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隔水套管快速接头的开发研制【下】--诺雷不锈钢接头、不锈钢管接头


 2.4 产品的防腐问题

因为工件长期在海水中工作,并且部分套管还有回收的可能性,所以产品的表面防腐也是比较重要的。在以上的4 个产品质量要素中,快速接头危险截面的强度校核、快速接头各部分尺寸的确定、加工中的工艺控制是3个最重要的质量要素,也是产品的设计制造中互相牵扯的问题,需要综合、全面的考虑。根据以上的讨论,可以看到,开发海上钻井器材产品所承担的风险是很大的,所以对产品质量的控制,我们都是按照ISO 9001 模式进行的。为了保证质量,在各个环节上都有主要技术人员负责,然后对具体方案进行集体讨论,可以说不能有一点疏忽。在新产品的开发设计过程中,从选材到各种工艺处理,为了使产品装配满足设计要求,保证海上钻井作业的正常运行,我们还模拟某些工作参数,做了大量的试验,以排除各种危险因素。为了满足产品的设计精度,排除可能会发生的装配干涉,我们还将产品的一些零部件在计算机里进行了模拟装配,来检查产品设计的协调、配合和干涉等情况。产品的设计是保证产品质量的关键之一,如果采用人工设计,花费的时间长,有可能产生较大的误差,直接影响加工质量和加工进度,影响工期。在产品的设计过程中,应尽可能做到理论计算和实际试验双保险,使可靠性尽可能高一些。在节省材料消耗的同时,还要考虑加工工艺要求,以节约工时费用。按照这种设计思想,我们设计的产品图纸,都是严格按照比例绘制的,所以计算机模拟装配过程可以很直观地分析产品实际装配中的干涉情况。采用CAD 辅助设计技术,缩短设计周期,使产品一次装配成功,取得了满意的结果。在相关领导和技术专家的大力支持下,我们曾经对进口的大尺寸隔水套管快速接头进行了调研分析,收集了样品的硬度和关键部位的截面尺寸等作为参考数据,分析了海上实际工况中,接头各受力点上的受力性质以及直接承受的载荷情况,了解了快速接头的使用要求。
3 设计过程
3.1 总体尺寸的确定 诺雷不锈钢接头
首先的问题是外接头MT、内接头GT的径向定位,采用锥面定位,这就增加尺寸配合的精度要求,由于对轴向配合的内外端面之间的缝隙要求≤3 mm,使卡环的轴向装配要求提高了许多。这样对整体尺寸链的要求就比较高,有多处尺寸对顺利装配可能产生干涉,这都增加了设计上的难度,如何处理好各尺寸的配合公差是很重要的,关系到设计的成败。
3.2 计算机辅助设计(CAD)
我们对隔水套管快速接头在实际使用中的情况做了进一步的分析,重点是“动态的”安装概念。在径向配合间隙的考虑上,有2 个因素需要注意,首先是最后一道工序———焊接所产生的应力变形量,再有就是3 MPa 的水压密封要求,既要避免焊接应力变形产生阻碍正常安装的可能性,又要顾及到水压密封要求,二者必须同时兼顾到。在权衡了诸因素的利弊之后,初步确定了内接头GT的21 个尺寸量和外接头MT的24 个尺寸量,以及卡环的9 个尺寸量,同时也确定了密封环的尺寸。我们在计算机上按照严格的比例,绘制了24 英寸隔水套管快速接头各处零部件的全部图纸,为了排除12 处可能发生的尺寸干涉,我们利用了计算机制图的高精度,在计算机上对设计图纸进行了仔细检查校核,并且进行了全部组件的模拟装配。通过模拟装配,对MT外端锥面等尺寸,重新进行了调整,使之在图纸设计阶段,最大限度地减少装配误差。在第一批24 英寸隔水套管快速接头制造完毕后,我们用5 MPa 的水压,进行了模拟拉伸试验,最大拉伸强度应满足60 t 拉力,但我们做到了70 t 以上拉力;同时也检验了水压密封质量,密封压力要求做到3 MPa,我们做到了5 MPa,保压50 min 无泄漏,完全达到了技术要求。为了保证全部产品的装配互换性,在第一批24 英寸隔水套管加工完后,我们对全部产品进行了认真检验,对所有产品的各个关键尺寸,全部进行了仔细测量,从30 套接头中筛选出了公差稍大的5 个外接头MT和4 个内接头GT,进行了严格的“危险分子”配对装配试验,从而确保了全部产品的装配互换性。我们在开发30 英寸、24 英寸隔水套管快速接头的基础上,又开发出了20 英寸隔水套管快速接头,形成了这种隔水套管快速接头的系列化产品。
4 结束语
近几年来,通过不断解决在海上使用过程中出现的问题,我们对各种规格的隔水套管快速接头进行了设计更改,使这种产品更加合理。我们还对使用中反映出的问题及时进行了修
正,使之进一步完善。通过几次具体的开发研制和设计过程,使我们学到了许多有关隔水套管方面的知识,进行隔水套管快速接头的开发研制, 形成了KJ30A、KJ30B、KJ24A、KJ24B、KJ20A、KJ20B、KJ20C 型隔水套管快速接头的系列化产品。该产品可以加快钻井速度,节约人力物力,降低生产成本,在渤海地区的石油勘探中得到了广泛应用。

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