История развития трубонарезных станков в мире до конца 20 века

Они используются при бурении и эксплуатации скважин и к ним предъявляются специфические требования из-за сложных условий эксплуатации. 

Трубы нефтяного сортамента разделяются по назначению и диаметру:

- для бурильных труб 60 – 140 мм;

- для обсадных труб 114 – 508 мм;

- для насосно-компрессорных 22 – 114 мм.

Конические резьбы - вот основная отличительная особенность соединений труб и муфт нефтяного сортамента.

Отличительная  особенность трубонарезных станков это наличие:

1) большого отверстия в шпинделе (как правило диаметром 200 мм и выше), по сравнению с обычными тяжелыми токарными станками;
2) второго патрона слева от передней бабки - это связано с тем, что для обработки трубы, ее необходимо пропустить через полый шпиндель и зажать патронами с двух сторон, чтобы обеспечить вращение совместно со шпинделем.

Поскольку обработка резьбы осуществляется как правило на конце трубы, то противоположный конец изделия устанавливается на отдельно стоящие поддерживающие люнеты. По этой же причине длина станины (расстояние между центрами) редко бывает более 3000 мм, при этом наиболее популярными в РФ являются трубонарезные станки длиной 1000 мм.

На трубонарезных станках возможно нарезание следующих видов резьб:

• дюймовой;

• замковой;

• конической;

• метрической (треугольной);

• упорной;

• трапецеидальной

• других.

До Второй мировой войны производство резьбовых соединений и станков развивалось медленно. Об этом мы писали в статье (ссылка). Но во второй половине прошлого века  потребление нефти выросло в 5 раз. Это привело к развитию производства трубонарезных станков по всему миру. 

Среди наиболее известных брендов того времени можно выделить американские LANSING, Modern Machine Tool, британские Dean Smith & Grace, Demoor, европейских George Fischer (Швейцария-Германия), Morando (Италия), Timemaster (Испания), японских Mazak, Kuraki, Mori Seiki и другие.

Рис.1 Трубонарезной станок модели Regal 24’ фирмы LeBlond (США), 1960 г.

Рис.2 Трубонарезной станок модели 25P 25’ фирмы Dean Smith & Grace (Великобритания), 1975 г.

Отличительной особенностью трубонарезных станков того времени являлась массивная конструкция с плоской станиной и закаленными направляющими скольжения, рассчитанная на тяжелые режимы работы. Привод шпинделя осуществлялся через редуктор, подачи реализованы посредством гитары подач и сменных колес, как в классическом токарно-револьверном станке.

В таком виде конструкция трубонарезных станков без ЧПУ без особых изменений существует и в настоящее время.

Период с конца 70-х годов до начала 2000 годов характеризуется началом массового выпуска станков с ЧПУ, в том числе и для трубообработки. Это отразилось на точности и производительности многопроходного нарезания резьбы и упростило оператору получение качественных резьб. 

На трубопрокатных заводах при массовом производстве стали применять автоматизированные линии с подачей труб рольгангами и нарезанием резьбы за один проход головками оснащенными твердосплавными резьбовыми пластинами. При такой компоновке труба при нарезке неподвижна, а вращается непосредственно планшайба с резьбовыми пластинами, расположенными по ее периметру.

Рис.3 Автоматическая линия для высокопроизводительной нарезки резьбы

В России данный метод был реализован на Выксунском металлургическом заводе, где обсадные трубы большого диаметра обрабатываются за один проход на японском оборудовании.

Для трубонарезных станков для многопроходной нарезки резьбы значительно расширилась функциональность применяемых устройств крепления инструмента (револьверных головок). В качестве примера можно привести станок PMC 1000 cnc фирмы Mazak, оснащенный 8-ми позиционной вертикальной револьверной головкой с возможностью крепления различных инструментов и гребенок.

Рис.4 Трубонарезной станок PMC 1000 cnc фирмы Mazak (Япония), 2002 г.

Помимо классической схемы станков с плоской станиной, ведущие мировые станкостроители все чаще  использовали станки с наклонной станиной. Это позволяло помимо экономии места, применять несколько револьверных головок, каждая со своей парой направляющих, а также даже с отдельными направляющими для люнетов. По сути, такие трубонарезные станки представляли собой разновидность токарных обрабатывающих центров с увеличенным отверстием в шпинделе и вторым патроном. 

Рис.5 Трубонарезной станок Slant Turn 50N фирмы Mazak (Япония), 1997 г.

Одновременно продолжалось производство традиционных трубонарезных станков с плоской станиной как с ручным управлением, так и с ЧПУ по всему миру, в том числе в странах Восточной Европы и СССР.

