專利名稱:鋼管接頭(尤其是石油工業(yè)中應(yīng)用的鋼管接頭)的加工方法及其裝置的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于一種鋼管接頭部分尤其是用于石油工業(yè)中那種鋼管接頭部分的加工方法以及實(shí)施這種方法的裝置。這種鋼管接頭包括至少一處螺紋、一個(gè)截錐面和至少一個(gè)螺旋止擋。
在石油工業(yè)中經(jīng)常使用這樣一類鋼管接頭，其中管件是借助于內(nèi)、外錐形螺紋組裝在一起的，并且至少有一對(duì)止擋，它們?cè)O(shè)在內(nèi)、外螺紋接頭上，以確保防止螺紋擰得太緊。
同樣已知一些接頭，其中用錐形螺紋將鋼管連在一起，以及外螺紋端頭將頂?shù)轿挥趦?nèi)螺紋件內(nèi)部的臺(tái)肩上。
也存在一些這種類型的接頭，其中在外螺紋件上有一螺紋止擋臺(tái)肩，在擰緊時(shí)，內(nèi)螺紋件的端頭將頂住該臺(tái)肩。
根據(jù)目前已知的加工工藝，其加工公差一方面很難使螺紋止擋相對(duì)于錐形螺紋精確定位，另一方面也很難使其本身之間精確定位。
這樣實(shí)際上將會(huì)出現(xiàn)，在一批認(rèn)為是同樣的管接頭另件中，某一些內(nèi)、外螺紋件組在螺紋處將產(chǎn)生較大的箍緊力，而另一些管件組只產(chǎn)生較小的箍緊力。
其結(jié)果是很難確定管接頭的最佳擰緊力矩區(qū)，在該力矩區(qū)內(nèi)一方面可獲得較佳的接頭密封性，另一方面可避免止擋面的損壞。
對(duì)于有幾組螺旋止擋的管接頭，要獲得足夠小的加工公差，以便使每一組止擋在接頭的最終擰緊力矩中承擔(dān)其該承擔(dān)的那部分?jǐn)Q緊力矩，則更為困難。實(shí)際上，到目前為止，在實(shí)踐中都盡量避免同時(shí)使用幾組螺旋止擋。一般只有一組主要的螺旋止擋，如果再有一組止擋的話，則只是在接頭出現(xiàn)過分?jǐn)Q緊的情況下才附加地起安全保護(hù)作用。而且這種安全保護(hù)作用是不完善的，它不一定能阻止在第一組止擋上出現(xiàn)塑形變形。
按照本發(fā)明的加工工藝可確保螺旋止擋一方面相對(duì)于截錐形螺紋精確定位，另一方面在其本身之間進(jìn)行精確定位。
本發(fā)明的目的是提供一種主要用于石油工業(yè)的鋼管接頭部分的加工方法。這種接頭部分包括一個(gè)截錐形面，至少一個(gè)螺旋止擋，這種加工方法的特征是首先對(duì)接頭部分上的截錐形面進(jìn)行精加工，而對(duì)該接頭的螺旋止擋進(jìn)行預(yù)加工。在上述錐面上裝一個(gè)有同樣錐度的錐面的擋環(huán)，此擋環(huán)可相對(duì)于裝有加工一個(gè)或幾個(gè)螺旋止擋的一個(gè)或幾個(gè)工具的芯軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)。使管接頭件相對(duì)于上述芯軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再使裝有刀具的芯軸與已旋轉(zhuǎn)的接頭之間作相對(duì)的軸向移動(dòng)，就可對(duì)接頭管件的一個(gè)或幾個(gè)螺旋止擋進(jìn)行最終機(jī)械加工，直至裝在上述錐面上的錐形擋環(huán)限位部分阻止裝有刀具的芯軸相對(duì)于被加工管件作進(jìn)一步的軸向移動(dòng)時(shí)為止。
可以看出，借助這種工藝，可在距離螺紋相當(dāng)精確的位置處，停止對(duì)螺紋止擋的最終加工，(即確定螺旋止擋的位置)，這就可以確保，當(dāng)接頭擰緊至與螺旋止擋接觸時(shí)，在內(nèi)、外螺紋件螺紋處的箍緊力幾乎是相等的。
還應(yīng)指出當(dāng)在同一接頭上存在幾個(gè)螺旋止擋時(shí)，由于這些止擋是借助于固定在同一芯軸上的刀具同時(shí)進(jìn)行加工的，因此止擋的距離是預(yù)先確定好的。
