автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Совершенствование процесса производства бурильных труб из алюминиевых сплавов

9-3 9 3

.Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Гссу> '-тьинститут стали и сплавов

Г ¡г • • \

Р. Я. КАРЯНЛШЕВ

Совершенствование процесса производства бурильных труб из алюминиевых сплавов

Автореферат

Москва, 1993 г.

МОСКОВСКИЕ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ СТАЖ И СПЛАВОВ

На правах рукописи

КАРАНАШЕВ Руслан Ахмедович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА БУРИЛЬНЫХ ТРУБ . ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ'СПЛАВОВ

Специальность 05,16.05 - "Обработка металлов давлением"«

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1993

Работа выполнена в Московском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового {фасного знамени институте стали и сплавов и на Самарской металлургической заводе.

Научные руководители: Доктор технических наук, профессор ПРУДКОВСКШ Б.А.

Кандидат технических наук КАГАН Л.С.

Официальные оппоненты: Лауреат Государственной премии, доктор технических наук, профессор _ ЕРЫАНОК M.S.

Кандидат технических наук, доцент ГОРОХОВ B.C.

Ведущее предприятие - Кшенск-Уральское металлургическое

производственное объединение.

■ * -

" Защита состоится,_- 1993г. в час. на

заседании Специализированного Совета Д.053.08.02 g Московской . институте стали и сплавов по адресу: 117935. ' Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан * 1993г.

Ученый секретарь Специализированного Совета

ЗИНОВЬЕВ А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность, работы. Непрерывный рост объемов добычи нефти и газа во всем мире достигается освоением новых месторождений, увеличением глубины скважин, интенсификацией методов добычи. Решение этих задач облегчается применением бурильных труб из алюминиевых сплавов, позволяющих уменьшить Массу оборудования, время вспомогательных операций, увеличить глубину скважин и безопасность буровых работ, а также повысить надежность замковых соединений, снизить эксплуатационные расхода и т. д. С применением алюминиевых труб в настоящее время осуществляется бурение 70-80 % объема нефтяных и газовых сквакш в странах СНГ.

Актуальными являются вопроса увеличения срока службы и уменьшения стоимости труб, что невозможно без повышения их качества и' снижения затрат на изготовление. «

Цель работы. Совершенствование процесса производства бурильных труб из алюминиевых сплавов-.

Цель работы определила следующие задачи исследования:

- создание математической модели процесса горячей раздачи трубы;

- разработка на основе математической модели и экспериментальных исследований формализованной методики проектирования инструмента для прессования труб с наружными утолщениями;

- исследование технологических факторов, влияющих на качество бурильных труб, и оптимизация технологических процессов производства;

- разработка и внедрение системы автоматизированного проектирования инструмента и технологии изготовления бурильных

труб повышенного качества.

Методы исследования. При решении поставленных задач были использованы следующие метода: математическое и физическое моделирование процессов пластического формоизменения металлов, математическое планирование экспериментов, статистические методы обработки экспериментальных данных.

Научная новизна:

- на основе разработанной математической модели процесса горячей раздачи трубы установлены основные закономерности изменения деформационных и силовых параметров рроцесса;

- с помощью разработанной модели построены регрессионные зависимости , позволявшие определять величину переменной толщины стенки трубы после раздачи , а также величину напряжения раздачи;

- установлены количественные зависимости между геометрическими параметрами прессового инструмента и-размерами продольного и поперечного сечений утолщенных участков бурильных труб; . •

- разработана экспериментально-аналитическая методика определения величины изменения внутреннего диаметра трубы на участке внеконтактной деформации при раздаче Еа конусе иглы; • '

- показана возможность оценка технологической пластичности заготовок из сплава Д16 с помощью количественного параметра, характеризующего химический и фазовый состав сплава.

Практиче ская ценность работы. Разработанная система технологической подготовки производства дает возможность при одноразовом вводе информации в ЭВМ осуществлять сквозное проектирование технологии и инструмента. Это позволяет: рас-

- Б -

ширить номенклатуру прессуемых труб, сократить время подготовки производства, практически исключить расхода, связанные с доводкой: инструмента, обеспечить минимальные отклонения от требуемых, размеров труб, повысить производительность труда технологов и конструкторов, а также повысить выход годного металла за счет выбора оптимального варианта прессования.

