專利名稱：石油套管大角度梯形縫加工方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油鉆采所用套管和其它建筑業(yè)所用地下出水管的梯形縫割縫篩管的加工方法及設(shè)備。
在現(xiàn)有技術(shù)中，如中國專利局于93年10月27日公告的專利號為CN92225922的“壁厚長筒管子開縫機(jī)”，該專利公開的梯形縫加工方法為“三刀成形法”，即沿管子徑向切削一刀，再分別于縫兩側(cè)成一定角度沿原縫口切削兩刀而成，該方法加工的梯形縫角度只能在6°以內(nèi)，另外中國專利局于92年4月8日公告的專利號為CN91109264的“割縫篩管及其制造方法”，該方法是“在管上需割縫的位置上加工出預(yù)定長度且比要求縫寬的開口，與其相適應(yīng)在開口中鑲?cè)氡乳_口稍小的金屬塊，再將金屬塊與開口的接觸邊連成一體，未連接的金屬塊與開口的接觸邊之間構(gòu)成割縫”。該方法操作麻煩，所用時(shí)間長，不適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)要求。
本發(fā)明目的是提供一種操作簡單工業(yè)化生產(chǎn)程度較高加工的梯形角度較大的石油套管大角度梯形縫加工方法及設(shè)備。
本發(fā)明的方法包括以下步驟。
1、將石油套管定位，以過該管圓心某一平面為基面；2、將刀片放置在基面內(nèi)，并沿基面垂直方向遠(yuǎn)離基面移動(dòng)δ1距離，對準(zhǔn)套管上割縫位置進(jìn)行切割預(yù)定長度的縫；3、將套管沿自身圓心相對基面轉(zhuǎn)動(dòng)α＋β角，刀片沿基面垂直方向相對基面移動(dòng)δ1＋δ2的距離，并對準(zhǔn)原縫口，對套管進(jìn)行切割同樣長度的縫；4、將刀片相對套管軸向成γ角放置，沿縫口兩端切斷縫內(nèi)“Δ”形殘留截面管壁，重復(fù)上述步驟至全剖割縫完成，其中參數(shù)縫的梯形角0°＜α＋β＜40°，δ1、δ2分別為轉(zhuǎn)角α、β的正弦值與套管外圓半徑之積，0°＜γ＜180°。
本發(fā)明方法所用設(shè)備包括梯形縫縫廓加工設(shè)備，梯形縫縫廓內(nèi)殘留截面切割設(shè)備和梯形縫套管碾壓縮縫設(shè)備。
本發(fā)明方法和設(shè)備具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)


如下圖1梯形縫縫廓加工設(shè)備示意圖。
圖2(a)，圖1中A—A剖視圖。
圖2(b)、圖2(a)中K向局部視圖。
圖3，圖1中切削總成放大示意圖。
圖4(a)，(b)，縫廓加工方法原理示意圖。
圖5縫廓內(nèi)殘留截面切割設(shè)備示意圖。
圖6(a)，圖5中A—A剖視圖。
圖6(b)，圖6(a)中K向局部視圖。
圖7，割縫篩管表面局部展開示意圖。
圖8，殘留截面切割方法原理示意圖。
圖9，梯形縫套管碾壓縮縫設(shè)備示意圖。
圖10，圖9中A—A剖視圖。
圖11，圖9中B—B剖視圖。
如圖1所示梯形縫縫廓加工設(shè)備包括機(jī)座16，通過復(fù)合滾動(dòng)導(dǎo)軌瓦座9安裝在機(jī)座一端上并帶有三爪卡盤8的分度總成，通過執(zhí)行油缸12和滾輪14安裝在機(jī)座上的其上帶有進(jìn)刀手輪13控制進(jìn)刀量的一組切削總成10的橫向托板11和縱向托板28，安裝在機(jī)座另一端上的帶有三爪卡盤8的滾動(dòng)導(dǎo)軌浮動(dòng)瓦座15，和機(jī)座外帶有周向?qū)л?和用油缸3控制升降的軸向?qū)л?的輔助支承17，上述分度總成包括角度分度手柄4和角度分度盤5以及圓周分度手柄6和圓周分度盤7，上述切削總成如圖2、3所示，包括安裝在托板11上的通過裝有升降手輪24的絲桿及定位檔板23和定位螺釘25、26控制其升降行程的電機(jī)21及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的切削頭22，切削頭末端安裝有薄片形銅基切割刀片27，該刀片通過托板11，絲桿18、20和齒輪19由進(jìn)刀手輪13控制進(jìn)退刀。
如圖5所示梯形縫縫廓內(nèi)殘留截面切割設(shè)備，包括機(jī)座37，安裝在機(jī)座上的裝有進(jìn)刀手輪36的一組切削總成34的托板35，安裝在機(jī)座兩端的帶有周向?qū)л?2和壓緊螺栓33以及由油缸30控制升降的軸向?qū)л?1的支承總成，上述切削總成如圖6所示，包括安裝在托板上的支承架42以及鉸接在支承架上的由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的切削頭，切削頭末端安裝有薄片形銅基切割刀片41，該刀片由絲桿38、39，齒輪40和進(jìn)刀手輪36控制托板35實(shí)現(xiàn)進(jìn)退刀。