Рис.6 Трубонарезной станок фирмы DeMoor (Великобритания), 1979 г.

К концу 20 века все большее количество американских и британских компаний переводят производство продукции в Китай и Тайвань, что в конечном счете приводит к утрате США и Великобритании лидерства в сфере трубонарезных станков и исчезновению или превращению в торговые дома некогда известных брендов прошлого, таких как, например, Lodge and Shipley, LeBlond, Broadbent, Clausing.

Начало производства трубонарезных станков в СССР

Первым отечественным заводом, освоившим изготовление универсальных трубонарезных станков, было Рязанское станкостроительное производственное объединение (РСПО), основанное в 1949 году. В 1960-х годах на предприятии выпускали универсальные трубонарезные станки модели 1А983, рассчитанных на максимальный диаметр трубы 299 мм. Позднее их модернизировали версией 1Н983 с большим диаметром обработки над станиной, но меньшим диаметром отверстия в шпинделе (260 мм).

Рис.7 Трубонарезной станок 1Н983 производства РСПО (СССР), 1962 г.

Одновременно на Тбилисском станкостроительном производственном объединении (ТСПО) им. Кирова приблизительно в то же время, что и модель 1Н983 был освоен станок 9М14, выполненный на базе универсального станка 1М63 с полым шпинделем и рассчитанный на обработку труб диаметром до 203 мм.

Рис.8 Трубонарезной станок 9М14 производства ТСПО (СССР), 1966 г.

В 1979 году была введена в эксплуатацию первая производственная линия трубообрабатывающих станков на Сасовском станкостроительном производственном объединении (ССПО). В этом же году завод выпустил первый станок 1Н983, аналогичный выпускаемому в РСПО. 

Кроме вышеуказанных моделей универсальных станков, РСПО освоило в 70-х годах также специальные трубонарезные станки для специальных резьб 91Н18ФЗ и РТ745ФЗ и специальные муфтообрабатывающие станки для нарезки специальных резьб РТ735Ф308.

Тем временем европейские производители до середины 80-х прошлого века активно развивали собственное производство.

Среди известных компаний того времени можно выделить восточноевропейские, такие как Poreba 1798 (Польша), FAT (Польша), Strugovi Potisje (Сербия), Saro SA (Румыния), ZMM-Vratsa (Болгария) которые производили аналоги станков Morando и западноевропейские, например, испанские Timemaster, Donabat, Geminis Lathes, немецкая Weiler, французская Sculfort.

Рис.9 Трубонарезной станок TRP 93MN фирмы Poreba 1798 (Польша), 1999 г.

Рис.10 Трубонарезной станок SBF фирмы Saro SA (Румыния), 1986 г.

Рис.11 Трубонарезной станок фирмы Timemaster (Испания), 1982 г.

Рис.12 Трубонарезной станок Superfacicap 1500 фирмы Sculfort (Франция)

Однако к концу 20 века многие из успешных европейских станкостроительных европейских фирм оказались на грани банкротства и прекратили свое существование. Это произошло из-за активного развития производства в Азиатских странах, разрушения СССР и связей в Восточной Европе, а также  создания Евросоюза с единой валютой. 

Япония всегда ориентировалась на  внешние рынки, в первую очередь США. В производстве турбонарезных станков наблюдалась та же тенденция. Среди ведущих фирм, производивших трубонарезные станки можно выделить Karats, Mori Seiki, Okuma, Mazak.

Рис.13 Трубонарезной станок Karat LT2-6M фирмы Karats Precision Inc.

Рис. 14 Трубонарезной станок фирмы Mori Seiki

В Китай и Тайвань американские компании стали переносить производства металлорежущих станков начиная с конца 80-х годов ХХ века. в. Там успешно копировали и осваивали выпуск наиболее популярных моделей, включая также распространенные в СССР 1Н983. В начале большинство таких трубонарезных станков отличала низкая надежность, но со временем качество станков росло и к  21 веку достигло приемлемого уровня.

Рис.15 Трубонарезной станок CNC Takang (Тайвань), 1999 г.

Более подробную информацию по трубонарезным станкам можно найти в соответствующих разделах портала СТАНКОТЕКА hhttps://stankoteka.ru/catalog/tokarnye-stanki-po-metallu/trubonareznye-stanki-bez-chpu/ и https://stankoteka.ru/catalog/tokarnye-stanki-po-metallu/trubonareznye-stanki/ , а также получить от консультантов этого ресурса.

Что же происходит сейчас с современным производством трубонарезных станков для нефтяного сортамента, читайте в нашей следующей статье.