СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО КОЛЬЦЕВОГО ГРАТА, ОБРАЗОВАВШЕГОСЯ ПРИ СВАРКЕ ТРЕНИЕМ БУРИЛЬНОЙ ТРУБЫ С ЗАМКОМ Российский патент 2010 года по МПК B23K37/08 

Изобретение относится к трубному производству, а именно к способам удаления внутреннего кольцевого грата, образующегося при изготовлении бурильных труб с приваренными замками.

Известно устройство для снятия внутреннего грата на трубах диаметром более 630 мм, которое позволяет осуществлять удаление грата с помощью режущих головок, размещаемых внутри трубы и расположенных на вращающейся планшайбе при ее продольном перемещении вдоль оси трубы [Пат. РФ №2257989, МПК(7) В23К 37/08, заявл. 2003.05.23, опубл. 2005.08.10].

Недостатком известного устройства является невозможность его использования при изготовлении бурильных труб с приваренными замками внутренним диаметром 101,6 мм и менее.

Также известен способ удаления внутреннего грата, образующегося при изготовлении бурильных труб с приваренными замками на машинах сварки трением МСТ 120,23, включающий предварительный ввод пуансона с режущим инструментом внутрь трубы со стороны замка за зону сварного шва. При этом цилиндрическая часть пуансона попадает в зону сварного шва, а режущая кромка инструмента расположена за образовавшимся гратом. После окончания сварки обратным продольным движением пуансона с режущим инструментом в сторону замка внутренний грат срезается целиком в виде кольца и выводится из трубы [Трубы для нефтяной промышленности / Ткаченко В.А. и др. // М.: Металлургия, 1986, с.184].

Недостатком этого известного способа является то, что внутренний грат, образующийся при сварке, имеет кольцевую форму и замыкается на пуансон, охватывая его, что является препятствием для осуществления обратного хода режущего инструмента, заклинивая его при движении.

Наиболее близким по своей технической сути и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению (прототип) является способ удаления внутреннего грата, образующегося при изготовлении бурильных труб с приваренными замками на машинах сварки трением "Tompson-150". После окончания сварки продольным движением пуансона с режущим инструментом со стороны торца трубы с приваренным замком внутренний грат срезается целиком и остается в трубе. Извлечение его происходит механическим путем на следующей позиции обработки труб [Трубы для нефтяной промышленности / Ткаченко В.А. и др. // М.: Металлургия, 1986, с.184-186].

Недостатком способа по прототипу является повышенный износ и низкая стойкость инструмента, а также трудность извлечения грата из трубы за счет того, что срезанный внутренний грат имеет форму кольца, деформированного при срезе.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в создании условий для снижения износа и повышения стойкости инструмента и облегчении операции удаления срезанного внутреннего кольцевого грата, образовавшегося при сварке трением бурильной трубы с замком.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе удаления внутреннего кольцевого грата, образовавшегося при сварке трением бурильной трубы с замком, включающим продольное перемещение режущего инструмента вдоль оси трубы от ее торца и срезание грата, режущий инструмент перемещают вдоль оси трубы до касания его передней кромки с верхней частью грата, которую срезают, затем срезают диаметрально противоположную нижнюю часть и, не прекращая перемещения режущего инструмента, одновременно срезают оставшиеся боковые части грата до их полного отделения от тела трубы, при этом каждую последующую срезку выполняют после завершения предыдущей.

Способ выполняется следующим образом.

Приварку деталей замка к трубе производят на двух машинах сварки трением. На одной из них к трубе приваривают ниппель замка, а на другой - муфту замка. Технологические процессы сварки трением деталей замка с трубой с образованием внутреннего кольцевого грата одинаковы для обеих машин.

Дозатором с загрузочного стола в машину подают трубу и одновременно манипулятором - привариваемую деталь (замок). После установки замка и подвода к нему трубы на расстоянии 10-20 мм внутрь трубы со стороны замка вводят пуансон с режущим инструментом для удаления внутреннего грата. Включают привод машины и производят процесс сварки, после завершения которого, металл замка и трубы, выдавливаемый наружу и внутрь (грат), приобретает кольцевую форму. При движении пуансона с режущим инструментом со стороны торца трубы с приваренным замком в направлении образовавшегося внутреннего кольцевого грата и в момент его касания передней кромкой режущего инструмента поверхность грата разрезают вначале в его верхней части, а затем - в его нижней части, диаметрально противоположной верхней части. После завершения разрезки грата в его нижней части, одновременно, не прекращая рабочий ход инструмента, срезают обе боковые части внутреннего грата до их полного отделения от тела трубы.

По завершении операций удаления внутреннего кольцевого грата с одновременным разделением его на части рабочий ход режущего инструмента прекращают, инструмент возвращают в исходное положение путем выполнения его обратного холостого хода. Далее удаляют наружный грат отдельным режущим инструментом при вращении трубы в патроне машины сварки трением. Машину сварки трением останавливают, открывают патрон и люнеты и трубу выгружают на механизацию транспортировки. Удаление срезанного внутреннего кольцевого грата из трубы осуществляют на накопительном стеллаже.

Изложенная в заявляемом техническом решении последовательность операций по удалению внутреннего кольцевого грата позволяет разделить образовавшийся кольцевой внутренний грат на части и уменьшить нагрузку на инструмент, производить последующую операцию удаления срезанного грата из трубы без затруднений и способствует снижению износа и повышению стойкости инструмента на 15-90% (в зависимости от размера трубы)

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не были выявлены. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

Заявляемое техническое решение опробовано в промышленных условиях при производстве бурильных труб с приваренными замками на машинах сварки трением.

Способ удаления внутреннего кольцевого грата, образовавшегося при сварке трением бурильной трубы с замком, прошел испытания при производстве бурильных труб с приваренными замками БВ 60×7,0 мм; БВ 73×9,0 мм; БВ 89×8,0 мм и ПН 73×9,19 мм, изготовленных из стали марки 30ХМА групп прочности Л и Е. Стойкость использованного инструмента наружным диаметром 29,3; 30,3 и 45,3 в сравнении со стойкостью применяемого штатного инструмента приведенных размеров возросла в 1,15; 1,85 и 1,9 раз соответственно. Процесс извлечения из трубы срезанного внутреннего кольцевого грата происходил без затруднений.

Изобретение относится к трубному производству, а именно к способам удаления внутреннего кольцевого грата, образовавшегося при изготовлении бурильных труб с приваренными замками. Осуществляют продольное перемещение режущего инструмента вдоль оси трубы от ее торца до касания его передней кромки с верхней частью грата, которую срезают. Затем срезают диаметрально противоположную нижнюю часть грата. Не прекращая перемещения режущего инструмента, одновременно срезают оставшиеся боковые части грата до их полного отделения от тела трубы, при этом каждую последующую срезку выполняют после завершения предыдущей. Снижается износ и повышается стойкость инструмента, облегчается операция удаления грата.

Способ удаления внутреннего кольцевого грата, образовавшегося при сварке трением бурильной трубы с замком, включающий продольное перемещение режущего инструмента вдоль оси трубы от ее торца и срезание грата, отличающийся тем, что режущий инструмент перемещают вдоль оси трубы до касания его передней кромки с верхней частью грата, которую срезают, затем срезают диаметрально противоположную нижнюю часть и, не прекращая перемещения режущего инструмента, одновременно срезают оставшиеся боковые части грата до их полного отделения от тела трубы, при этом каждую последующую срезку выполняют после завершения предыдущей.