頁巖氣開采用大口徑套管接頭的加工方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于套管接頭加工技術領域，特別涉及一種頁巖氣開采用大口徑套管接頭的加工方法。
【背景技術】
[0002]在頁巖氣鉆探和開采過程中，表層套管是油氣井套管程序里最外層的套管。在油氣田開發(fā)過程中，鉆井開孔后鉆到表土層以下的基巖或鉆達一定深度后，下入表層套管，具體地，表層套管具有以下作用:
[0003](I)隔離上部含水層，不使地面水和表層地下水滲入井筒；
[0004](2)保護井口，加固表土層井段的井壁；
[0005](3)對于鉆井時遇到高壓油氣層的情形，在表層套管上安裝防噴器可以預防井噴。
[0006]在使用表層套管使需要通過接頭螺紋將一支支管子連接起來，因此需要加工套管接頭，即將管坯進行接箍內(nèi)螺紋和管體螺紋加工，達到頁巖氣開采用大口徑套管接頭的設計要求。
[0007]目前，頁巖氣開采用大口徑套管接頭的加工，主要分為接箍加工和管體螺紋加工，包括對接箍管坯采用切斷、外拔、內(nèi)鏜、車絲加工等工序，以及對管體外表面進行扒荒、車絲、倒角等工序，當采用傳統(tǒng)的加工工藝(包括切削用量、冷切方式和裝夾方式)時，由于頁巖氣開采用大口徑套管口徑大，加工時容易出現(xiàn)刀具損耗大、變形大、接頭合格率低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]【要解決的技術問題】
[0009]本發(fā)明的目的是提供一種頁巖氣開采用大口徑套管接頭的加工方法，以解決由于頁巖氣開采用大口徑套管口徑大，加工時容易出現(xiàn)刀具損耗大、變形大、接頭合格率低的問題。
[0010]【技術方案】
[0011 ]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
[0012]本發(fā)明涉及一種頁巖氣開采用大口徑套管接頭的加工方法，該加工方法包括以下步驟:
[0013]對頁巖氣開米用大口徑套管接頭管還的表面進行外拔或拔荒，其中吃刀深度為
0.4?0.7mm，切削速度為80?100mm/min，進給量為0.6?0.9mm/轉(zhuǎn)；
[0014]加工接箍內(nèi)螺紋:采用五齒成型梳刀以100?130m/min的切削速度進行I?2次粗車，每次粗車的吃刀深度為0.3?0.5mm;然后采用五齒成型梳刀以100?130m/min的切削速度進行兩次精車，兩次精車的吃刀深度分別為0.3mm和0.2mm，進給量為5.08mm/轉(zhuǎn)；
[0015]加工管體外螺紋:采用三齒成型梳刀以90?110m/min的切削速度進行2次粗車，每次粗車的吃刀深度為0.35?0.45mm;然后采用三齒成型梳刀以90?110m/min的切削速度進行兩次精車，兩次精車的吃刀深度分別為0.35_和0.25_，進給量為5.08_/轉(zhuǎn)；
[0016]所述外拔或拔荒、加工接箍內(nèi)螺紋、加工管體外螺紋的過程中對切削刀具進行冷卻。
[0017]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述加工接箍內(nèi)螺紋步驟中，切削速度為115?125m/min，每次粗車的吃刀深度為0.35?0.45mm。
[0018]作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述加工管體外螺紋步驟中，切削速度為95?105m/min，每次粗車的吃刀深度為0.38?0.42mm。
[0019]作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述外拔或拔荒步驟中，切削速度為85?95mm/min，進給量為0.7?0.8mm/轉(zhuǎn)。
[0020]作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述頁巖氣開采用大口徑套管接頭管坯通過卡盤夾持，所述卡盤夾持壓力為5?8MPa，其中粗加工的夾持壓力與精加工的夾持壓力不同。
