СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОБСАДНЫХ ТРУБ РАЗМЕРОМ 244,5×7,9, 244,5×9 И 244,5×10 мм НА ТРУБОПРОКАТНЫХ УСТАНОВКАХ С ПИЛИГРИМОВЫМИ СТАНАМИ Российский патент 2014 года по МПК B21B21/00 

Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности к способу производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм под нарезку резьбы, и может быть использовано на существующих трубопрокатных установках с пилигримовыми станами.

В трубной промышленности России известны способы производства обсадных бесшовных труб с треугольной резьбой диаметрами 114, 127, 140, 146, 168, 178, 194, 219, 245, 273, 299, 324, 340, 351, 377, 426, 473 и 508 мм с толщинами стенок от 5,2 до 16,7, с трапецеидальной резьбой (ОТТМ), которая соответствует термину "БАТРЕСС" (buttress) в стандартах ИСО и API 5CT, диаметром от 114 до 340 мм с толщинами стенок от 5,2 до 15,4 и высокогерметичными соединениями (ОТТГ) диаметром от 114 до 273 мм с толщинами стенок от 5,2 до 16,5 мм групп прочности от Д до Т, которые производятся на трубопрокатных агрегатах с автоматическими станами (114-245) мм и на трубопрокатных агрегатах с пилигримовыми станами (219-508) мм (ГОСТ 632-80 "Трубы обсадные и муфты к ним", ТУ 14-3-1575-88 "Трубы обсадные наружным диаметром 351, 377 и 426 мм и муфты к ним", ТУ 14-158-121-2005 "Трубы обсадные с упорной резьбой и муфты к ним".

Недостатком данных способов является то, что ГОСТ 632-80, ТУ 14-3-1575-88 и ТУ 14-158-121-2005 для исполнения группы А устанавливают допуск по диаметру ±0,75%, по толщине стенки - 12,5%, а плюсовое поле допуска ограничивается массой трубы - минус 1,75%, т.е. предусматривают увеличение исходной толщины стенки труб за счет ее утонения в процессе нарезки резьбы на высоту исходного профиля, который для труб с треугольной резьбой равен 2,75 мм, а труб с трапецеидальной резьбой 1,6 мм, которые ослабляют тело труб, а следовательно, и несущую способность колонн. Допуск по диаметру можно достичь за счет калибровки труб в калибровочных станах, допуск по стенке - 12,5%, а плюсовой допуск с ограничением по массе -1,75% для партии труб не менее 20 тонн на трубопрокатных установках получить проблематично. Для снижения разностенности труб необходимо увеличивать коэффициент полировки, т.е. снижать величину подачи гильз в очаг деформации, что приведет к увеличению машинного времени прокатки, а следовательно, к увеличению температурного интервала при прокатке, что приведет к снижению температуры конца прокатки гильз в трубы, снижению длины труб-плетей, а это, в свою очередь, приведет к потере производительности ТПУ с пилигримовыми станами и увеличению расходного коэффициента металла.

С целью экономии металла для производства труб в трубной промышленности пошли по пути увеличения групп прочности и нарезания упорной резьбы с меньшей высотой профиля, а именно производство обсадных труб диаметром 114,30, 127,00, 139,70, 168,68, 177,80, 193,68, 219,08, 244,48, 273,05, 298,45, 339,72, 406,40, 473,08 и 508,00 мм с толщинами стенок от 5,21 до 16,13 мм с упорной резьбой "БАТРЕСС" стали марок Н40, К55 (J55), М65, L80 (С95), N80, T95^d, P110 и Q125^d групп прочности Р, S, L, В и Е (Спецификация на обсадные и насосно-компрессорные трубы. Спецификации API 5CT, восьмая редакция, май, 2005. 18011960:2001, Нефтяная и газовая промышленности - Стальные трубы для исполнения в качестве обсадных и насосно-компрессорных труб для скважин0) и стандарт на резьбовые соединения обсадных, насосно-компрессорных труб и труб трубопроводов диаметром 114,3, 127,0, 139,7, 146,1, 177,8, 193,7, 219,1, 244,5, 273,0, 298,4, 323,9, 339,7, 406,4, 473,1 и 508,0, применяемых в нефтяной и газовой промышленности (ГОСТ Р 51906-2002 "Соединения резьбовые обсадных, насосно-компрессорных труб и трубопроводов и резьбовые калибры для них. Общие технические требования").

