专利名称：石油钻采用套管吊卡的自由锻方法
技术领域：
本发明属于机械设备制造技术领域，涉及一种石油钻采用套管吊卡的自由锻方法。
背景技术：
套管吊卡是钻机提升设备中的关键配件，所有提升载荷均由套管吊卡承受，套管吊卡必须符合API 8C的要求，材料及力学性能要求极其严格。套管吊卡系列包括75吨、150吨、250吨、350吨、500吨、750吨、1000吨等系列规格，套管吊卡的形状如图1，石油钻采用套管吊卡所用材料为20SiMn2MoVA，重量一般为IOOkg 2500kg，套管吊卡一般采用小批量生产。套管吊卡的锻造过程一般分为几种方式1)直接锻为方块，然后利用机械切削加工 来成形。2)压出中间凹槽，其余利用机械切削加工来成形。3)利用一些模具锻出形状。现有技术一般采用整体锻造，锻造工艺极其复杂，费时费力，加工处理工艺步骤多，且对加工参数的要求高。
发明内容
本发明的目的是提供一种石油钻采用套管吊卡的自由锻方法，解决了现有技术锻造工艺极其复杂，费时费力的问题。本发明所采用的技术方案是，一种石油钻采用套管吊卡的自由锻方法，按照以下步骤实施步骤I、锻件的下料根据不同套管吊卡规格，选择下料所需圆钢规格；250吨以下的套管吊卡下料采用圆钢Φ 250 ;350吨 500吨套管吊卡下料采用圆钢Φ 300 ;750吨以上套管吊卡采用钢锭
锻造;步骤2、制坯锻方制坯锻方时高度尺寸是锻件要求的尺寸加上预留的尺寸；不能一次性锻到高度尺寸，要求250吨以下的套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大20mm ;350吨 500吨套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大30mm ；750吨以上套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大40mm ；步骤3、分料用小圆钢压痕；在要压槽的正中间用小圆钢压痕，向左右量出凸台宽度尺寸用小圆钢压痕；步骤4、上下胎将下胎至于下砧上，将压痕过的坯料放在下胎上；步骤5、压槽用压槽冲子沿正中间压痕向下锻造，不能一次锻压到底；在锻压到工艺尺寸的一半时，将压槽冲子取出，然后将坯料翻转90度，将流向两侧的金属回笼；压槽冲子放回去再压到底，达到工艺尺寸；然后再将坯料翻转90度，轻轻回笼两侧的金属，锻平；步骤6、锻两边端部将方铁放在一侧，以压痕为定位基准，重击，将方铁与凸台锻平；然后再将坯料翻转90度，轻轻回笼两侧的金属，锻平；锻完一边再锻另一边端部，修正；步骤7、氧气热切流向两边端部的金属。本发明的有益效果是，利用的工具简单，工艺方法科学合理，所制备的套管吊卡，锻件沿成品外形成形，弓背可不进行机械加工，能够保持锻件的完整流线；其力学性能指标优于方块方式机械加工件；节省原材料，降低成本提高质量。
图I是本发明方法所要加工的套管吊卡最终锻件结构示意图；
图2是图I的俯视图；图3是本发明方法所要加工的套管吊卡成品结构高度尺寸H示意图(制坯锻方图);图4是本发明方法所要加工的套管吊卡成品结构宽度尺寸M示意图(制坯锻方图);图5是本发明方法中的锻造过程中的压痕位置示意图；图6是本发明方法中的锻造过程中的压槽位置示意图；图7是本发明方法中的锻造过程中的切割位置示意图；图8是本发明方法中的回镦状态的工件主体结构示意图。图中，I.翅膀，2.端部，3.弓背，4.中间槽，5.凸台，6.下胎，7.垫铁，8.压槽冲子，
9.坯料。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。参照图I、图2，本发明方法所要加工的石油钻采用套管吊卡结构是，套管吊卡主体的截面为U型结构，套管吊卡主体的下端是弓背3，套管吊卡主体的两个上端是凸台5，套管吊卡主体的内腔是中间槽4，套管吊卡主体的两边的立面外侧分别有一个翅膀1，每个翅膀I的外端称为端部2。本发明的石油钻采用套管吊卡的自由锻方法，针对上述的结构，按照以下步骤实施步骤I、锻件的下料根据不同套管吊卡规格，选择下料所需圆钢规格；250吨(含)以下的套管吊卡下料采用圆钢Φ 250 ;350吨 500吨套管吊卡下料采用圆钢Φ300;750吨以上套管吊卡采用钢锭锻造。步骤2、制坯锻方参照图3、图4，制坯锻方，高度是H、宽度是M ;制坯锻方时高度尺寸是锻件要求的尺寸H加上预留的尺寸；为了保证套管吊卡的尺寸，不能一次性锻到高度尺寸，必须考虑在压槽时拉缩，要求250吨(含)以下的套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大20mm ；350吨 500吨套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大30mm ;750吨以上套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大40mm ；
步骤3、分料用小圆钢压痕；在要压槽的正中间用小圆钢压痕，向左右量出凸台宽度尺寸用小圆钢压痕，参照图5 ；步骤4、上下胎将下胎6至于下砧上，将压痕过的坯料9放在下胎上；步骤5、压槽用压槽冲子沿正中间压痕向下锻造，此时，由于向下锻造时会有部分金属向两端流动，所以，不能一次锻压到底；在锻压到工艺尺寸的一半时，将压槽冲子取出，然后将坯料翻转90度，将流向两端的金属回笼，也就是将两端的料压回去，此时要轻击，锻平就行了 ；压槽冲子放回去再压到底，达到工艺尺寸；然后再将坯料翻转90度，轻轻回笼两端的金属，锻平，参照图6 ;步骤6、锻两边端部(翅膀)将方铁放在一端(方铁厚度与凸台高度一样)，以压痕为定位基准，重击，将方铁与凸台锻平；然后再将坯料翻转90度，轻轻回笼两端的金属，锻平；锻完一边再锻另一边翅膀，修正； 步骤7、氧气热切流向两边端部的金属由于在锻制两边翅膀时金属会向周边流动，流向两侧的凸出金属可以锻回去，保持表面平整，而流向两边翅膀端部的金属却无法锻回，这是由于套管吊卡较长，无法回笼锻回并且中间已经压好中间槽；回锻会使中间槽变形，传统的锻造方法是在下料时多下一些料锻后切除，用于完成锻造过程，参照图7 ；步骤8、(这是一种改进的工艺方法，正常在步骤2，两种工艺都可以实现锻造，预先端部压凹心的方法可以节约原材料)在步骤2制坯锻方时，采用预先端部压凹心的方法，来满足锻造工艺要求。具体方法是步骤2制坯锻方时，其他要求不变，在两端分别用圆弧工具压凹心，参照图8，按照以下要求实施250吨(含)以下的套管吊卡压凹心深度80mm 90mm ；350吨 500吨套管吊卡压凹心深度IOOmm 120mm ；750吨以上套管吊卡由于锻件太大采用其他方法本发明不涉及。由于预先用圆弧工具压凹心，在锻制翅膀时锻造过程向端部流动的金属会将凹心填满，使端部不会产生较大的凸出。只需修正或稍微将端部用氧气修平，即可满足工艺要求。按照本发明方法实施，250吨(含)以下的套管吊卡至少能够节约金属25公斤，350吨 500吨套管吊卡至少能够节约金属35公斤，如果年产套管吊卡1000只，可节约原材料30吨以上。
权利要求
1.一种石油钻采用套管吊卡的自由锻方法，其特征在于，按照以下步骤实施 步骤I、锻件的下料 根据不同套管吊卡规格，选择下料所需圆钢规格；250吨以下的套管吊卡下料采用圆钢Φ250 ；350吨 500吨套管吊卡下料采用圆钢Φ 300 ；750吨以上套管吊卡采用钢锭锻造； 步骤2、制坯锻方 制坯锻方时高度尺寸是锻件要求的尺寸加上预留的尺寸；不能一次性锻到高度尺寸，要求250吨以下的套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大20mm ；350吨 500吨套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大30mm ;750吨以上套管吊卡要比锻件图规定的尺寸至少大40mm ； 步骤3、分料 用小圆钢压痕；在要压槽的正中间用小圆钢压痕，向左右量出凸台宽度尺寸用小圆钢压痕； 步骤4、上下胎 将下胎至于下砧上，将压痕过的坯料放在下胎上； 步骤5、压槽 用压槽冲子沿正中间压痕向下锻造，不能一次锻压到底；在锻压到工艺尺寸的一半时，将压槽冲子取出，然后将坯料翻转90度，将流向两侧的金属回笼；压槽冲子放回去再压到底，达到工艺尺寸；然后再将坯料翻转90度，轻轻回笼两侧的金属，锻平； 步骤6、锻两边端部 将方铁放在一侧，以压痕为定位基准，重击，将方铁与凸台锻平；然后再将坯料翻转90度，轻轻回笼两侧的金属，锻平；锻完一边再锻另一边端部，修正； 步骤7、氧气热切流向两边端部的金属。
2.根据权利要求I所述的石油钻采用套管吊卡的自由锻方法，其特征在于还包括步骤8，采用预先端部压凹心的方法，具体按照以下要求实施， 250吨以下的套管吊卡压凹心深度80mm 90mm ；350吨 500吨套管吊卡压凹心深度IOOmm 120mm，将端部修平即成。
全文摘要
本发明公开了一种石油钻采用套管吊卡的自由锻方法，按照以下步骤实施步骤1、锻件的下料；步骤2、制坯锻方；步骤3、分料；步骤4、上下胎；步骤5、压槽；步骤6、锻两边端部；步骤7、氧气热切流向两边端部的金属。本发明的方法，利用的工具简单，工艺方法科学合理，所制备的套管吊卡，锻件沿成品外形成形，弓背可不进行机械加工，能够保持锻件的完整流线；其力学性能指标优于方块方式机械加工件；按照本发明方法实施，250吨(含)以下的套管吊卡至少能够节约金属25公斤，350吨～500吨套管吊卡至少能够节约金属35公斤，如果年产套管吊卡1000只，可节约原材料30吨以上，而且能够确保生产质量。
文档编号B21J5/00GK102717014SQ20121019652
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者左淼, 李伟阳, 李波, 武战学, 高啸天 申请人:宝鸡石油机械有限责任公司