Выбранные резол® гомогенизации заготовок, холодной деформации труб при правке растяжением, искусственного старения обеспечивают высокое качество поверхности и высокие эксплуатационные характеристики бурильных труб при одновременном снижении затрат на их производство.

Реализация работы! Результата работы внедрены на Самарском металлургическом заводе с годовым экономическим эффектом 23,2 тыс. рублей (в ценах 1988 г.).

Апробация работы. Основные результаты раб<?ш докладывались и обсукдались:

- на 11-й отраслевой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов, Самара, 1986г.;

- на 12-й отраслевой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов, Белая Калитва, 1988г.;

- на научно-техническом совещании заводских лабораторий, Са-кара, 1992г.;

- на техническом совещании на Самарском металлургическом заводе, 1992г.

Публикации. По материалам проведенных исследований опубликовано 8 печатных трудов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов, прилояений и включает 25 рисунков, 21 таблицу, список использованных источников

из 115 наименований. Текстовая часть диссертации изложена на 132 страницах.

теоретический анализ процесса раздачи при прессовании бурильных труб с наруйныш утолщениями

Исследозаше и оптимизация процессов обработки металлов давлением невозможно без анализа деформаций и напряжений во всем объеме очага деформации. Наиболее эффективным средством проведения такого анализа является применение математической модели, описывавшей исследуемый процесс.

При создании математической модели процесса раздачи труб был использован метод решения задач пластического течения металла в

условиях осесимметричной деформации, разработанный Г.Я.Гуном и его

/

сотрудниками.

Общая схема исследования предлагаемым методом состоит в следующем. Рассматривают произвольное поперечное сечение трубки тока сплошной среды. Для этого сечения . одно из уравнений равновесия записывают в интегральной форме; остальные уравнения совместно, с условием пластичности и кинематическими зависимостями механики сплошных'сред используют при выводе дополнительных вариационных уравнений, относящихся к выделенному сечению.

Формирование наружных утолщений при прессовании бурильных труб происходит за счет раздачи трубы на коническом участке иглы. В процессе раздачи деформация труба симметрична относительно оси раздачи. Поле скоростей в.шшшщрических координатах (р, </>, и) может быть записано в виде:

*р=еср); тф=0; 7а=/(2); (I)

где §(р) и /(й) - некоторые функции соответственно риг.

Для произвольного сечения о> области раздачи, перпендикулярного оси г, уравнение несжимаемости имеет вид:

в7о 7р aчz

зр" + — + -5г" = 0 (2)

На поверхности контакта трубы с инструментом г определена окоростьв переведения 7 сечения и вдоль оси Ъ и утлом наклона образующей инструмента ф:

7р|р=г=7 .ад •

где г - радиус внутренней окружности'сечения ш (текущий радиус иглы).

Проинтегрировав уравнение (2) с учетом уравнений (I) и (3), получаем:

-'рЧта^ +Р) : 252

7з= Г+а *

где е.= Пдф/г*, р=р/г;

а - варьируемый параметр, характеризующий деформация сечения ш.

Компоненты скоростей деформации и интенсивность скоростей деформаций сдвига соотватстЕенЕо равны:

е > а

_ 7р е ( а ч

Ь лг7

«г 1+а

2е Г?

Р

Деформация сечения ш, выраженная через' изменение толщины стенки 5, определяется из соотношения:

сБ 1-аХ ¿у ~5 ~Т+а~ • "г" •

где X =г/й - параметр, характеризунщий тонкостенность трубы;

й - радиус наружной окружности сечения ш (текущий наружный радиус трубы). Используя основную систему уравнений, полученную Г.Я.Гуном при рассмотрении класса "слабо конических течений", посла соответ-ствупцих преобразований получаем систему уразнений, позволяющую исследовать основные параметры течения сплошной среда при горячей раздаче трубн: '•''.'•

Р=

1 " «• а + а^ +3 > — 1п---------

К

ТГ' аЛ.2 +|а2>Л-з'.

