CC BY
19
Drizhov Viktor Sergeevich — Cand. Nech.Sci., associate professor (е-mail: vdrizhov@gmail.com)
Bauman Moscow State Technical University Moscow, Russian Federation TECHNOLOGICAL PROCESS OF WELDING THE PRODUCT OF SMALL THICKNESS AND DIAMETER 400MM FROM STEEL 12X18H10T Annotation: Based on the analysis of the parameters of the welding regime and the options for assembling the welded elements, a technological process is proposed for welding a longitudinal weld of a thin-walled shell (wall thickness 0.8 mm) with a diameter of 400 mm. The obtained results showed that in the manufacture of this product it is advisable to use the type of connection-the superposition of the elements on each other. In this case, it is possible to expand the optimal range of welding modes (increase the probability of obtaining a high-quality welded seam), reduce the quality requirements for edge preparation and assembly of the shell, and reduce the laboriousness of manufacturing the product.
Keywords: Welded connection, arc welding, welding modes, quality.
УДК 621.95
ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ СВЕРЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ В ОБСАДНЫХ ТРУБАХ ФИЛЬТРОВ СКВАЖИННЫХ Калугин Александр Романович, студент (e-mail: kaluginar94@gmail.com) Ясинский Виталий Брониславович, к.т.н., доцент (e-mail: vytechmash@gmail.com) Сибирский федеральный университет, г.Красноярск, Россия
В работе рассматриваются вопросы выбора режущего инструмента и расчета оптимальных режимов сверления отверстий в обсадных трубах фильтров скважинных. Определение скорости резания при сверлении и подачи при сверлении выполняется с учетом ограничений по мощности резания, по количеству отверстий и надежности процесса резания.
Ключевые слова: фильтры скважинные, сверление отверстий, сверла со сменными пластинами, технологичность конструкции.
Фильтры скважинные (ФС) предназначены для закачивания горизонтальных скважин применяются в строительстве нефтегазодобывающих и водозаборных скважин. Скважинный фильтр предназначен для предотвращения разрушения слабоцементированных коллекторов и попадания в скважину механических примесей при ее эксплуатации.
Работа ФС заключается в прохождении фильтруемой среды через фильтрующий элемент и, далее, через отверстия в перфорированной трубе - во внутреннюю полость трубы, откуда фильтруемая среда перекачивается погружными УЭЦН к устью скважины.
Фильтры скважинные устанавливаются в составе обсадной эксплуатационной колонны в области продуктивного пласта нефтегазодобывающих и водозаборных скважин.
Конструктивно скважинный фильтр может быть изготовлен под любой диаметр обсадной колонны. Фильтры скважинные изготавливаются с условным диаметром трубы 73-178 мм, длиной до 10 м, имеют необходимые присоединительные резьбы, величиной щели от 0,1 мм до 1,0 мм.
Фильтр с фильтроэлементом на сетчатой или проволочной основе.
Для обеспечения скважинности фильтра необходимы определенное количество отверстий диаметром более 10 мм. Количество отверстий может составлять не менее 50 шт. на 1 метр.
Фильтроэлемент на 10 метровой трубе может быть односекционным или двухсекционным и занимать 8 м трубы (рисунок 1). Тогда количество отверстий может составлять более 500 шт. Это представляет технологическую задачу, которая заключается в оптимальном расположении отверстий на трубе в определенном порядке и не ослабить трубу по прочности на изгиб.
[ГГ 1 • " '* * • № 1
* * Ш # «
<- 5000 -
ЕЕ. • -«* * •« П
4000 4000
Рисунок 1 - Фильтр скважинный (а - односекционный, б - двухсекционный)
Эта задача решается путем винтовой раскладки с определенным шагом и количеством витков.
Другая задача - это выбор ФС и назначения оптимальных режимов сверления. Особые требования предъявляются к конструкции режущей части сверла, так как стандартные перовые сверла не возможно применить из-за высокой вероятности ухода сверла при врезании в радиусную поверхность трубы.
Это исключается за счет применения сверл другой геометрии со сменными многогранными пластинами (СМП).
Время затрачиваемое на сверление отверстий можно рассчитать, исходя из пути резания, которое определяется толщиной трубы, расстоянием не-добега и перебега сверла, временем на выход сверла и переход в другую точку сверления (рисунок 2).
