一種新型抽油桿的鐓鍛工藝及其數(shù)值模擬.pdf

1、近年來隨著石油工業(yè)的發(fā)展，我國抽油桿鍛造技術(shù)不斷提高。為滿足各種高難度油井采油的需要，許多新型抽油桿相繼被研發(fā)出來并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。這些新型抽油桿與普通抽油桿相比較，分別采用了新技術(shù)、新工藝或者新的結(jié)構(gòu)形式，各種性能指標(biāo)均有所提高，大大延長了其服役周期。本課題所研究的插接式扭矩桿就是最近開發(fā)的一種結(jié)構(gòu)形式新穎的抽油桿。它在桿的兩端分別設(shè)計(jì)了斜槽和凸楔，工作時(shí)在用接箍連接的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了插接連接，從而防止

2、了桿與桿之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，避免了連接處松動(dòng)、偏磨、斷脫等情況的產(chǎn)生。
　　 本文首先介紹了抽油桿的研發(fā)及應(yīng)用現(xiàn)狀和金屬塑性成形的模擬方法，并具體闡述了抽油桿鐓鍛工藝分析和模具設(shè)計(jì)所依據(jù)的基本原理和準(zhǔn)則。采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對(duì)插接式扭矩桿精鍛成形工藝及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。通過對(duì)插接式扭矩桿鐓鍛工藝的分析，擬定了兩種工藝方案。分別對(duì)該兩種方案制定工藝步驟，調(diào)整工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)鐓鍛成形的工步圖。根據(jù)擬定的工步圖對(duì)插接

3、式扭矩桿鍛件及其成形模具進(jìn)行三維實(shí)體建模。設(shè)定合適的前處理參數(shù)，運(yùn)用有限元模擬軟件DEFORM-3D對(duì)兩種工藝的鐓鍛成形過程分別進(jìn)行數(shù)值模擬。通過分析對(duì)比模擬結(jié)果，我們可以獲得成形過程中的應(yīng)力、應(yīng)變、溫度、載荷等關(guān)鍵參數(shù)的分布情況，并能預(yù)測分析工件可能產(chǎn)生的主要缺陷的形式、部位和原因。掌握了插接式扭矩桿塑性成形的金屬流動(dòng)規(guī)律，同時(shí)考慮模具的制造成本和成形穩(wěn)定性，就能確定插接式扭矩桿的最終成形工藝方案。根據(jù)模擬結(jié)果，對(duì)所設(shè)計(jì)的工藝及模具進(jìn)