(5)

. йЗ

---;

аг г(1+а)

(ЗА. (1г

аЯ. (1 —Л. ) г(1+а)

2а(1~А. ) йа гЛ.2(1+а)

а-Гз-

3-аХ4 к2А.4+3.

91п

а +]а2+3 ■ аЛ.2+|а2Л.4+3

1

(8)

ОТ

(1+а>

-П?+3

Щз

Здесь р - среднее (по внутреннему контуру выделенного сечения) нормальное давление, отнесенное к усредненному по сече-1-зпо пределу текучести материала трубы;" д - среднее (по выделенному сечении) осевое напряжение, отнесенное к усредненному по сечению пределу текучести материала трубы;

в - параметр, характеризующий геометрию инструмента н условия контактного трения:

в=1+цсха!|> собф,

где р. - козйзщиент трения.

При выводе системы уравнений (4-8), кроме допущения о "слабо коническом течения" сплояной среды и гипотеза плоских сечений, било принято допущение о неупрочняемости среда, справедливое для процесса горячей деформации.

Система уравнений (4-8) включает в себя 4 дифференциальных уравнения первого порядка с одной независимой переменкой г и четырьмя зависимыми переменными q, Б, X, а. Пятая зависшая переменная р монет быть найдена по формуле (4), если известны а и

В результате численной реализации на ЗЕМ решения система

уравнений (4-8) получена математическая модель процессе горячей раздачи трубы , с помоицло которой проведен анализ и установлены основные закономерности изменения силовых и деформационных параметров процесса в зависимости от коэффициента трения, угла раздачи, начальной тонкостенности трубы и отношения внутренних диаметров трубы до и после раздачи. Путем обработки на ЭВМ полученных расчетных данных построены регрессионные зависимости, позволяициэ определять толщину стенки утолщенного участка трубы после раздачи Бу и относительное значение напряжения раздачи д:

Бу=1,0038 БдоСБ/Оу)0'4441; (9)

Я=Ц,ЗХ.Д0- 0,2328)(0,09854-2,555 1п«у1у). (10)

где Бдо- толщина стенки трубы до раздачи;

\д0- относительная тонкостенность трубы до раздачи; ЗЭШ - диаметр шейки иглы (внутренний диаметр трубы до раздачи); <3у - внутренний дйшезр трубы после раздачи. Расчеты, проведенные с помощью уравнений (9) и (10), показали хорошую сходимость экспериментальных и расчетных данных, и эти уравнения были использованы при разработке методики расчета геометрических параметров прессовых игл, а также в системе автоматизи-• * ,

рованного проектирования технологии и инструмента для производства бурильных труб повышенного качества. ,

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКЯ1РОВАНЩ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ ПОВЫШЕННОГО КАЧЕСТВА

При изготовлении бурильных труб повышенного качества с наружными утолщениями используется способ прессования на подвижно® игле без смазки втулки контейнера и заготовки, с отделением прессостат-ка. Особенность этого способа состоит в том, что вся труба формируется за один рабочий ход прессштемпеля и иглы.

При разработке методики проектирования инструмента для прессования бурильных труб с наружными утолщениями необходимо решить задачи, связанные с определением толщины стенки, внутреннего диаметра, линейных размеров утолщения и переходной зоны трубы в зависимости от геометрических параметров матрица и иглы.Решение первой задачи представлено во втором разделе данной работа.

Определение длины утолщения при известных значениях внутреннего диаметра и толщины стенки утолщения не вызывает трудностей и осуществляется по известным формулам. ■

Окончательная величина внутреннего диаметра, утолщения после раздачи рассчитывается по формуле ( см.4 рис.):

л

где Бос - диаметр основного сечения иглы;

а2 - величина уменьшения внутреннего диаметра вследствие святая тангенциальных, напряжений в момент схода труба с иглы;

а1 - величина увеличения внутреннего диаметра вследствие ввеконтактиой деформации.

