密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片的制作方法
【專利摘要】一種密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，包括帶有切削斜面的本體；切削斜面設(shè)置有螺紋切削齒；螺紋切削齒包括齒頂導(dǎo)向過渡圓弧、螺紋導(dǎo)向切削面、齒底導(dǎo)向過渡圓弧、齒底切削面、齒底承載過渡圓弧、承載切削面、齒頂承載過渡圓弧以及齒頂切削面；齒頂導(dǎo)向過渡圓弧、螺紋導(dǎo)向切削面、齒底導(dǎo)向過渡圓弧、齒底切削面、齒底承載過渡圓弧、承載切削面、齒頂承載過渡圓弧以及齒頂切削面自右向左依次連接形成螺紋切削齒工作曲面；本體包括首先進(jìn)入工作狀態(tài)的前端面以及與前端面相對(duì)的后端面；齒頂導(dǎo)向過渡圓弧與本體的前端面相連；齒頂切削面與本體的后端面相連。本實(shí)用新型具有能準(zhǔn)確加工出該中西部油氣田用經(jīng)濟(jì)型密封螺紋接頭內(nèi)螺紋的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油以及天然氣工業(yè)完井生產(chǎn)管柱連接密封螺紋加工【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，尤其涉及一種用于我國(guó)中西部油氣田的經(jīng)濟(jì)型密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油天然氣開發(fā)的進(jìn)一步深入，我國(guó)中部和西部許多油氣田不斷勘探開發(fā)，在中西部油氣開發(fā)中存在著油氣資源低豐度、低滲透、低產(chǎn)出的現(xiàn)狀，只有采用低成本開發(fā)的模式才能取得經(jīng)濟(jì)效益。而在在石油天然氣工業(yè)開發(fā)過程中，所采用的油套管是用螺紋擰接連接組成的管柱，螺紋是油套管柱中的最薄弱環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)完整性、密封完整性和可靠性，嚴(yán)重影響油田的安全生產(chǎn)和管柱壽命。普通的API螺紋由于本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上先天性不足，無(wú)法滿足油氣井環(huán)境中的密封完整性，極易發(fā)生嚴(yán)重的油氣泄漏事故，而目前所廣泛使用的特殊螺紋接頭由于成本較高，加工檢驗(yàn)要求嚴(yán)格，加之各種扣型之間無(wú)法轉(zhuǎn)換通用，更無(wú)法滿足我國(guó)中西部“三低”油氣田的低成本開發(fā)戰(zhàn)略。中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院針對(duì)我國(guó)中西部油氣田環(huán)境要求不高，油套管使用成本低、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，開發(fā)出了一種經(jīng)濟(jì)型密封特殊螺紋接頭，在保證管柱的連接強(qiáng)度和密封性能的同時(shí)，降低了工廠加工難度節(jié)約生產(chǎn)成本，同時(shí)具有通用性強(qiáng)、易上/卸扣、便于保養(yǎng)、檢測(cè)方便的特點(diǎn)。該密封螺紋接頭不同于傳統(tǒng)API螺紋，采用市面上現(xiàn)有的螺紋加工刀片無(wú)法加工出這種螺紋。