Недостатком данных способов является то, что они также предусматривают увеличение номинальных толщин стенок труб, которые из-за утонения стенки при нарезке резьбы снижают несущую способность труб, а следовательно, колонн, которые достигают длиной до 500 и более метров.

В трубной промышленности известен способ производства бесшовных горячекатаных обсадных безмуфтовых раструбных труб - ТБО диаметром 127, 139,7, 146,1, 168,3, 177,8 и 193,7 мм с толщинами стенок от 8,5 до 15,1 мм (ГОСТ 632-80 "Трубы обсадные и муфты к ним"). Раструбную часть с одного конца трубы получают путем высадки с последующей нарезкой резьбы на внутренней части трубы, а на второй конец трубы резьбу наносят на наружную поверхность, т.е. таким же способом, как и на обсадные трубы с треугольной и трапецеидальной резьбой. Данное техническое решение имеет те же недостатки, т.к. на втором конце резьба нарезается по телу трубы и ослабляет ее несущую способность.

Наиболее близким техническим решением является способ производства обсадных труб под нарезку резьбы на ТПУ с пилигримовыми станами, включающий периодически уменьшающуюся в (n+1) раз деформацию по длине прокатываемых труб-плетей, где n - количество труб-кратов, шт., снижение деформации труб-плетей за счет разведения валков на величину, значение которой определяют из выражения Δ=(1,0-2,0) Н, где Н - высота исходного профиля резьбы, мм, прокатку труб-плетей на пилигримовых станах двух или трехкратной длины, уменьшение деформации на участках труб-плетей, длину которых определяют из выражения L=Lм+K, где Lм - длина муфты, мм; K=50-150 мм, коэффициент учитывающий отходы и запас по длине труб-кратов при обработке торцов с утолщенной стенкой, мм, разрезку труб-плетей на трубы-краты по центру утолщенных участков, калибровку труб-кратов в калибровочном стане с уменьшением номинальных внутренних диаметров концевых частей труб-кратов, значение которых определяют из выражения Dвн=Dном-К₁, где Dном - номинальный внутренний диаметр трубы, мм; К₁ - коэффициент, учитывающий уменьшение внутреннего диаметра концов обсадных труб при калибровке, мм; К₁≤3 для труб с условным диаметром 245-340 мм и К₁≤4 для труб диаметром 351-508 мм, прокатку тела обсадных труб-кратов по стенке на 1-1,5 мм меньше, соответствующей толщины по ГОСТ 632-80, фиксирование при прошивке слитков и непрерывно-литых заготовок в гильзы наружных диаметров слитков, непрерывно-литых заготовок, наружных диаметров гильз и диаметров оправок прошивного стана, которые вносят в память ЭВМ и расчетным путем определяют геометрические размеры гильз, установившийся процесс прокатки на пилигримовом стане с фиксированной величиной подачи и вытяжки, введение в память ЭВМ моментов разведения и сведения валков пилигримового стана, значения оборотов валков пилигримового стана, величин подач и вытяжек и определение средних длины труб-кратов с учетом утолщенных концов, количество подач при затравке и прокатке переднего конца первой трубы-крата, ввод в память ЭВМ количество подач при установившемся процесс прокатки первой трубы-крата, докатке первой трубы-крата с увеличенным диаметром и начала прокатки второй трубы-крата с увеличенным диаметром, количество подач при установившемся процесс прокатки второй трубы-крата, докатке второй трубы-крата и начала прокатки третьей трубы-крата с увеличенным диаметром, количество подач при установившемся процессе прокатки третьей трубы-крата, докатке третьей трубы-крата и обкатке пилиг-римовой головки в память ЭВМ и расчетным путем определение их длины, отрезку затравочных концов пилой горячей резки, перемещение труб-плетей по рольгангу с остановкой для порезки на трубы-краты по центру утолщенных участков производят по данным ЭВМ (патент РФ №2301713, В21В 21/00 от 2007.06.27).

Недостатком данного способа является то, что его осуществление возможно только при коренной реконструкции или при строительстве новых трубопрокатных установок с пилигимовыми станами.

Задачей предложенного способа является производство обсадных труб максимальной длины размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм из непрерывно-литой заготовки диаметром 430 мм под нарезку резьбы на существующих трубопрокатных установках с пилигримовыми станами без снижения их производительности за счет снижения поперечной разностенности концевых участков труб, порезки труб-плетей на трубы мерной длины, калибровку труб и нанесение качественной резьбы на концевые участки труб без ослабления несущей способности труб и колонн.