Схема раздачи при прессовании бурильных труб с наружными утолщении.®

'тужа тклгеипера

В результате анализа работ, посвященных исследованию процесса раздачи труб на конусной оправке, предложены следующие формулы для определения величин а1 и а2:

Б„

а1= 2(Й„- -—)(1- соБф); 1 4 2

Е„=

(1+Ьй|,)31лф

'ос »

(12)

(13)

(14)

где Ьт - радиус кривизны средней линии трубы ка участке внзкон-тактной деформации; Ву - толщина стеши утолщения после раздачи трубы; Ф - угол наклона образующей конуса иглы к оси прессования;

II - радиус округления конуса иглы; Ку, Кр, Ь - коэффициенты, определяемые экспериментальным путем.

Для определения значений коэффициентов К^, Кр и Ъ были отпрессованы 8 типоразмеров бурильных труб с наружными утолщениями из сплава АК8. Прессование проводилось на прессе усилием 58,8 'М при температуре нагрева заготовок 430-450 °с. Использовали иглы с диаметром основного сечения в пределах от 68,6 до 14? ил. На пяти трубах кавдого типоразмера определялись, а затем усреднялись размеры поперечного сечения. В результате обработки на ЗЕМ экспериментальных данных получены следующие значения коэффициентов:. Ку=0,008; 1^=0,5016; ь=0,00004.Сравнение экспериментальных значений внутренних диаметроз утолщений с расчетными, полученными с помощью эмпирических формул, показало достаточную " для практических целей точность расчетных величин.

Для расчета дайны переходной зоны нз трубе обычно применяется формула:

^ЧЛср.гесм., ' . • ' . (15)

где • - длина конуса иглы;

к геоц - усредненный коэффициент еытяжки по переходной зоне трубы, определяемый как среднее геометрическое значение коэффициентов .штяяки по телу и утолщению трубы.

С целью повышения точности определения величины было предложено заменить среднее геометрическое значение коэффициента ентякки по переходной зоне трубы его интегральным значением. В этом случае Ьд определяется по формуле:

'V

Г Б2- В2 о

где Вк - диаметр втулки контейнера;

П0 - диаметр рабочего канала матрицы;

- текущий диаметр конусного участка иглы.

Сравнение расчетных значений полученных по формулам (15) и (16), с экспериментальными значениями показало, что ошибка расчетов по формуле (16) в несколько раз меньше ошибки расчетов по формуле (15).

Полученные в результате экспериментальных исследований зависимости (11-16) использованы при разработке формализованной методики проектирования инструмента для прессования бурильных труб с наружными утолщениями.

Методика проектирования вюгочает в себя расчет диаметра рабочего канала матрицы, диаметра основного сечения иглы, геометрических параметров щеек и линейных размеров иглы. Диаметр, рабочего канала матрица и даавдтр основного сечения иглы, оцредэляятся по формулам: .' ..'"'-5^/0.992;

где и (Ц, - наружный и.. внутренний диаметры основного сечения - труба—

Наиболее сложный вталом проектирования инструмента является расчет параметров шейки иглы. Формулы, по которым они рассчитываются, содержат в качестве исходных данных значения геометрических параметров утолщений и переходных гон трубы. Последние, в свою очередь, определяются размерами шейки иглы. Поэтому нахождение геометрических параметров шейки иглы монет быть осуществлено толь-

ко путем последовательных приближений. Параметры иглы заранее нет известны и не могут, быть использованы в качестве критериев для процесса итерации. В разработанной методике проектирования игл в качестве критериев используются значения толщины стенки утолщения, внутреннего диаметра утолщения и длины переходной зоны трубы.

Расчет параметров иейки иглы осуществляется по следующему алгоритму. Сначала в первом приближении определяются значения параметров шейки иглы по упрощенным формулам:

11ГЬп/Лср.геои.'

Г ВссЛ >

где Б^.бу - номинальные значения наружного и внутреннего диаметров ■ утолщения трубы после прессования.

После этого по формулам (9). (11-14) и (16) последовательно рассчитываются значения толщины стенки утолщенной части, внутреннего диаметра утолщения и длины переходной зоны трубы. На каждом этапе рассчитанные значения сравниваются с заданными и при необходимости изменяются значения параметров шейки иглы. Затем с учетом полученных значений параметров шейки иглы определяются новые значения размеров утолщейий и переходных зон трубы. Процесс итервции завершается после того, как рассчитанные и заданные значения отличаются мевду собой на заданную величину ошибки.