如圖9所示梯形縫套管碾壓縮縫設(shè)備，包括機(jī)座，通過導(dǎo)軌瓦座50安裝在機(jī)座上的回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌51，安裝在回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌上的由電機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)48和萬向傳動(dòng)軸47控制的主動(dòng)碾輪43和安裝在回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌上的輔助碾輪45，以及安裝在該兩碾輪上方的通過緊固螺栓46來固緊套管的緊固碾輪44，和安裝在機(jī)座上的支架52及其上的兩個(gè)支承輪49，其中三個(gè)碾輪的軸線與套管軸線之間有一個(gè)0°—20°夾角，本例選3°。
本發(fā)明方法實(shí)施例1、將石油套管29放入圖1所示設(shè)備上并用三爪卡盤8實(shí)現(xiàn)套管定位及自動(dòng)對中，以過該管圓心某一平面為基面，該基面最好為水平面或垂直面，本例選用水平面；2、將刀片放置在基面內(nèi)，通過角度分度手柄4和角度分度盤5將套管沿自身圓心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α角(也可不旋轉(zhuǎn))，將刀片沿基面垂直方向同套管轉(zhuǎn)向移動(dòng)δ1距離，對準(zhǔn)套管上割縫位置進(jìn)行切割預(yù)定長度的縫；3、通過角度分度手柄4和角度分度盤5將套管沿自身圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)δ1＋δ2距離，并對準(zhǔn)上步中加工的原縫口位置，對套管進(jìn)行切割同樣長度的縫，本例中為操作方便選取β＝α＝15°，δ1、δ2即為轉(zhuǎn)角α(15°)的正弦值與套管外圓半徑之積δ，α＋β即為梯形縫角度，其加工方法原理如圖4(a)、(b)所示；4、通過圓周分度手柄6和圓周分度盤7將套管轉(zhuǎn)到下一個(gè)割縫位置，重復(fù)1至3步驟將套管整周割縫完成并完成套管全長割縫；5、將套管從圖1中縫廓加工設(shè)備上取下，放到圖5所示殘留截面切割設(shè)備上，通過壓緊螺栓33將套管壓緊，將切削總成34轉(zhuǎn)動(dòng)γ角，沿上步中縫口兩端切斷縫內(nèi)“Δ”形殘留截面S的管壁，重復(fù)該步驟至全部割縫內(nèi)殘留截面S切斷完成，其中轉(zhuǎn)角為0°＜γ＜180°，本例選γ為45°，該步加工原理如圖8所示，加工后套管表面展開如圖7所示；6、根據(jù)對梯形縫外表面縫寬要求不同，當(dāng)縫寬要求較窄時(shí)，將上步中加工后的梯形縫套管29放到圖9所示碾壓縮縫設(shè)備上，通過三個(gè)碾輪使梯形縫套管外表面進(jìn)行冷作縮縫加工處理，使外表面縫寬達(dá)到要求，圖中三個(gè)碾輪軸線與套管軸線之間有一個(gè)0°—20°夾角，本例選3°當(dāng)夾角θ＞0°時(shí)，使套管在作周轉(zhuǎn)G時(shí)，還兼有J向軸向移動(dòng)，碾輪44、45和兩個(gè)支承輪49可作F向雙向調(diào)整，以適用不同管子直徑使用。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)1、梯形縫角度較大可達(dá)到40°；2、外表面縫口可達(dá)到0.2—0.3mm；3、該方法操作簡單，所用工時(shí)少，生產(chǎn)效率高，適合于工業(yè)化大批量生產(chǎn)的要求；4該法加工的縫壁光法度達(dá)4，套管外表面硬度提高20％，強(qiáng)化深度約1mm；5、該方法實(shí)現(xiàn)了用寬刀加工窄縫的目的，節(jié)約了大量的刀具投資，使生產(chǎn)成本大大降低。
權(quán)利要求