本發(fā)明的目的同樣也包括提供一種實(shí)施上述工藝的裝置。該裝置的特征是它包括一個(gè)使得待加工接頭旋轉(zhuǎn)的卡爪，一個(gè)裝有刀具的芯軸，刀具用來對(duì)接頭的一個(gè)或幾個(gè)螺旋止擋表面進(jìn)行最終加工。此芯軸還包括一個(gè)有錐形支承面的擋環(huán)，其錐度與接頭螺紋的錐度相同。上述擋環(huán)可以圍繞其軸線和相對(duì)于裝有刀具的芯軸旋轉(zhuǎn)，并可相對(duì)于該芯軸作軸向移動(dòng)。該擋環(huán)最好能靈活地從刀具的芯軸沿待加工接頭方向退出。分別與上述擋環(huán)和上述裝刀具的芯軸連在一起的擋塊，在進(jìn)行管件接頭的一個(gè)或幾個(gè)螺旋止擋表面的最終加工時(shí)，能阻止裝有刀具的芯軸向前移動(dòng)。
本發(fā)明可適用于這樣一些接頭的加工，其接頭的螺紋和一個(gè)或幾個(gè)止擋是在管道端頭經(jīng)鐓粗或鍛造后的管壁厚度上得到的。
本發(fā)明也適應(yīng)于一些組合接頭，其中止擋可通過連在一起的零件〔例如螺紋接套和(或)緊配合套筒〕來實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的一種較好的實(shí)施方案中，事先在接頭上加工的錐形面是由構(gòu)成接頭錐形螺紋的齒頂面組成的，或者由構(gòu)成總體上是園柱螺紋的錐形面的某些齒頂面(尤其是在端頭)組成。
由此，螺旋止擋可以相對(duì)于螺紋精確地定位。
在本發(fā)明的另一種實(shí)施方案中，可以利用一個(gè)錐形擋環(huán)，它不裝在螺紋上，而是裝在一個(gè)錐形密封面上，該錐形密封面是在所需的接頭上預(yù)先加工確定好了的。
這樣，也可以獲得止擋相對(duì)于錐形密封面的精確定位。
尤其是在園柱螺紋情況下，可采用這種實(shí)施方案，特別是在園柱螺紋呈階梯狀，并由錐形密封面將其隔開時(shí)。
為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將通過圖示，無保留地?cái)⑹霰景l(fā)明的一些實(shí)施方案，這些實(shí)施方案見附圖。
在圖中-圖1示出本發(fā)明的一種裝置的局部剖視示意圖。該裝置用來加工在其端頭只有一個(gè)止擋的接頭外螺紋件。
-圖2示出本發(fā)明的一種裝置的局部剖視示意圖。該裝置用來在含有內(nèi)錐形螺紋的接頭上同時(shí)加工出兩個(gè)止擋。
在圖1的局部剖視圖中示出了外螺紋接頭〔1〕的端頭，其上已經(jīng)精確地加工了外錐形螺紋〔2〕。
裝有刀具的芯軸〔3〕有一卡盤〔4〕，其上固定一刀具〔5〕，刀具〔5〕的形狀與預(yù)定在外螺紋接頭〔1〕端頭得到的形狀一致，該端頭已經(jīng)過預(yù)先的粗加工，現(xiàn)在應(yīng)進(jìn)行精加工。
在卡盤〔4〕上固定著一園柱套筒〔4a〕，其位置是事先確定好的。上述固定是通過螺紋〔6〕來實(shí)現(xiàn)的。而一部分卡盤〔4〕則套配在套筒〔4a〕的園孔〔7〕中。
作為擋塊的緊固環(huán)〔8〕擰入套筒〔4a〕的螺紋〔6〕中，以便使套筒〔4a〕能對(duì)于卡盤〔4〕進(jìn)行調(diào)節(jié)并固定在一個(gè)預(yù)先確定好的位置上。
套筒〔4a〕有一內(nèi)部止擋〔9〕，在加工時(shí)該止擋用來限制刀具〔5〕的前進(jìn)(下面將詳細(xì)說明)。
套筒〔4a〕在其止擋〔9〕的前面，有一園孔〔10〕，在該園孔內(nèi)部裝有一擋環(huán)〔11〕，在擋環(huán)〔11〕的外周面及后面設(shè)有一抗磨擦復(fù)蓋層〔12〕;擋環(huán)〔11〕可圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)。由卡板〔14〕支撐的止擋〔13〕防止擋環(huán)〔11〕脫出套筒〔4a)外。
借助于緊固環(huán)〔8〕，可相對(duì)于卡盤〔4〕將套筒〔4a〕固定在某一位置上，使得當(dāng)擋環(huán)〔11〕剛剛頂著套筒〔4a〕的限止前進(jìn)的止擋〔9〕時(shí)，接頭〔1〕的端頭剛好精確定在所希望的相對(duì)于螺紋〔2〕的位置上進(jìn)行加工。
擋環(huán)〔11〕的內(nèi)表面〔15〕為錐形，其錐度與螺紋〔2〕的相同，這樣在進(jìn)行加工時(shí)截錐面〔15〕將貼在螺紋〔2〕和齒頂上。
根據(jù)本發(fā)明，最好有一個(gè)彈性件(未示出)經(jīng)常沿刀具〔5〕的反方向推開擋環(huán)〔11〕。