Технический результат достигается тем, что в известном способе производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающем нагрев непрерывно-литых заготовок (НЛЗ) диаметром 430 мм до температуры пластичности, выдачу заготовок из печи, центровку заготовок по оси, прошивку заготовок в гильзы размер в размер по диаметру на оправке 250 мм с вытяжкой µ=1,56, прокатку гильз на пилигримовом стане в трубы-плети с фиксированной подачей гильз в очаг деформации при установившемся процессе прокатки m_уст., порезку труб-плетей на трубы равной длины, подогрев труб, калибровку, правку, предварительную приемку, нарезку резьбы, навинчивание муфт и ниппелей, гидравлическое испытание и приемку труб, длину непрерывно-литых заготовок определяют из выражений

$$L_{З}=\frac{L_T}{{\mu }_{\Sigma }},$$

$${\mu }_{\Sigma }={\mu }_n{\mu }_{пр}=\frac{R^2{}_{З}K}{(D_T-S_{расч})S_{расч}},$$

где L_T=36000 - расчетная длина трубы на прокате, мм; µ_∑=µ_пµ_пр - суммарный коэффициент вытяжки от слитка до товарной трубы; R_З - радиус непрерывно-литой заготовки, мм; K=0,965 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве непрерывно-литых заготовок в методической печи; D_T=244,5 - номинальный наружный диаметр трубы, мм; S_расч - расчетная толщина стенки при прокатке труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, равная соответственно 8,25, 9,25 и 10,35 мм, НЛЗ для прокатки труб размером 244,5×7,9 и 244,5×8,9 садят в методическую печь в два ряда, а для прокатки труб размером 244,5×10 мм в один ряд, кантовку НЛЗ производят по 3 заготовки на одно окно с поворотом на 310-320°, прокатку труб-плетей длиной 360000 мм производят по технологии: затравку на длине, равной 1100±100 мм, производят с подачей гильзы в очаг деформации m_з=12-14 мм, установившийся процесс прокатки на длине 10250±250 мм производят с подачей m_уст=16-18 мм, подачу на длине трубы 1400±200 мм снижают до m_з=12-14 мм, прокатку трубы длиной 10500±250 мм производят с подачей m_уст=16-18 мм, на длине труб 1400±200 мм подачу снижают до m=12-14 мм, трубу длиной 10500±250 мм прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации m_уст=16-18 мм, а оставшийся конец гильзы и пилигримовую головку прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации m_п.г=13-14 мм, большие значения которых относится к трубам размером 244,5×10 мм, пилой горячей резки отрезают затравочный конец длиной 400-500 мм, трубу-плеть разрезают на три трубы длиной 12100±100 мм и остаток - пилигримовую головку, нарезку резьбы производят на концевых участках труб, прокатанных с подачей гильз в очаг деформации, соответственно, m=12-14 мм

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами отличается тем, что длину непрерывно-литых заготовок определяют из выражений

$$L_{З}=\frac{L_T}{{\mu }_{\Sigma }},$$

$${\mu }_{\Sigma }={\mu }_n{\mu }_{пр}=\frac{R^2{}_{З}K}{(D_T-S_{расч})S_{расч}},$$

где L_T=36000 - расчетная длина трубы на прокате, мм; µ_∑=µ_пµ_пр - суммарный коэффициент вытяжки от слитка до товарной трубы; R_з - радиус непрерывно-литой заготовки, мм; K=0,965 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве непрерывно-литых заготовок в методической печи; D_T=244,5 - номинальный наружный диаметр трубы, мм; S_расч - расчетная толщина стенки при прокатке труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, равная соответственно 8,25, 9,25 и 10,35 мм, НЛЗ для прокатки труб размером 244,5×7,9 и 244,5×8,9 садят в методическую печь в два ряда, а для прокатки труб размером 244,5×10 мм в один ряд, кантовку НЛЗ производят по 3 заготовки на одно окно с поворотом на 310-320°, прокатку труб-плетей длиной 360000 мм производят по технологии: затравку на длине, равной 1100±100 мм, производят с подачей гильзы в очаг деформации m_з=12-14 мм, установившийся процесс прокатки на длине 10250±250 мм производят с подачей m_уст=16-18 мм, подачу на длине трубы 1400±200 мм снижают до m=12-14 мм, прокатку трубы длиной 10500±250 мм производят с подачей m_уст=16-18 мм, на длине труб 1400±200 мм подачу снижают до m=12-14 мм, трубу длиной 10500±250 мм прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации m_уст=16-18 мм, а оставшийся конец гильзы и пилигримовую головку прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации m_п.г=13-14 мм, большие значения которых относится к трубам размером 244,5×10 мм, пилой горячей резки отрезают затравочный конец длиной 400-500 мм, трубу-плеть разрезают на три трубы длиной 12100±100 мм и остаток - пилигримовую головку, нарезку резьбы производят на концевых участках труб, прокатанных с подачей гильз в очаг деформации, соответственно, m=12-14 мм. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