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決【背景技術(shù)】中存在的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了能準(zhǔn)確加工出該中西部油氣田用經(jīng)濟(jì)型密封螺紋接頭內(nèi)螺紋的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:本實(shí)用新型提供了一種密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，其特殊之處在于:所述密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片包括帶有切削斜面的本體；所述切削斜面的斜度角b為9?15° ;所述切削斜面設(shè)置有至少一個(gè)螺紋切削齒；所述螺紋切削齒包括齒頂導(dǎo)向過渡圓弧、螺紋導(dǎo)向切削面、齒底導(dǎo)向過渡圓弧、齒底切削面、齒底承載過渡圓弧、承載切削面、齒頂承載過渡圓弧以及齒頂切削面；所述齒頂導(dǎo)向過渡圓弧、螺紋導(dǎo)向切削面、齒底導(dǎo)向過渡圓弧、齒底切削面、齒底承載過渡圓弧、承載切削面、齒頂承載過渡圓弧以及齒頂切削面自右向左依次連接形成螺紋切削齒工作曲面；所述本體包括首先進(jìn)入工作狀態(tài)的前端面以及與前端面相對(duì)的后端面；所述齒頂導(dǎo)向過渡圓弧與本體的前端面相連；所述齒頂切削面與本體的后端面相連。
[0005]上述螺紋切削齒是多個(gè)時(shí)；所述相鄰兩個(gè)螺紋切削齒的前一螺紋切削齒的齒頂切削面通過齒頂導(dǎo)向過渡圓弧與后一螺紋切削齒的螺紋導(dǎo)向切削面相連。
[0006]上述切削斜面還包括設(shè)置在最后一個(gè)螺紋切削齒的齒頂切削面與本體的后端面之間的斜面；所述最后一個(gè)螺紋切削齒的齒頂切削面通過斜面與本體的后端面相連。
[0007]上述螺紋導(dǎo)向切削面與前端面的平行面之間構(gòu)成的夾角是螺紋導(dǎo)向面夾角α ；所述螺紋導(dǎo)向面夾角α的范圍是40°?60° ;所述承載切削面與前端面的平行面之間構(gòu)成的夾角為螺紋承載面夾角β，所述螺紋承載面夾角β的范圍是-3°?3°。
[0008]上述齒底導(dǎo)向過渡圓弧半徑是0.68mm?0.78mm ;所述齒底承載過渡圓弧的半徑是0.13mm?0.23mm ;所述齒頂承載過渡圓弧的半徑是0.18mm?0.28mm ;所述齒頂導(dǎo)向過渡圓弧的半徑是0.17mm?0.27mm ;所述切削斜面上的螺紋切削齒的高度H是1.555mm?2.225mm ;所述切削齒脊寬LI的寬度是2.58mm?2.78mm ;所述切削齒槽寬L2的寬度是
2.40mm ?2.53mm。
[0009]上述斜面的斜率是1:5?1:50。
[0010]上述螺紋齒底切削面和齒頂切削面相互平行，所述螺紋齒底切削面和齒頂切削面的斜率皆是1:12?1:18。
[0011]上述斜面與后端面之間設(shè)置倒角。
[0012]上述螺紋切削齒的外表面設(shè)置有用于增強(qiáng)耐磨性能的復(fù)合涂層。
[0013]上述螺紋切削齒的數(shù)量是1-7個(gè)；所述本體上設(shè)置有垂直于加工前進(jìn)方向以及水平面的安裝拉桿孔。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0015]本實(shí)用新型提供了一種密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，該內(nèi)螺紋加工刀片采用與中西部油氣田用經(jīng)濟(jì)型密封螺紋接頭內(nèi)螺紋設(shè)計(jì)參數(shù)相匹配的螺紋牙型參數(shù)，能準(zhǔn)確的加工出中西部油氣田用經(jīng)濟(jì)型密封螺紋接頭的內(nèi)螺紋。本實(shí)用新型所提供的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片包括帶有切削斜面的本體，所述切削斜面從左至右有I?7個(gè)相同的螺紋切削齒，每個(gè)螺紋切削齒從右至左依次為齒頂導(dǎo)向過渡圓弧、螺紋導(dǎo)向切削面、齒底導(dǎo)向過渡圓弧、齒底切削面、齒底承載過渡圓弧、承載切削面、齒頂承載過渡圓弧以及齒頂切削面。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的螺紋切削齒的高度為正公差，可以保證加工出的內(nèi)螺紋牙型偏向負(fù)公差，有利于接頭擰接配合。