic de $mbunătăţire aplicatprăjinilor de antrenare

+e observă că $ntre operaţiile de călire şi revenire $n prăjina deantrenare se menţine o cantitate de căldură, reali!ând astfel odetensionare. Pentru evitarea neuniformităţii tratamentului termic la

e#tremităţile semifabricatului faţă de !ona centrală, se recomandădeplasarea barelor cap la cap $n instalaţia de tratatment termic.

Prăjinile de antrenare care nu satisfac cerinţele de re!istenţăpot fi retratate termic, admiţându'se ma#imum două căliri şi unnumăr nelimitat de reveniri. Prăjinile care pre!intă fisuri $n !onele decapăt ce pot fi $ndepărtate prin debitare se pot reforja pentrufabricarea unei prăjini de dimensiuni mai mici.

Prăjinile de antrenare laminate se confecţionea!ă din barecu secţiunea transversală pătrată sau circulară, $n următoarea

succesiune de operaţii%

"1




- debitare&- normali!are&- găurire sau lărgire&

- tratament termic de $mbunătăţire la capete pe o lungime de11 mm&

- fre!area părţii de antrenare&- prelucrarea filetelor (cep) de capăt&- $nşurubarea reducţiilor, urmată de verificarea etanşeităţii

$mbinării la presiune hidraulică interioară de 51 bar (lacerere 791 bar).

ehnologia de prelucrare a reducţiilor este identică cutehnologia de prelucrare a racordurilor speciale.

Gerificarea prăjinilor de antrenare cuprinde verificareacaracteristicilor mecanice, verificarea dimensiunilor, verificarearectilinităţii canalului de circulaţie şi a prăjinii, verificareaperpendicularităţii laturilor prăjinilor pătrate şi a răsucirii prăjinii.

Majoritatea $ncercărilor se efectuea!ă similar prăjinilor grele.Gerificarea calităţii prăjinilor de antrenare cuprinde următoarele

$ncercări specifice%- $ncercarea de duritate se efectuea!ă la intervale de 5

metri pe toată lungimea prăjinii (la prăjinile laminate $ncercarea se

face $n !ona normali!ării)&- verificarea rectilinităţii canalului de circulaţie se face cu

calibrul tampon HtreceI cilindric, având diametrul mai mic cu 7,5 mmdecât valoarea nominală a diametrului interior şi lungimea de7111 mm&

F#0. 7.11. Jablon pentru verificarea abaterilor de formăale prăjinilor de antrenare

- verificarea abaterii locale de rectilinitate, a răsucirii şi aprofilului transversal (a unghiului dintre laturile profilului) se face cu

""




un şablon prismatic cu secţiunea pătrată sau he#agonală (fig. *.""),care se deplasea!ă pe toată lungimea porţiunii de antrenare.

B#,-#)0a(#&

". Klmanu, G., Tenolo!ia #a$%ic&%ii 4i %epa%&%ii 5tila'5l5i pet%olie% , Lditura 2L,Aucureşti, 5115

5. Drăghici, Nh., Klmanu, G., Oecheru, Nh., Fa$%ica%ea 5tila'5l5i pet%olie% 4i pet%oci)ic 3 suport de curs, Kniversitatea Petrol'Na!e din Ploieşti, 5114

7. -ntonescu, ?.?., Klmanu, G., Fa$%ica%ea( %epa%a%ea 4i 6nt%e7ine%ea 5tila'5l5i

ci)ic 4i pet%oci)ic , Lditura Didactică şi Pedagogică, Aucureşti, "/"0. Klmanu, G., 8ate%ial t5$5la% pet%olie% , Lditura ehnică, Aucureşti, "//59. -m!a, Nh., -m!a, =. Nh., P%ocese "e ope%a%e, vol. 2, Ldiţia a 22'a, Lditura

AEL?, Aucureşti, 511"4. Picoş, =., Tenolo!ia const%5c7iei "e )a4ini , Lditura Didactică şi

Pedagogică, Aucureşti, "/*0*. ache, G., Arăgaru, -., 2ispo9iti3e pent%5 )a4ini5nelte, Lditura ehnică,

Aucureşti, "/*4. Petrescu, M., N., ?ae, 2., 8a4ini5nelte 4i p%el5c%&%i p%in a4cie%e, Lditura

Kniversităţii din Ploieşti, Ploieşti, 5110

"5

Cap_7 Prajini de antrenare

Documents

Transcript of Cap_7 Prajini de antrenare