1.一種石油套管大角度梯形縫加工方法，其特征在于該方法包括以下步驟①將石油套管定位，以過該管圓心某一平面為基面；②將刀片放置在基面內(nèi)，并沿基面垂直方向遠(yuǎn)離基面移動(dòng)δ1距離，對準(zhǔn)套管上割縫位置進(jìn)行切割預(yù)定長度的縫；③將套管沿自身圓心相對基面轉(zhuǎn)動(dòng)α＋β角，刀片沿基面垂直方向相對基面移動(dòng)δ1＋δ2的距離，并對準(zhǔn)原縫口，對套管進(jìn)行切割同樣長度的縫；④將刀片相對套管軸向成γ角放置，沿縫口兩端切斷縫內(nèi)“Δ”形殘留截面管壁，重復(fù)上述步驟至全部割縫完成，其中參數(shù)縫的梯形角0°＜α＋β＜40°，δ1、δ2分別為轉(zhuǎn)角α、β的正弦值與套管外圓半徑之積，0°＜γ＜180°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征是已經(jīng)加工完的梯形縫套管其外表面進(jìn)行冷作縮縫加工處理。
3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1或2所述加工方法所使用的設(shè)備，其特征是該設(shè)備包括梯形縫縫廓加工設(shè)備，梯形縫縫廓內(nèi)殘留截面切割設(shè)備和梯形縫套管碾壓縮縫設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征是梯形縫縫廓加工設(shè)備由下列各部分組成，機(jī)座，通過復(fù)合滾動(dòng)導(dǎo)軌瓦座安裝在機(jī)座一端上并帶有三爪卡盤的分度總成，通過執(zhí)行油缸和滾輪安裝在機(jī)座上的其上帶有進(jìn)刀手輪控制進(jìn)刀量的一組切削總成的橫向托板和縱向托板，安裝在機(jī)座另一端上的帶有三爪卡盤的滾動(dòng)導(dǎo)軌浮動(dòng)瓦座，和機(jī)座外帶有周向?qū)л喓陀糜透卓刂粕档妮S向?qū)л喌妮o助支承，上述分度總成包括角度分度手柄和角度分度盤以及圓周分度手柄6和圓周分度盤，上述切削總成包括安裝在托板上的通過裝有升降手輪的絲桿及定位檔板和定位螺釘控制其升降行程的電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的切削頭，切削頭末端安裝有薄片形銅基切割刀片。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征是梯形縫縫廓內(nèi)殘留截面切割設(shè)備包括機(jī)座，安裝在機(jī)座上的裝有進(jìn)刀手輪控制進(jìn)刀量的一組切削總成的托板，安裝在機(jī)座兩端的帶有周向?qū)л喓蛪壕o螺栓以及由油缸控制其升降的軸向?qū)л喌闹С锌偝?，上述切削總成包括安裝在托板上的支承架以及鉸接在支承架上的由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的切削頭，切削頭末端安裝有薄片形銅基切割刀片。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征是梯形縫套管碾壓縮縫設(shè)備包括機(jī)座，通過導(dǎo)軌瓦座安裝在機(jī)座上的回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌，安裝在回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌上的由電機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和萬向傳動(dòng)軸控制的主動(dòng)碾輪和安裝在回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌上的輔助碾輪以及安裝在該兩碾輪上方的通過緊固螺栓來固緊套管的緊固碾輪，和安裝在機(jī)座上的支架及其上的兩個(gè)支承輪，其中三個(gè)碾輪的軸線與套管軸線之間有一個(gè)0°-20°夾角。
全文摘要
本發(fā)明屬于石油鉆采所用鋼管和其它建筑業(yè)所用地下出水管的梯形縫割縫防砂篩管的加工方法及設(shè)備。解決現(xiàn)有方法中存在的梯形縫角度小、效率低、成本高等缺點(diǎn)。本方法包括梯形縫角度縫廓的切割、縫內(nèi)殘留截面的切斷和管外表面縮縫加工。其設(shè)備包括梯形縫切割機(jī)，縫端切斷機(jī)和碾壓縮縫機(jī)。本方法開出的梯形縫角度可達(dá)到40°、縫口為0.2-0.3mm，縫壁光法度為▽4。因該方法效率較高，很適合工業(yè)化批量的生產(chǎn)。
文檔編號E21B43/08GK1115272SQ9410745
公開日1996年1月24日 申請日期1994年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月22日
發(fā)明者李慶輝 申請人:李慶輝