優(yōu)化了齒頂齒底過度圓弧的尺寸，可有效地防止加工和上卸扣過程中的應(yīng)力集中，便于排屑，有效地提高產(chǎn)品的成品率；刀片本體上的切削斜面可設(shè)置多個(gè)相同的螺紋切削齒，以減輕切削時(shí)的應(yīng)力，單個(gè)刀片使用壽命長(zhǎng)，精確度高。本實(shí)用新型的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片安裝簡(jiǎn)單，單片強(qiáng)度大，使用壽命長(zhǎng)，加工產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，成品率高，能較好的適用于中西部油氣田用經(jīng)濟(jì)型密封螺紋接頭的內(nèi)螺紋加工。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有螺紋刀片無(wú)法準(zhǔn)確加工出一種我國(guó)中西部油氣田經(jīng)濟(jì)型可通用密封螺紋接頭的技術(shù)問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型所提供的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是圖1的右視圖；
[0018]圖3是圖1中螺紋切削齒的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是使用本實(shí)用新型所提供的刀片加工得到的中西部油氣田用經(jīng)濟(jì)型密封內(nèi)螺紋接頭結(jié)構(gòu)圖；
[0020]其中:
[0021]1-本體；2_齒頂導(dǎo)向過渡圓??；3-螺紋導(dǎo)向切削面；4_齒底導(dǎo)向過渡圓弧；5-齒底切削面；6-齒底承載過渡圓??；7_承載切削面；8_齒頂承載過渡圓??；9_齒頂切削面；10-斜面；11_后端面；12_前端面；13_安裝拉桿孔；14_本體底端；15_刀片本體下平面；16-刀片本體上平面；17_單個(gè)螺紋切削齒；α -導(dǎo)向面夾角；β -承載面夾角；Η-螺紋切削齒高度；L1-切削齒脊寬；L2-切削齒槽寬。

【具體實(shí)施方式】
[0022]參見圖1、圖2、圖3以及圖4，本實(shí)用新型提供了一種密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，該密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片包括帶有切削斜面的本體；切削斜面的斜度角b為9?15° ;切削斜面設(shè)置有至少一個(gè)螺紋切削齒；螺紋切削齒包括齒頂導(dǎo)向過渡圓弧、螺紋導(dǎo)向切削面、齒底導(dǎo)向過渡圓弧、齒底切削面、齒底承載過渡圓弧、承載切削面、齒頂承載過渡圓弧以及齒頂切削面；齒頂導(dǎo)向過渡圓弧、螺紋導(dǎo)向切削面、齒底導(dǎo)向過渡圓弧、齒底切削面、齒底承載過渡圓弧、承載切削面、齒頂承載過渡圓弧以及齒頂切削面自右向左依次連接形成螺紋切削齒工作曲面；本體包括首先進(jìn)入工作狀態(tài)的前端面以及與前端面相對(duì)的后端面；齒頂導(dǎo)向過渡圓弧與本體的前端面相連；齒頂切削面與本體的后端面相連。
[0023]螺紋切削齒是多個(gè)時(shí)；相鄰兩個(gè)螺紋切削齒的前一螺紋切削齒的齒頂切削面通過齒頂導(dǎo)向過渡圓弧與后一螺紋切削齒的螺紋導(dǎo)向切削面相連。
[0024]切削斜面還包括設(shè)置在最后一個(gè)螺紋切削齒的齒頂切削面與本體的后端面之間的斜面；最后一個(gè)螺紋切削齒的齒頂切削面通過斜面與本體的后端面相連。
[0025]螺紋導(dǎo)向切削面與前端面的平行面之間構(gòu)成的夾角是螺紋導(dǎo)向面夾角α ;螺紋導(dǎo)向面夾角α的范圍是40°?60° ;承載切削面與前端面的平行面之間構(gòu)成的夾角為螺紋承載面夾角β，螺紋承載面夾角β的范圍是-3°?3°。
[0026]齒底導(dǎo)向過渡圓弧半徑是0.68mm?0.78mm ;齒底承載過渡圓弧的半徑是