о
Рисунок 2 - Сверление отверстия в трубе
Время сверления определенного количества отверстий зависит от режимов сверления( V, 5% длины сверления, которая определяется расстоянием недобега сверла, толщиной трубы, расстоянием перебега сверла и вспомогательными временем, которое связано с выходом сверла и перемещением в другую точку сверления.
5мин ^ • ^об, (1)
у. _ 11 + 1с + 12 (2)
^мин с ' (2)
9
^мин
У-1000 /оч
п =-, (3)
пИ к '
& (4)
где п - частота вращения сверла; 5об - подача сверла на оборот; ¡1 - расстояние недобега сверла; ¡С - толщины трубы; ¡2 - расстояние перебега сверла; ¡о - длина рабочего хода сверла;
Трубы могут быть изготовлены из стали с временным сопротивлением оа не менее 655 МПа по ГОСТ 632-80.
Рассмотрим сверла следующих конструкций Sandvik 880-D1270L20-05, Iscar DR120-02416-04-2D-N, Garant 235505 и режимы и параметры сверления отверстий в трубах(Таблица 1).
Таблица 1 - Конструкции сверл
Параметры Фирма
Sandvik Iscar Garant
Марка твердого сплава GC4324 IC808 HB6535
Диаметр - 0, мм 14 12 14
Скорость - Ус, м/мин 122 180 150
Подача - Б, мм/об 0,14 0,06 0,12
Время - 1, мин 0,08 0,1 0,08
Частота вращения сверла - п, об/мин 2790 4777 3410
Производительность - Q, мм /мин 60 32,4 63
Мощность - Ис, кВт 2,94 2,01 3,25
Момент - М, н/м 10,1 4,02 9,1
Стойкость сверла - Т, мин 42 20 34
Стойкость сверла - Ь, м 16 7,9 14
Стойкость сверла - К, отв 2119 955 1854
Исходя из режимов сверления трубы 0 168 мм. Время на перемещение будет составлять порядка 0,25 мин. Принимаем 500 отверстий. На 500 отверстий будет затрачено 50 мин машинного времени и 50 мин вспомогательного.
TLIFET îmln! * VC [m/min] TLIFET îmln! x FN [mm]
Рисунок 3 - График зависимости стойкости от режима сверления а - скорость резания, б - подача
В итоге будет затрачено порядка 2 часов на сверление отверстий в трубе. Машинное время будет перекрывать период стойкости сверла. Таким образом необходимо корректировать режимы сверления с учетом гарантированной надежной работы сверла для сверления целого количества труб.
Для обеспечения надежности сверления отверстий в трубах необходимо оптимизировать режимы сверления для обеспечения обработки целого количества труб, что бы не останавливать процесс изготовления трубы для замены затупившегося инструмента. Для этого необходимо корректировать режимы с учетом количества отверстий и обеспечения кратности числа отверстий на одной трубе.
Исходя из зависимости стойкости от режимов обработки (рисунок 3) для увеличения количества труб, необходимо уменьшать скорость резания при сверлении.
Список литературы
1. Басович И.Б., Капцанов Б.С. Выбор фильтрационных моделей по данным гидродинамических исследований скважин. — Нефт. хоз-во. 1980. № 3. С. 44-47.
2. Колмаков Е.А., Кондратов П.М., Зеньков И.В. Обзор конструкций фильтров в составе погружных электро-центробежных насосов при добыче нефти. Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2016. №1. С. 150-155.
3. http://www.iscar.com/ITA/MainPage.aspx?sid=77
4. https://toolguide.sandvik.coromant.com/cdc/material
Kalugin Alexandr Romanovich, student
(e-mail: kaluginar94@gmail.com)
Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russia
Yasinsky Vitaliy Bronislavovich, Cand.Tech.Sci., associate professor
Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russia
OPTIMIZATION OF THE MODES OF DRILLING HOLES IN THE CASING TUBES OF WELL FILTERS
Abstract. The paper discusses the choice of cutting tools and the calculation of optimal modes for drilling holes in well casing well casing. Determination of the cutting speed during drilling and feeding during drilling is performed taking into account the limitations in cutting power, the number of holes and the reliability of the cutting process. Keywords: well filters, drilling holes, drills with interchangeable plates, technological design.