Сравнение заявленного способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, позволило выявить признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что соответствует критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

Калибровка труб с допуском по наружным диаметрам ±0,75% и поперечная разностенность ±10% на концевых участках труб позволят освоить производство обсадных труб данных размеров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, исключить брак по черноте и неполному профилю резьбы, исключить отрезку концов труб по некачественной нарезке, повысить производительность нарезного оборудования, снизить расходный коэффициент металла, производить нарезку и сдачу труб по ГОСТ с сохранением несущей способности труб и колонн с более тонкими номинальными стенками.

Предложенный способ производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из НЛЗ диаметром 430 мм заключается в том, что длину непрерывно-литых заготовок определяют из выражений

$$L_{З}=\frac{L_T}{{\mu }_{\Sigma }},$$

$${\mu }_{\Sigma }={\mu }_n{\mu }_{пр}=\frac{R^2{}_{З}K}{(D_T-S_{расч})S_{расч}},$$

где L_T=36000 - расчетная длина трубы на прокате, мм; µ_∑=µ_пµ_пр- суммарный коэффициент вытяжки от слитка до товарной трубы; R_з - радиус непрерывно-литой заготовки, мм; К=0,965 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве непрерывно-литых заготовок в методической печи; D_T=244,5 - номинальный наружный диаметр трубы, мм; S_расч - расчетная толщина стенки при прокатке труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, равная соответственно 8,25, 9,25 и 10,35 мм, НЛЗ для прокатки труб размером 244,5×7,9 и 244,5×8,9 садят в методическую печь в два ряда, а для прокатки труб размером 244,5×10 мм в один ряд, кантовку НЛЗ производят по 3 заготовки на одно окно с поворотом на 310-320°, прокатку труб-плетей длиной 360000 мм производят по технологии: затравку на длине, равной 1100±100 мм, производят с подачей гильзы в очаг деформации m_з=12-14 мм, установившийся процесс прокатки на длине 10250±250 мм производят с подачей m_уст=16-18 мм, подачу на длине трубы 1400±200 мм снижают до m=12-14 мм, прокатку трубы длиной 10500±250 мм производят с подачей m_уст=16-18 мм, на длине труб 1400±200 мм подачу снижают до m=12-14 мм, трубу длиной 10500±250 мм прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации m_уст=16-1 8 мм, а оставшийся конец гильзы и пилигримовую головку прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации m_п.г=13-14 мм, большие значения которых относится к трубам размером 244,5×10 мм, пилой горячей резки отрезают затравочный конец длиной 400-500 мм, трубу-плеть разрезают на три трубы длиной 12100±100 мм и остаток - пилигримовую головку, нарезку резьбы производят на концевых участках труб, прокатанных с подачей гильз в очаг деформации, соответственно, m=12-14 мм.

Способ был опробован и внедрен на трубопрокатной установке 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ". По данному способу в 2010 г. прокатаны промышленные партии труб размером 244,5×7,9 и 244,5×8,9 мм из стали групп прочности Д и Е, отгружено заказчику более 10500 тонн труб.