Наконец, по известным формулам находятся линейные размеры иглы.

- IS -

Разработанная методика реализована в виде комплекса программ на алгоритмическом языке ФОРТРАН применительно к персональным ЭВМ типа IBM PC.

Для проверки разработанной методики были проведены расчеты геометрических параметров серийных игл. В качестве исходных данных использовались фактические размеры труб посла прессования, усредненные по результатам измерения трех труб каждого типоразмера.

Сравнение рассчитанных и фактических параметров игл показало достаточно хорошее их совпадение.

ЭКОПЕРИШИМЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕШОЯОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА КАЧЕСТВО БЭТШЬШХ ТРУБ

Наряду .с геометрическими параметрами ввгнейаиш показателями качества бурильных труб являются качество поверхности и уровень механических свойств.

Анализ литературы и. многолетний опыт изготовления бурильных труб показывают, что качество поверхности труб зависит в основном от технологической пластичности заготовок.

Экспериментальные" исследования проводами на заготовках и . бурильных -трубах-, из сплава Д16. Исследования включали в себя определение механических свойств заготовок в. состояниях после литья и после гомогенизации с различными режимами.

Образца испытывали при температуре, соответствующей температуре прессования бурильных труб.. Исследовалась такне микроструктура заготовок.При прессовании серийных бурильных труб оценивалось качество поверхности труб.

Во время исследований для классификации заготовок по техноло-

гической пластичности был использован параметр Км, характеризующий соотношение процентного содержания в сплаве меди (Си), магния №) и кремния (Б!):

Си

Км=- ,

М&-1,7331

Всего было исследовано 36 плавок.

Анализ полученных данных показал следующее: -

- наиболее существенное влияние на качество поверхности труб оказывает относительное удлинение а материала заготовка;

- при повышении коэффициента Км сшшазтся технологическая пластичность заготовок в состоянии после1литья (уменьшается значения О);

- улучшение технологической пластичности заготовок, а,значит, повышение качества поверхности труб могет быть достигнуто

' путем изготовления сплава Д16 с оптимальным сочетанием процентного содержания меди, магния и кремния (Км<3,8), а также путем замены существующей высокотемпературной гомогенизации заготовок низкотемпературной гомогенизацией при температурах 350-420 °С.

В результате использования нового режима гомогенизации в промышленных условиях был повышен выход годного металла за счет снижения брака по наружной поверхности труб.

Исследование влияния степени деформации при правке растяжением на уровень .механических свойств проводили на бурильных трубах из сплавов Д16 и 1953. Для этого образцы, изготовленные из свеге-закаленвых бурильных труб, испытывали при комнатной температуре, на растяиной машине с записью диаграмма деформирования. По диаграммам определяли нагрузки, при которых остаточная деформация достигала

значений I ,3,5%, Затем -другие партии образцов подвергали растяжению на той же испытательной' машине без разрушения с различными степенями деформации (1,3 и 5 %), контролируя остаточную деформацию определенными ранее нагрузками/ После достижения расчетной нагрузки образца разгружали, затем вновь нагружал! до разрушения и определяли значения механических свойств.

Анализ полученных данных показал, что наилучшее с точки зрения эксплуатации бурильных труб в глубоких и сверхглубоких скважинах сочетание показателей механических свойств достигается при степенях деформации растяжением 3-5 % для сплава Д16 и 1-3 % для сплава 1953.

Сравнение значений механических свойств серийных буркльшх труб после правки в промышленных условиях с экспериментальными значениями, полученными в'лабораторных условиях, подтвердило полученные результаты.

■ Исследоваще влкяетя.режимов искусственного старения на' уровень мехаьичееякх-'свойсга проводили на бурильных трубах из сплава АКЗ. Для уменьшения количества опытов и повышения эффективности результатов в иеслэдовшшях был использован метод планирования эксперимента, с сшметрйчща ортогональным ' композиционным планом при вариациях факторов" в пределах, указанных в таблице.