[0021 ]作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述冷卻方法通過將冷卻液直接噴在切削刀具的刀尖上和切削區(qū)域來實現(xiàn)冷卻。
[0022]【有益效果】
[0023]本發(fā)明提出的技術方案具有以下有益效果:
[0024]本發(fā)明提出的加工方法適用于頁巖氣開采用大口徑(18_5/8〃、20〃)套管接頭(接箍內(nèi)螺紋和管體外螺紋)的加工，在切削用量(切削速度、吃刀深度及次數(shù)、進給量)、冷卻方式和裝夾方式上進行改進，有效地克服了頁巖氣開采用大口徑套管接頭加工時的刀具損耗大、變形大、接頭合格率低等缺點，滿足了頁巖氣開采用大口徑套管接頭的生產(chǎn)要求，降低了生產(chǎn)成本，提高了加工效率。
【具體實施方式】
[0025]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的【具體實施方式】進行清楚、完整的描述。
[0026]對于頁巖氣開采用大口徑套管，其套管材料和接頭結構具有以下特點:
[0027]①屈服強度為379?552MPa，抗拉強度不低于517MPa;
[0028]②口徑大，外徑為 18-5/81473.08mm)、20^(508.0Omm)；
[0029]③壁厚薄，壁厚為11.05mm和11.13mm;
[0030]④接頭螺紋直徑公差小，為O?+0.21mm；
[0031 ] ⑤接頭螺紋尺寸公差小，牙型高度為± 0.0254mm，螺距為土 0.0762mm，錐度為
0.0818?0.0868in/12in。
[0032]因此，在大口徑管套管螺紋接頭加工時，由于外徑大、壁厚薄、螺紋尺寸公差小等特點，造成車絲過程中，在切削力作用下，受力不均勻，容易產(chǎn)生變形；同時在加工螺紋表面產(chǎn)生回彈，使螺紋梳刀的后面與已加工表面產(chǎn)生強烈磨損，致使螺紋梳刀(專用刀具)磨損加快，壽命縮短;且易與螺紋梳刀產(chǎn)生親和作用，導致粘結、擴散，很快磨損。
[0033]實施例一
[0034]針對上述技術問題，實施例一提供的頁巖氣開采用大口徑套管接頭的加工方法包括以下步驟:
[0035](I)外拔或拔荒
[0036]該步驟對頁巖氣開采用大口徑套管接頭管坯的表面進行外拔或拔荒，其中吃刀深度為0.6mm，切削速度為90mm/min，進給量為0.8mm/轉(zhuǎn)。
[0037](2)加工接箍內(nèi)螺紋
[0038]內(nèi)螺紋加工條件為:車絲，采用接箍專用數(shù)控車床，根據(jù)頁巖氣開采用大口徑套管接頭的螺紋齒形要求，采用成型梳刀(五齒，粗車螺紋梳刀和精車螺紋梳刀)，并進行特別的物理方式涂層(PVD)，切削速度用120m/min。分2次粗車，每次吃刀深度0.4mm;分2次精車，兩次吃刀深度分別為0.3mm和0.2mm。進給量為5.080mm/轉(zhuǎn)(恒定螺距切削)。
[0039](3)加工管體外螺紋
[0040]外螺紋加工條件為:車絲，采用管體專用數(shù)控車床，根據(jù)頁巖氣開采用大口徑套管接頭的螺紋齒形要求，采用成型梳刀(三齒，粗車螺紋梳刀和精車螺紋梳刀)，并進行特別的物理方式涂層(PVD)，切削速度為100m/min。分2次粗車，每次吃刀深度為0.4mm;分兩次精車，兩次吃刀深度分別為0.35mm和0.25mm。進給量為5.080mm/轉(zhuǎn)(恒定螺距切削)。
[0041 ]需要說明，本實施例并不限制加工接箍內(nèi)螺紋與加工管體外螺紋的先后次序。
[0042]另外，對頁巖氣開采用大口徑套管接頭管坯進行加工時，大口徑套管接頭管坯通過卡盤夾持，卡盤夾持壓力為5?8MPa，需要說明，粗加工時卡盤的夾持壓力與精加工時卡盤的夾持壓力不同。與現(xiàn)有技術中采用管子裝夾方式不同，本實施例有效地克服管體螺紋的加工變形。
[0043]另外，在各個步驟中，還包括在外拔或拔荒、加工接箍內(nèi)螺紋、加工管體外螺紋的過程中對切削刀具進行冷卻。具體的冷卻方法為:通過將冷卻液直接噴在切削刀具的刀尖上和切削區(qū)域來實現(xiàn)冷卻，通過調(diào)整噴射冷卻液的壓力和流量，能夠有效地對切削工具進行冷卻。
[0044]實施例二
[0045]針對上述技術問題，實施例二提供的頁巖氣開采用大口徑套管接頭的加工方法包括