На ТПА 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ" была прокатана опытно-промышленная партия труб размером 244,5×7,9 мм из стали группы прочности Д для изготовления обсадных труб с треугольной резьбой по существующей и предлагаемой технологиям. В производство было задано по 40 тонн НЛЗ группы прочности диаметром 430 мм. По существующей технологии в производство были заданы 21 НЛЗ размером 430×1 675±25 мм общей массой 40,1 т. По существующей технологии НЛЗ была нагрета в методической печи №2. Температура нагрева слитков составила 1260-1280°С, а продолжительность нагрева от 6,5 до 8,25 часов. НЛЗ прошивали в прошивном стане на оправке диаметром 250 мм в гильзы размером 430хвн. 265×2570-2650 мм. Гильзы прокатывали на пилигримовом стане при установившемся процессе прокатки с постоянной фиксированной величиной подачи в очаг деформации m_уст=17-18 мм в валках с калибром 250 мм на дорнах диаметром 238/239 мм в трубы в горячем состоянии размером 255-257×7,5-9,0×36300 мм, которые были порезаны на пиле на три равные части длиной от 12 до 12,1 м. Трубы подогревали в проходной роликовой газовой печи до температуры 750±20°С и калибровали в пятиклетевом калибровочном стане с номинальным наружным диаметром в холодном состоянии 244,5 мм. Из 63 труб в отделке было принято годными 60 труб. Три трубы были забракованы по дефектам металла и проката (наружные и внутренние плены) и повышенная разностенность по телу труб. Шестьдесят труб были направлены на нарезку резьбы, из них 52 трубы после нарезки приняты ОТК как годные. Забраковано 8 труб. Некачественная нарезка была удалена на обрезных станках и на трубах вновь была нарезана резьба. После повторной нарезки три трубы были забракованы повторно. Затем были произведены замеры толщин стенок. От труб были отрезаны концы длиной 0,5 и 0,6 мм, и снова была нарезана резьба. После третьей нарезки резьбы трубы были приняты. После навертки муфт трубы были подвергнуты гидравлическим испытаниям при давлении 20 МПа (200 кгс/см²) с выдержкой в течение 10 секунд. Из 60 труб выдержали испытания 52 трубы. Восемь труб были забракованы по течам. На данных трубах повторно проводилась нарезка и гидравлические испытания. Две трубы были забракованы. Таким образом, из 60 труб после нарезки резьбы принято 58 труб. Выход годного по резьбе составил 73,3%.

Общая длина сданных труб составила 626,4 м или 26,69 тонны. Средняя длина труб на сдаче составила 10,8 м. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,503. По предлагаемой технологии процесс изготовления труб производили по следующей технологии. Длину НЛЗ рассчитывали в соответствии с п.1 формулы изобретения с учетом расчетной толщины стенки равной 8,25 мм. Размеры заготовок были приняты равными 430×1750±25 мм. В производство было задано 20 НЛЗ общей массой 39,9 т. Нагрев заготовок производили в соответствии с п.2 формулы изобретения. НЛЗ были нагреты в методической печи №2. Температура нагрева слитков составила 1260-1275°С, а продолжительность нагрева от 6,5 до 8,0 часов. НЛЗ прошивали в прошивном стане на оправке диаметром 250 мм в гильзы размером 430хвн. 265×2690-2770 мм. Гильзы прокатывали на пилигримовом стане в соответствии с п.3 формулы изобретения, а именно: затравку на длине, равной ≈1100±100 мм (определяли визуально по разметке желоба пилигримового стана), производили с подачей гильзы в очаг деформации m_з=12-13 мм, установившийся процесс прокатки на длине ≈10250±250 мм производили с подачей m_уст=16-17 мм, подачу на длине трубы ≈1400±200 мм снижали до m=12-13 мм, прокатку трубы длиной ≈10500±250 мм производили с подачей m_уст=16-17 мм, на длине труб ≈1400±200 мм подачу снижали до m=12-13 мм, трубу длиной ≈10500±250 мм прокатывали с подачей гильзы в очаг деформации m_уст=16-17 мм, а оставшийся конец гильзы и пилигримовую головку прокатывали-обкатывали с подачей гильзы в очаг деформации m_п.г=13 мм. Пилой горячей резки отрезали затравочные концы длиной 400-500 мм, трубы-плети разрезали на три трубы длиной» 12100±100 мм и остаток - пилигримовую головку. Трубы после пилы горячей резки поступали в проходную роликовую газовую печь, нагревались до температуры 750±20°С и калибровались в пятиклетевом калибровочном стане с номинальным наружным диаметром в холодном состоянии 244,5 мм. После калибровки трубы правились на шестивалковой правильной машине и направлялись в отделку на предварительную приемку УТК. Из 60 труб УТК были приняты условно годными 60 труб, которые были направлены на нарезку резьбы. Нарезку резьбы производили в соответствии с п.4 формулы изобретения. После нарезки резьбы УТК было принято годными 60 труб, одна труба была забракована по течи между муфтой и трубой. После повторной нарезки резьбы и испытания труба была принята годной. Выход годного по нарезке составил 98,3%.