. Условия эксперимента

Факторы Уровень факторов

-I 0 +1

Температура нагрева; t , °С 160 170 180

Время выдержки; т , ч 2 8 14

Из утолщенных концов бурильных труб, опрвссованных, закаленных и подвергнутых правке растяжением по серийным рекимач, отбирали темплеты для изготовления образцов. Готовые образцы подвергали искусственному старению в лабораторной печи по разным режимам в соответствии с принятой матрицей планирования. Затем образцы испытывали и определяли показатели механических свойств: предел прочности ов, предел текучести о0>2. относительное, удлинение д.

В результате обработки экспериментальных данных на ЭШ по известным методикам были получены регрессионные зависимости для каждого из показателей механических свойств:

а=105,0« +44,828т:п-0,г29ьлпг0,з£ -0,371^-8710,34

о О I? С О V О

а012=б,17го+13б,48хо-0,6661(5т:о-1,09т|-Т31,32 б =7,951 -б,07т„+0,0281; 1; -0,02451;^ +0,057^-622,45

v о о о v? о

При выборе оптимального реяима искусственного старения должны выполняться следующие условия:

где [ав] , 2]'р] " зэр®89 установленные допустив значения показателей механических свойств.

В качестве критерия оптимизации была принята производительность процесса искусственного старения, количественной характеристикой которой является полное, время нахождения садка в печи.

Решение задачи оптимизйции проводили на ЗЕМ' по специально разработанной программб. В результате расчетов определено, что минимальное время нахождения садки в печи и выполнение условий (17) достигается при следующих значениях: го=180 °С и \,=4,5 ч.

разработка системы автоматизированного проектирования

технологии и инструмента для производства бурильных труб • повышенного качества

Разработанная формализованная методика проектирования инструмента и результаты экспериментальных исследований послужили основой для создания системы автоматизированного проектирования (сапр) технологии и инструмента для производства бурильных труб повышенного качества.

САПР имеет модульное строение и состоит из двух подсистем: подсистемы проектирования технологического процесса и подсистемы проектирования технологического инструмента. Связь между подсистемами- осуществляется на информационном уровне.

САПР ориентирован^ на парк оборудования и технологию производства бурильных труб в условиях Самарского металлургического завода, однако алгоритма и программы могут быть достаточно просто адаптирована к другим условиям аналогичного производства.

Алгоритм проектирования технологического процесса, положенный в основу созданной. САПР, включает расчет объёма и-массы трубы, расчет размеров заготовки," геометрического выхода годного металла, усшшя прессования; выбор технологических рэкимов производства бурильной трубы. В расчетах используются различные инженерные формулы и регрессионные зависимости '(для расчета-усилия прессования и раздачи). . .

Алгоритм проектирования технологического инструмента включает расчеты основных геометрических параметров матрицы,иглы, прессшай-бы и выбор из существующего парка инструмента опорного кольца, направляющей и инструмента для правки бурильных труб.

Информационное обеспечение САПР состоит из массива входных

данных (шифр трубы, марка сплава, размера трубы и другие технические требования) и информационно-справочного массива, содержащего стандартные размеры заготовок, технологические параметры прессов, характеристики алюминиевых сплавов и технологические режимы их обработки, стандартный инструмент для прессования и правки бурильных труб.

В результате работы САПР формируются и выдаются на печать технологическая и конструкторская разработки.

САПР реализована в виде комплекса программ на алгоритмическом языке ФОРТРАН применительно к персональным ЭВМ типа IBM PC. При разработке программ использована диалоговая организация работы, позволяющая вводить информацию с экрана дисплея, корректировать ее, менять исходные данные в ходе расчета в принимать решения на основных этапах проектирования. °

САПР используется в настоящее время для технической' подготовки производства вновь осваиваемых бурильных труб.

■ основные вывода

1. На основа предложенного Г.Я.Гуном метода исследования слабо конических течений' сплошной среда разработана математическая модель, описывающая процесс раздачи при прессовании . бурильных труб. *. - '

2. Численное решение модели на ЭВМ позволило провести теоретическое исследование деформационных и силовых параметров процесса

• раздачи и установить- основные количественные зависимости меяду параметрами процесса.