在另一種實(shí)施方案中，擋環(huán)〔11〕的錐面〔15〕可以支承在螺〔2〕的齒頂面的錐形部分上，這些齒頂面將位于鋼管〔1〕端頭的鄰近處。因而螺紋〔2〕可以是圓柱形的，但在螺紋端頭有一段被截去的頂面。
圖2示出本發(fā)明的另一種裝置的局部剖面示意圖，這種裝置可對(duì)具有內(nèi)螺紋〔2a〕的接頭〔1a〕上的止擋〔17〕和〔18〕的表面進(jìn)行最終加工。
轉(zhuǎn)動(dòng)卡爪〔16〕沿裝有刀具的芯軸〔3〕的軸線的方向?qū)?nèi)螺紋〔1a〕固定支撐住。裝有刀具的芯軸〔3〕有一圓柱部分〔10〕，具有抗磨擦復(fù)蓋層〔12〕的擋環(huán)〔11〕在該園柱部分上滑動(dòng)，擋環(huán)〔11〕的外表面呈截錐形，其錐度等于內(nèi)螺紋件螺紋〔2a〕的錐度。裝有刀具〔5〕的卡盤〔4〕通過園形支承面〔7〕和螺紋〔6〕安裝在裝有刀具的芯軸〔3〕上，而鎖緊螺母〔8〕確保使卡盤〔4〕固定在某一位置上，該位置使內(nèi)螺紋件止擋〔17〕和〔18〕表面之間的距離為所希望得到的距離，這些止擋〔17〕和〔18〕表面通過工具〔5〕和〔5a〕精確地進(jìn)行加工。
如同以前在圖1中所述的那樣，最好有一個(gè)彈性件(未示出)沿刀具〔5〕的方向?qū)⒒瑒?dòng)擋環(huán)〔11〕推開。
當(dāng)裝有刀具的芯軸朝待加工的螺旋止擋支承面移動(dòng)時(shí)，擋環(huán)〔11〕的外表面就支承在已加工的螺紋〔2a〕的齒頂面上。
刀具〔5〕和〔5a〕向左移動(dòng)，對(duì)止擋〔17〕和〔18〕進(jìn)行加工，而且，可用刀具〔5〕對(duì)位于止擋〔18〕鄰近的密封面進(jìn)行加工，這里顯然是指精加工，因?yàn)轭A(yù)先已進(jìn)行了初步加工。
如上所述，擋環(huán)〔11〕相對(duì)于裝有刀具的芯軸〔3〕旋轉(zhuǎn)，芯軸〔3〕向左移動(dòng)，以確保對(duì)止擋〔17〕和〔18〕進(jìn)行精加工，當(dāng)卡盤〔4〕的止擋〔9〕頂著擋環(huán)〔11〕相應(yīng)的面上時(shí)，這種加工就自動(dòng)地停止在所需的位置上。
在上述實(shí)施方案中，止擋加工向前運(yùn)動(dòng)的限制是通過擋環(huán)〔11〕和與芯軸〔3〕成一體的止擋〔9〕之間的實(shí)體接觸來保證的。
顯然，這種向前運(yùn)動(dòng)的限制可用任何其它適當(dāng)?shù)姆绞絹磉_(dá)到，例如可考慮一機(jī)械擋塊，最初它由一彈簧來定位，加工時(shí)該彈簧處于壓縮狀態(tài)，一個(gè)帶滾珠軸承(或滾針軸承，滾柱軸承)的擋塊放在機(jī)械擋塊和擋環(huán)之間。最好考慮一個(gè)帶有電觸頭的，可調(diào)節(jié)的擋塊，并將它調(diào)節(jié)到位于機(jī)械擋塊前幾十個(gè)微米處。在加工過程中可以利用電觸頭的接觸來停止整個(gè)裝置向前進(jìn)，而不停止接頭管件的旋轉(zhuǎn)。
可以看出，根據(jù)本發(fā)明，有可能用簡(jiǎn)單的方式來對(duì)螺旋止擋進(jìn)行加工，使得這些止擋既能相對(duì)于錐形螺紋精確地定位，又能在其本身之間精確地定位。
根據(jù)本發(fā)明，還可加工出加工公差很小的接頭，這就可以較容易地確定最佳擰緊力矩區(qū)，并使該擰緊力距區(qū)更為擴(kuò)大，這就很便于在工地上擰緊接頭。
最后，很明顯，裝有刀具的芯軸，錐形擋環(huán)和管件的運(yùn)動(dòng)均為相對(duì)運(yùn)動(dòng)，哪些是轉(zhuǎn)動(dòng)件，哪些是固定件均是可以轉(zhuǎn)換的，且這均不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種加工鋼管接頭特別是用在石油工業(yè)中那種鋼管接頭的方法，該接頭包括一個(gè)錐形面(2，2a)和至少一個(gè)螺旋止擋(17、18)。