Таким образом, из 60 труб после нарезки резьбы принято годными с первого предъявления 100% труб. Одна труба была забраковано по течи между муфтой и трубой при гидравлическом испытании, которая была сдана после повторной нарезки. Общая длина сданных труб составила 696,0 м или 29,65 тонн. Средняя длина труб на сдаче составила 11,6 м. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,346.

Данные по прокатке, нарезке резьбы, гидравлическим испытаниям и сдаче обсадных труб размером 244,5×7,9 мм группы прочности Д с треугольной резьбой, прокатанных на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ" по существующей и предлагаемой технологиям, приведены в таблице.

Из таблицы видно, что выход годного обсадным трубам размером 244,5×7,9 мм группы прочности Д, прокатанным по существующей технологии, по геометрическим параметрам резьбы, отвечающей требованиям ГОСТ 632, составил 73,3%, а расходный коэффициент металла 1,503. По существующей технологии получено 626,4 метра труб. По предлагаемой технологии при прокатке труб размером 244,5×7,9 мм получено 696 метров труб. Выход годного по резьбе составил 98,3%, расходный коэффициент металла 1,346, а средняя длина труб 11,6 м, при одновременном увеличении коэффициента надежности резьбового соединения труб.

Таким образом, при прокатке бесшовных горячекатаных обсадных труб размером 244,5×7,9 мм группы прочности Д под нарезку треугольной резьбы, по предлагаемой технологии, получено снижение брака по геометрическим параметрам резьбы на 20,0%, расходного коэффициента металла на 10,45% при одновременном увеличении коэффициента надежности резьбового соединения труб за счет увеличения номинальной толщины стенки по впадинам на последней нитке винтовой нарезки и увеличении средней длины труб на 7,4%.

Следовательно, результаты проведенного эксперимента подтвердили правомерность формулы изобретения "Способ производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,4×10 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами. За 9 месяцев 2010 г. по данной технологии заводом произведено более 10500 т труб размером 244,5×7,9 и 244,5×8,9 мм. Из таблицы видно, что трубы, прокатанные по предлагаемой технологии (способу), имеют наименьшее количество дефектов по резьбе и течам при гидравлических испытаниях, что приводит к снижению количества перерезов (отрезов) концов по некачественной резьбе, повышению производительности нарезного, отрезного оборудования и гидропресса, снижению расходного коэффициента металла при переделе НЛ3 - обсадная передельная труба - обсадная труба с нарезанными концами и предохранительными элементами (муфта, предохранительное кольцо и ниппель), увеличению длины труб при сохранении или увеличении коэффициента надежности резьбового соединения.

Использование предложенного способа производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×19 мм на ТПА с пилигримовыми станами позволило освоить производство необходимых труб для нефтяной и газовой промышленности России с большим коэффициентом надежности резьбового соединений, снизить расход металла за счет снижения дефектов резьбового соединения, повысить производительность нарезного, отрезного оборудования и гидропресса, а следовательно, снизить стоимость передела труб данного сортамента.

Данные по прокатке, нарезке резьбы, гидравлическим испытаниям и сдаче обсадных труб размером 244,5×7,9 мм группы прочности Д с треугольной резьбой, прокатанных на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ" по существующей и предлагаемой технологиям Таблица Вид тех-нол. Задано НЛЗ Прокатка труб на ТПУ 8-16" Нарезка резьбы на трукбах Вы-ход год-ного по резь-бе Рас-ход. коэфф. металла Размер НЛЗ Мас-са НЛЗ Ко-лич. За-гот. Номинальный размер труб Калибр п/вал-ков Толщи-на стенки по концам труб Прокат. труб Приня-то труб по ГОСТ 632-80 Задано под нарез-ку Приня-то УТК после нарез-ки Брак труб по резь-бе Брак труб по течам Принято годных труб (мм) (т) (шт.) (мм) (мм) (мм) (шт.) (шт.) (шт.) (шт.) (шт.) (шт.) (шт.) (та) (м) (%) - Существ. 430×1675±25 40.1 21 244,5×7,9×36000 250 6,9-8,9 63 60 60 52 8 8 58 26,69 626,4 73,3 1,503 Предлаг. 430×1750±25 39,9 20 244.5×8,25×36000 250 7,4-9,1 60 60 60 60 - 1 60 29,65 696,0 98,3 1,346

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Непрерывно-литые заготовки (НЛЗ) диаметром 430 мм нагревают до температуры пластичности. Прошивают НЛЗ в прошивном стане на оправке диаметром 250 мм с вытяжкой µ=1,56. Полученные гильзы прокатывают на пилигримовом стане в трубы-плети с фиксированной подачей гильз в очаг деформации при установившемся процессе прокатки m_уст. Трубы-плети разрезают на трубы равной длины, подогревают, калибруют, правят, осуществляют предварительную приемку, нарезку резьбы, навинчивание муфт и ниппелей, гидравлическое испытание и приемку труб. Длину НЛЗ определяют из выражений

$$L_{З}=\frac{L_T}{{\mu }_{\Sigma }},$$

$${\mu }_{\Sigma }={\mu }_{п}{\mu }_{пр}=\frac{R^2{}_{З}K}{(D_T-S_{расч})S_{расч}},$$

где L_T=36000 - расчетная длина прокатанной трубы, мм; µ_∑=µ_пµ_пр - суммарный коэффициент вытяжки от слитка до товарной трубы; R_з - радиус НЛЗ, мм; K=0,965 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве НЛЗ в методической печи; D_T=244,5 - номинальный наружный диаметр трубы, мм; S_расч - расчетная толщина стенки при прокатке труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, равная соответственно 8,25, 9,25 и 10,35 мм. Обеспечивается повышение надежности резьбовых соединений труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10 мм. 3 н.з. ф-лы, 1 табл.

1. Способ производства обсадных труб размером 244,5×7,9, 244,5×8,9 и 244,5×10,0 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающий нагрев непрерывно-литых заготовок (НЛЗ) диаметром 430 мм до температуры пластичности, выдачу заготовок из печи, центровку заготовок по оси, прошивку заготовок в гильзы размер в размер по диаметру на оправке 250 мм с вытяжкой µ=1,56, прокатку гильз на пилигримовом стане в трубы-плети с фиксированной подачей гильз в очаг деформации при установившемся процессе прокатки m_уст., порезку труб-плетей на трубы равной длины, подогрев труб, калибровку, правку, предварительную приемку, нарезку резьбы, навинчивание муфт и ниппелей, гидравлическое испытание и приемку товарных труб, отличающийся тем, что длину НЛЗ определяют из выражений
$$L_{З}=\frac{L_T}{{\mu }_{\Sigma }},$$
$${\mu }_{\Sigma }={\mu }_{п}{\mu }_{пр}=\frac{R^2{}_{З}K}{(D_T-S_{расч})S_{расч}},$$
где L_T=36000 - расчетная длина трубы прокатанной, мм;
µ_∑=µ_пµ_пр - суммарный коэффициент вытяжки от слитка до товарной трубы;
R_з - радиус НЛЗ, мм;
K=0,965 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве НЛЗ в методической печи;
D_T=244,5 - номинальный наружный диаметр трубы, мм;
S_расч - расчетная толщина стенки при прокатке труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, равная соответственно 8,25, 9,25 и 10,35 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что НЛЗ для прокатки труб размером 244,5×7,9 и 244,5×8,9 садят в методическую печь в два ряда, а для прокатки труб размером 244,5×10,0 мм - в один ряд, кантовку НЛЗ производят по 3 заготовки на одно окно с поворотом на 310-320°.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что прокатку труб-плетей длиной 360000 мм производят по следующей технологии: затравку на длине, равной 1100±100 мм, производят с подачей гильзы в очаг деформации m_з=12-14 мм, установившийся процесс прокатки на длине 10250±250 мм производят с подачей m_уст=16-18 мм, подачу на длине трубы 1400±200 мм снижают до m=12-14 мм, прокатку трубы длиной 10500±250 мм производят с подачей m_уст=16-18 мм, на длине труб 1400±200 мм подачу снижают до m=12-14 мм, трубу длиной 10500±250 мм прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации m_уст=16-18 мм, а оставшийся конец гильзы и пилигримовую головку прокатывают с подачей гильзы в очаг деформации m_п.г=13-14 мм, большие значения которых относятся к трубам размером 244,5×10,0 мм, пилой горячей резки отрезают затравочный конец длиной 400-500 мм, трубу-плеть разрезают на три трубы длиной 12100±100 мм и остаток- пилигримовую головку.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нарезку резьбы производят на концевых участках труб, прокатанных с подачей гильз в очаг деформации, соответственно m=12-14 мм.