3. Полученные в результате теоретического анализа модели per-" рессионные зависимости показали, что в практическом интервале из-

менания параметров процесса имеют место следующие закономерности:

- напряжение раздачи зависит от коэффициента тонкостенности трубы до раздачи и степени деформации трубы;

- деформация трубы в процессе раздачи сопровождается утонением стенки, окончательная величина которой зависит от начальной тощиш стенки трубы и степени деформации;

- максимально возможная степень деформации, при которой труба еще сохраняет устойчивость, зависит от коэффициента трения и коэффициента тонкостенности трубы.

Результаты экспериментальных исследований показали хорошую сходимость с расчетными данными.

4. С использованием регрессионных и экспериментально-аналитических зависимостей разработана формализованная методика проектирования прессового инструмента, юзволявдая определять значения геометрических параметров инструмента и утолщенных участков трубы.

■• 5. На основе металлографического анализа, выявлена зависимость исходной технологической пластичности заготовок от фазового состава сп^ва. Разработаны новые. реками, гомогенизации заготовок из сплава Д16 (1^=360-420 °С, 1Г=6 ч), внедрение которых дало повышение качеотьа поверхности бурильных труб.

6. Разработаны режимы правки растяжением бурильных труб .из сплавов ДЦ6 и 1953(степень деформации 3-5 % для сплава Д16 и 1-3 % для сплава 1953), позволившие существенно повысить эксплуатационные характеристики эру б. Л

7. О использованием метода планирования эксперимента оцреде-леад оптимальные рехимы искусственного старения бурильных труб из •сплава АК8 (1;0=175-185 °С, т0=4.5 ч) , обеспечивающие требуемые механические свойства при минимальных затратах времени на старение.- .

8. Полученные в работе результаты стали основой разработанной САПР бурильных труб, позволившей снизить затраты времени и повысить эффективность проектирования, а также повысить технико-экономические показатели производства.'

Внедрение результатов работы на Самарском металлургическом заводе позволило получить годовой экономический эффект 23,2 тыс.р. (в ценах 1988г.).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах: . • *

1. Каранашев Р.А.,Макаров E.H., Цыганова О.В. Разработка системы автоматизированного проектирования технологии и инструмента для прессования бурильных труб // Технология легких сплавов.-1988. - N 9.- С. 59-60.

2. Каранашев P.A., Цыганова О.В. Система автоматизированного проектирования технологии и инструмента для прессования бурильных труб/тез. докл. XII отраслевой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. - М., 1988.- с. 22.

3. Буданова Л.В., Каранашев P.A., Моргачева Д.А. Исследование технологичности слитков сплава Д16 для бурильных труб //Технология легких сплавов.-1989.- N II.- с. 5-7.

4. Каранашев P.A. Автоматизация технологической и конструкторской подготовки производства бурильных труб//Технология легких сплавов.-1990.- N 10.- с. ЗТ-'ЗЗ.

5. Файн Г.М., Двнйлянц М.С., Иванова B.C., Каранашев P.A. Влияние степени холодной деформации при правке растяжением на механические свойства бурильных труб из алюминиевых сплавов //Металловедение и технология легких сплавов: сб. статей/ВИЛС.- М.- 1990. - с. 205-207.

6. Каранашев P.A. Определение внутреннего диаметра при црес-

совании бурильных труб с наружными утолщениями // Технология легких сплавов.- 1991.- Ы 8. - с. 18-20.

7. A.c. 902885 СССР, МКИ B2I С 25/02. Матрица для прессования /А.А.Игуменов, Н.В.Бочкарев, Б.А.ПрудковекиЙ,Т.А.Борисова,Г.М.Кор-сетский, Э.А.Стадников, Р.А.Каранашев (СССР).- N 2936818/25-27¡Заявлено 10.06.80; Опубл. 07.02.82. Бюл. N 5.

8. A.c. 94878 СССР, МКИ В 21 С 25/02. Матрица для прессования /А.А.Игуменов, Б.А.ПрудковекиЙ,Т.А.Борисова, Э.А.Стадников,Р.А.Каранашев, Н.В.Бочкарев (СССР).- N 2936819/25-27;Заявлено 10.01.80; Опубл. 07.08.82. Бюл. N 29.