該加工方法特征是首先對(duì)接頭(1，1a)上的錐面(2，2a)進(jìn)行精加工，而對(duì)該接頭的螺旋止擋(17；18)進(jìn)行預(yù)加工；在上述錐面(2，2a)上裝有一個(gè)擋環(huán)[11]，其錐面的錐度與上述錐面(2，2a)的相同，并使得該擋環(huán)(11)能相對(duì)于芯軸(3)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)，該芯軸[3]裝有加工一個(gè)或幾個(gè)螺旋止擋(17、18)的1個(gè)或幾個(gè)刀具(5，5a)；同時(shí)，使接頭(1，1a)相對(duì)于上述芯軸(3)旋轉(zhuǎn)，再使裝有刀具的芯軸(3)與接頭做相對(duì)的軸向移動(dòng)，就可以對(duì)接頭的一個(gè)或幾個(gè)螺旋止擋進(jìn)行最終機(jī)械加工，直至裝在上述錐面(2，2a)上的錐形擋環(huán)(11)阻止裝有刀具的芯軸相對(duì)于被加工接頭作進(jìn)一步的軸向移動(dòng)時(shí)為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1，該加工方法的特征是錐面(2，2a)由錐形螺紋的齒頂面組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1，該加工方法的特征是錐面(2，2a)是由一部分園柱螺紋被截成錐形的齒頂面組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1，該加工方法特征是錐面(2，2a)是由錐形密封面組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1，該加工方法的特征是錐形密封面位于園柱形螺紋附近，或在臺(tái)階形園柱螺紋之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1至5，實(shí)施上述加工方法的裝置的特征是它包括可使得待加工接頭旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)卡爪(16)，一個(gè)裝有對(duì)接頭的一個(gè)或幾個(gè)螺旋止擋(17、18)表面進(jìn)行最終加工的刀具(5，5a)的芯軸(3)，上述裝有刀具的芯軸(3)也包括一個(gè)有錐形支承面的擋環(huán)(11)，其錐度與已在接頭(1，1a)上預(yù)先加工的錐面(2，2a)錐度相同。上述擋環(huán)(11)可以圍繞其軸線和相對(duì)于裝有刀具的芯軸旋轉(zhuǎn)并相對(duì)于該芯軸做軸向滑動(dòng)，相應(yīng)地與上述錐形擋環(huán)和上述裝刀具的芯軸連在一起的一對(duì)擋塊，在對(duì)接頭的一個(gè)或幾個(gè)螺旋止擋(17、18)表面進(jìn)行最終加工時(shí)，能阻止裝有刀具的芯軸向前移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6，該裝置的特征是具有錐形支承面的擋環(huán)(11)可通過一彈性件而沿待加工接頭的螺紋方向退去。
專利摘要
一種鋼管接頭的加工方法。鋼管接頭包括一錐面和至少一個(gè)螺旋止擋。首先對(duì)接頭(1)上的錐面(2)進(jìn)行精加工，而對(duì)該接頭的螺旋止擋進(jìn)行預(yù)加工。在上述錐面(2)上裝一個(gè)有同樣錐度的錐面的擋環(huán)(11)，該擋環(huán)(11)能相對(duì)于裝有加工螺旋止擋的刀具(5)的芯軸(3)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和作軸向移動(dòng)。接頭(1)相對(duì)于上述芯軸(3)旋轉(zhuǎn)，并能與芯軸(3)作相對(duì)的軸向移動(dòng)。這樣就可對(duì)接頭螺旋止擋進(jìn)行精加工，直至裝在上述錐面(2)上的錐形擋環(huán)(11)阻止裝有刀具的芯軸相對(duì)于被加工接頭作進(jìn)一步的軸向移動(dòng)時(shí)為止。
文檔編號(hào)B23G1/52GK85105405SQ85105405
公開日1987年1月14日 申請(qǐng)日期1985年7月15日
發(fā)明者伯納德·普拉奎因, 路易斯·福拉丁 申請(qǐng)人:瓦勞里克導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan