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    隔水套管快速接頭的開發研制【下】--諾雷不銹鋼接頭、不銹鋼管接頭


     2.4 產品的防腐問題

    因為工件長期在海水中工作,并且部分套管還有回收的可能性,所以產品的表面防腐也是比較重要的。在以上的4 個產品質量要素中,快速接頭危險截面的強度校核、快速接頭各部分尺寸的確定、加工中的工藝控制是3個最重要的質量要素,也是產品的設計制造中互相牽扯的問題,需要綜合、全面的考慮。根據以上的討論,可以看到,開發海上鉆井器材產品所承擔的風險是很大的,所以對產品質量的控制,我們都是按照ISO 9001 模式進行的。為了保證質量,在各個環節上都有主要技術人員負責,然后對具體方案進行集體討論,可以說不能有一點疏忽。在新產品的開發設計過程中,從選材到各種工藝處理,為了使產品裝配滿足設計要求,保證海上鉆井作業的正常運行,我們還模擬某些工作參數,做了大量的試驗,以排除各種危險因素。為了滿足產品的設計精度,排除可能會發生的裝配干涉,我們還將產品的一些零部件在計算機里進行了模擬裝配,來檢查產品設計的協調、配合和干涉等情況。產品的設計是保證產品質量的關鍵之一,如果采用人工設計,花費的時間長,有可能產生較大的誤差,直接影響加工質量和加工進度,影響工期。在產品的設計過程中,應盡可能做到理論計算和實際試驗雙保險,使可靠性盡可能高一些。在節省材料消耗的同時,還要考慮加工工藝要求,以節約工時費用。按照這種設計思想,我們設計的產品圖紙,都是嚴格按照比例繪制的,所以計算機模擬裝配過程可以很直觀地分析產品實際裝配中的干涉情況。采用CAD 輔助設計技術,縮短設計周期,使產品一次裝配成功,取得了滿意的結果。在相關領導和技術專家的大力支持下,我們曾經對進口的大尺寸隔水套管快速接頭進行了調研分析,收集了樣品的硬度和關鍵部位的截面尺寸等作為參考數據,分析了海上實際工況中,接頭各受力點上的受力性質以及直接承受的載荷情況,了解了快速接頭的使用要求。
    3 設計過程
    3.1 總體尺寸的確定 諾雷不銹鋼接頭
    首先的問題是外接頭MT、內接頭GT的徑向定位,采用錐面定位,這就增加尺寸配合的精度要求,由于對軸向配合的內外端面之間的縫隙要求≤3 mm,使卡環的軸向裝配要求提高了許多。這樣對整體尺寸鏈的要求就比較高,有多處尺寸對順利裝配可能產生干涉,這都增加了設計上的難度,如何處理好各尺寸的配合公差是很重要的,關系到設計的成敗。
    3.2 計算機輔助設計(CAD)
    我們對隔水套管快速接頭在實際使用中的情況做了進一步的分析,重點是“動態的”安裝概念。在徑向配合間隙的考慮上,有2 個因素需要注意,首先是最后一道工序———焊接所產生的應力變形量,再有就是3 MPa 的水壓密封要求,既要避免焊接應力變形產生阻礙正常安裝的可能性,又要顧及到水壓密封要求,二者必須同時兼顧到。在權衡了諸因素的利弊之后,初步確定了內接頭GT的21 個尺寸量和外接頭MT的24 個尺寸量,以及卡環的9 個尺寸量,同時也確定了密封環的尺寸。我們在計算機上按照嚴格的比例,繪制了24 英寸隔水套管快速接頭各處零部件的全部圖紙,為了排除12 處可能發生的尺寸干涉,我們利用了計算機制圖的高精度,在計算機上對設計圖紙進行了仔細檢查校核,并且進行了全部組件的模擬裝配。通過模擬裝配,對MT外端錐面等尺寸,重新進行了調整,使之在圖紙設計階段,最大限度地減少裝配誤差。在第一批24 英寸隔水套管快速接頭制造完畢后,我們用5 MPa 的水壓,進行了模擬拉伸試驗,最大拉伸強度應滿足60 t 拉力,但我們做到了70 t 以上拉力;同時也檢驗了水壓密封質量,密封壓力要求做到3 MPa,我們做到了5 MPa,保壓50 min 無泄漏,完全達到了技術要求。為了保證全部產品的裝配互換性,在第一批24 英寸隔水套管加工完后,我們對全部產品進行了認真檢驗,對所有產品的各個關鍵尺寸,全部進行了仔細測量,從30 套接頭中篩選出了公差稍大的5 個外接頭MT和4 個內接頭GT,進行了嚴格的“危險分子”配對裝配試驗,從而確保了全部產品的裝配互換性。我們在開發30 英寸、24 英寸隔水套管快速接頭的基礎上,又開發出了20 英寸隔水套管快速接頭,形成了這種隔水套管快速接頭的系列化產品。
    4 結束語
    近幾年來,通過不斷解決在海上使用過程中出現的問題,我們對各種規格的隔水套管快速接頭進行了設計更改,使這種產品更加合理。我們還對使用中反映出的問題及時進行了修
    正,使之進一步完善。通過幾次具體的開發研制和設計過程,使我們學到了許多有關隔水套管方面的知識,進行隔水套管快速接頭的開發研制, 形成了KJ30A、KJ30B、KJ24A、KJ24B、KJ20A、KJ20B、KJ20C 型隔水套管快速接頭的系列化產品。該產品可以加快鉆井速度,節約人力物力,降低生產成本,在渤海地區的石油勘探中得到了廣泛應用。

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