一家专注流体压力成形技术
【作 者】孔博
【引 言】
随着机械制造业加工设备CNC程度的不断提高，CNC机床在制造业加工领域中的应用变得愈加广泛。为了更好地促进CNC车床的应用，充分发挥CNC车床的应用优势，需要工程技术人员根据CNC车床不同机型的特点和性能( 特别是加工对象的性能) 制订出详细的加工方案，并不断优化。 在油气勘探开发中，成形橡胶是不可或缺的关键零部件之一。其产品有固井胶塞、尾管胶塞和钻杆胶塞等，它们由橡胶和易钻除的骨架硫化成形。 这些胶塞会驱替水泥浆，在水泥浆与替浆液间形成隔离层，完成油气井的固完井施工，确保油气开采的顺利实施。在固完井施工作业中，胶塞的外径尺寸非常重要，胶塞务必与套管内径对应，并依据每口井的勘探开发实况，采用CNC车床再加工胶塞外径，以防施工异常。非金属材料的橡胶具有可逆形变的高弹性，即使施以较小切削力也会产生较大形变，这给橡胶的再加工造成很大难度。系列成形橡胶见图 1。
应用于石油勘探开发的橡胶主要有氢化丁腈橡胶和氟橡胶，这两种材料都具有良好耐油性、耐热性、优良的耐化学腐蚀性、耐臭氧性以及良好的抗压缩永久变形性能。氢化丁腈材质还具有优异的抗撕裂和耐磨性能，非常适合钻探开发中的深井和超深井等复杂井况。因橡胶是一种较软材质的材料，经过大的形变后仍能快速恢复原型，能被改性处理。
橡胶材料具有以下特点: ①较高的弹性，橡胶材料的弹性模量较低，伸长变形大，使用时具有可恢复变形的特点。②粘弹性，橡胶材料在出现形变和恢复形变时受时间和温度的影响较大，橡胶的表面会出现比较明显的应力松弛变化，上述特性给成形橡胶的再加工带来了挑战。 胶塞成形橡胶零件前期通过橡胶和骨架硫化成形后，在CNC车床上不易装夹定位，同时因材料软、壁厚薄、重量轻和结构紧凑等导致对其再加工困难，加工时不易控制尺寸，易出现啃刀和加工后表面粗糙度不达标等现象，难以保证加工质量。
影响成形橡胶再加工的因素较多，不仅要对产品的结构、切削力、装夹方式、走刀路径进行分析和规划，还需对切削热、残余应力、刀具几何参数等因素进行研究和优化。在成形橡胶再加工过程中，可以选择应用比较集中的操作工序，尽可能一次装夹完成所有工序的加工任务，以确保成形橡胶再加工在CNC车床上的高精度和高效率。
【结 语】
通过近来年不断研究与实际应用，成形橡胶在CNC车床上再加工技术已形成专有的加工技术。 再加工后的系列胶塞的力学性能和表面粗糙度均满足设计要求，生产率高。在国内的石油勘探开发中，通过应用该技术，已为多口井提供了可靠的成形橡胶再加工系列胶塞产品，如顺北鹰1井、临华1X井以及2020年亚洲第一深井塔深5井等众多关键开发应用井，均取得了成功，不仅提高了劳动效率和生产成本，还大大缩短了系列胶塞产品硫化成形的制造周期，为油气开采起到提质增效的作用。
以下是正文：