0.13mm?0.23mm ;齒頂承載過渡圓弧的半徑是0.18mm?0.28mm ;齒頂導(dǎo)向過渡圓弧的半徑是0.17mm?0.27mm ;切削斜面上的螺紋切削齒的高度H是1.555mm?2.225mm ;切削齒脊寬LI的寬度是2.58mm?2.78mm ;切削齒槽寬L2的寬度是2.40mm?2.53mm。
[0027]斜面的斜率是1:5?1:50。
[0028]螺紋齒底切削面和齒頂切削面相互平行，螺紋齒底切削面和齒頂切削面的斜率皆是 1:12 ?1:18。
[0029]斜面與后端面之間設(shè)置倒角。
[0030]螺紋切削齒的外表面設(shè)置有用于增強(qiáng)耐磨性能的復(fù)合涂層。
[0031]螺紋切削齒的數(shù)量是1-7個(gè)；本體上設(shè)置有垂直于加工前進(jìn)方向以及水平面的安裝拉桿孔。
[0032]實(shí)施例1:
[0033]導(dǎo)向面夾角α為45°，具有對(duì)扣容易上扣導(dǎo)向穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，承載面夾角β的范圍是-3°，提高了上扣后的抗拉能力。齒底導(dǎo)向過渡圓弧4半徑為0.74mm，齒底承載過渡圓弧6的半徑為0.18mm,齒頂承載過渡圓弧8的半徑為0.23mm,齒頂導(dǎo)向過渡圓弧2的半徑為
0.22mm ;圓弧的半徑設(shè)計(jì)保證效地防止加工和上卸扣過程中的應(yīng)力集中，抗粘扣并具有輔助密封作用；螺紋齒高度H為1.8mm，提高了螺紋抗拉強(qiáng)度；齒槽寬L2為2.43mm?2.50mm,保證上扣時(shí)易對(duì)扣不發(fā)生錯(cuò)扣，齒脊寬LI為2.55mm?2.65mm,保證上扣后承載面與導(dǎo)向面有間隙，螺距為每英寸5牙。
[0034]加工此密封內(nèi)螺紋接頭，使用的內(nèi)螺紋加工合金刀片為包括帶有切削斜面的本體1，在本體I上設(shè)置有垂直于加工前進(jìn)方向和水平面的安裝拉桿孔13 ;切削斜面的斜度角b為9° ;切削斜面從左至右有2個(gè)相同的螺紋切削齒17以減輕切削時(shí)單個(gè)切削齒的應(yīng)力延長(zhǎng)刀片壽命，每個(gè)螺紋切削齒17從右至左依次為齒頂導(dǎo)向過渡圓弧2、螺紋導(dǎo)向切削面3、齒底導(dǎo)向過渡圓弧4、齒底切削面5、齒底承載過渡圓弧6、承載切削面7、齒頂承載過渡圓弧
8、齒頂切削面9構(gòu)成，見圖1 ;切削斜面最左邊的一個(gè)齒頂切削面9通過斜面10與本體I的后端面11相連接，切削斜面最右邊的齒頂導(dǎo)向過渡圓弧2與本體I的前端面12相連接，本體I的下部為本體底端14 ；16為刀片本體上平面，15為刀片本體下平面。
[0035]螺紋導(dǎo)向切削面3與前端面12的平行線構(gòu)成的夾角為螺紋導(dǎo)向面夾角α，導(dǎo)向面夾角α的范圍是45° ;承載切削面7與前端面12的平行線構(gòu)成的夾角為螺紋承載面夾角β，承載面夾角β的范圍是-3° ;齒底導(dǎo)向過渡圓弧4半徑為0.74mm，齒底承載過渡圓弧6的半徑為0.18mm,齒頂承載過渡圓弧8的半徑為0.23mm,齒頂導(dǎo)向過渡圓弧2的半徑為0.22mm ;切削斜面上的螺紋切削齒的高度H為1.81mm ;切削齒脊寬LI為2.45mm,切削齒槽寬L2為2.52mm。
[0036]本體I上斜面10的斜率為1:8，螺紋齒底切削面5和齒頂切削面9平行，且斜率皆為1:16，螺紋刀片外表面設(shè)置有復(fù)合涂層以保證刀片不被劃傷損壞。
[0037]用此內(nèi)螺紋刀片加工出來(lái)的中西部油氣田用經(jīng)濟(jì)型密封內(nèi)螺紋接頭經(jīng)檢測(cè)各項(xiàng)參數(shù)均合格，刀片安裝簡(jiǎn)單，單片強(qiáng)度大，使用壽命長(zhǎng)，加工產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，成品率高。
【權(quán)利要求】
1.一種密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，其特征在于:所述密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片包括帶有切削斜面的本體；所述切削斜面的斜度角b為9?15° ;所述切削斜面設(shè)置有至少一個(gè)螺紋切削齒；所述螺紋切削齒包括齒頂導(dǎo)向過渡圓弧、螺紋導(dǎo)向切削面、齒底導(dǎo)向過渡圓弧、齒底切削面、齒底承載過渡圓弧、承載切削面、齒頂承載過渡圓弧以及齒頂切削面；所述齒頂導(dǎo)向過渡圓弧、螺紋導(dǎo)向切削面、齒底導(dǎo)向過渡圓弧、齒底切削面、齒底承載過渡圓弧、承載切削面、齒頂承載過渡圓弧以及齒頂切削面自右向左依次連接形成螺紋切削齒工作曲面；所述本體包括首先進(jìn)入工作狀態(tài)的前端面以及與前端面相對(duì)的后端面；所述齒頂導(dǎo)向過渡圓弧與本體的前端面相連；所述齒頂切削面與本體的后端面相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，其特征在于:所述螺紋切削齒是多個(gè)時(shí)；所述相鄰兩個(gè)螺紋切削齒的前一螺紋切削齒的齒頂切削面通過齒頂導(dǎo)向過渡圓弧與后一螺紋切削齒的螺紋導(dǎo)向切削面相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，其特征在于:所述切削斜面還包括設(shè)置在最后一個(gè)螺紋切削齒的齒頂切削面與本體的后端面之間的斜面；所述最后一個(gè)螺紋切削齒的齒頂切削面通過斜面與本體的后端面相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，其特征在于:所述螺紋導(dǎo)向切削面與前端面的平行面之間構(gòu)成的夾角是螺紋導(dǎo)向面夾角α ;所述螺紋導(dǎo)向面夾角α的范圍是40°?60° ;所述承載切削面與前端面的平行面之間構(gòu)成的夾角為螺紋承載面夾角β，所述螺紋承載面夾角β的范圍是-3°?3°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，其特征在于:所述齒底導(dǎo)向過渡圓弧半徑是0.68mm?0.78mm ;所述齒底承載過渡圓弧的半徑是0.13mm?0.23mm ;所述齒頂承載過渡圓弧的半徑是0.18mm?0.28mm ;所述齒頂導(dǎo)向過渡圓弧的半徑是0.17mm?0.27mm ;所述切削斜面上的螺紋切削齒的高度H是1.555mm?2.225mm ;所述切削齒脊寬LI的寬度是2.58mm?2.78mm ;所述切削齒槽寬L2的寬度是2.40mm?2.53mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，其特征在于:所述斜面的斜率是1:5?1:50。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，其特征在于:所述螺紋齒底切削面和齒頂切削面相互平行，所述螺紋齒底切削面和齒頂切削面的斜率皆是1:12 ?1:18。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，其特征在于:所述斜面與后端面之間設(shè)置倒角。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，其特征在于:所述螺紋切削齒的外表面設(shè)置有用于增強(qiáng)耐磨性能的復(fù)合涂層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的密封螺紋接頭內(nèi)螺紋加工用合金刀片，其特征在于:所述螺紋切削齒的數(shù)量是1-7個(gè)；所述本體上設(shè)置有垂直于加工前進(jìn)方向以及水平面的安裝拉桿孔。
【文檔編號(hào)】B23G5/00GK203992691SQ201420265996
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】劉強(qiáng), 王建東, 宋生印, 李德君, 武剛, 白強(qiáng), 呂能 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院, 西安三環(huán)科技開發(fā)總公司