[發(fā)明專利]用數(shù)控車床修理鉆桿接頭的方法及其檢測工具

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810046385.X
• 申請日: 2008-10-24
• 公開（公告）號: CN101391363A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林元華;周杰;張林;龔建文;盧強(qiáng);周平
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: B23P6/00
• 分類號: B23P6/00;B23B1/00;G01B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油天然氣鉆桿接頭的修理方法?

背景技術(shù)

在石油、天然氣鉆井過程中，鉆柱工作情況非常惡劣，鉆柱聯(lián)接接頭是其最薄弱的環(huán)節(jié)。在鉆井過程中，鉆柱接頭的聯(lián)接螺紋最容易受到破壞，使鉆桿失效。對于傳統(tǒng)的API標(biāo)準(zhǔn)鉆桿接頭的修理，國內(nèi)普遍采用普通車床進(jìn)行手動修理。隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，深井、超深井和強(qiáng)化鉆井對鉆桿接頭的性能提出了更高的要求，通常使用的常規(guī)API標(biāo)準(zhǔn)的單臺肩鉆桿接頭已無法滿足復(fù)雜地層條件下鉆井的需要，非API標(biāo)準(zhǔn)的雙臺肩鉆桿接頭因其優(yōu)良的密封性能和抗扭性能得到越來越多的應(yīng)用。但雙臺肩鉆桿對其接頭的長度公差要求嚴(yán)格，使用普通車床修復(fù)很難達(dá)到要求且效率低下，因此必須依靠精確度和自動化程度更高的數(shù)控車床進(jìn)行修理。普通車床在修扣時將螺紋車刀對入螺紋部分，由絲桿帶動刀架進(jìn)給，在原螺紋的基礎(chǔ)上加深，完成修理工作。數(shù)控車床不是像普通車床那樣由工人操作移動刀架對刀保證螺紋加工過程不亂扣，而是依靠光電編碼器發(fā)出零點信號保證每次進(jìn)刀都從工件螺紋螺旋線的起點切入，以保證加工螺紋時不亂扣。因此必須找到一種在數(shù)控車床上修理螺紋時使刀具每次都從工件螺紋螺旋線起點切入的方法。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種用數(shù)控車床修理雙臺肩鉆桿接頭的方法，此方法也同樣適用于普通API標(biāo)準(zhǔn)鉆桿接頭。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：第一次修理鉆桿接頭時，將鉆桿接頭部位的螺紋全部車掉，從接頭端面截去一長度，該長度根據(jù)螺紋錐度比和螺牙高確定；在端面處對刀，運(yùn)行數(shù)控程序，加工出鉆桿接頭的螺紋及各表面；通過螺紋起牙點和鉆桿軸線所確定的平面在數(shù)控車床卡盤4上做標(biāo)記3和鉆桿接頭上做標(biāo)記2。當(dāng)鉆桿使用一段時間后需要再次修理時，只需將鉆桿標(biāo)記2和卡盤標(biāo)記3對齊，就可以保證螺紋加工過程不亂扣。然后根據(jù)損壞程將鉆桿接頭端部截去一長度(截掉的長度為螺距的整數(shù)倍)；在鉆桿接頭的端面對刀，設(shè)定工件坐標(biāo)系，運(yùn)行數(shù)控程序，就可完成鉆桿接頭的再次修理工作。?

為保證裝夾時鉆桿標(biāo)記2與卡盤標(biāo)記3精確對齊，特設(shè)計一檢測工具。該工具包括包括兩塊磁鐵5，連接桿6，水平桿8，定位桿10，連接滑塊7，水平滑塊9，定位滑塊11，鐵片12，兩塊磁鐵5位于連接桿6的兩端，連接滑塊7可在連接桿6上滑動，水平桿8與連接滑塊7聯(lián)接，水平桿8上有水平滑塊9，水平滑塊9可在水平桿8上滑動，定位桿10與水平滑塊9聯(lián)接，定位桿10上有定位滑塊11，定位滑塊11可在定位桿10上滑動，定位滑塊11與鐵片12聯(lián)接。本發(fā)明的優(yōu)點是：①加工精度高，可充分滿足鉆桿接頭的長度公差要求，可重復(fù)性好，能大大提高修扣效率，減輕工人的勞動強(qiáng)度；②不需要對現(xiàn)有數(shù)控車床進(jìn)行改進(jìn)，能夠充分利用現(xiàn)有的數(shù)控車床進(jìn)行數(shù)控修扣。?

圖1為鉆桿上所做鉆桿標(biāo)記2的示意圖；?

附圖說明

圖2為在卡盤4上做卡盤標(biāo)記3的示意圖；?

圖3為檢測工具的主視圖；?

圖4為檢測工具的俯視圖；?

圖5為檢測工具在卡盤上安裝的示意圖?

在第一次修理使用過的鉆桿時，在數(shù)控車床上將螺紋部分全部車掉，從端面處截去一長度，該長度由螺紋錐度比和螺牙高確定(該長度的確定方法為：螺紋錐度乘以2倍的螺牙高度)，在端面處對刀，運(yùn)行數(shù)控程序加工出鉆桿接頭的螺紋及各表面。然后如圖1所示，完成加工后在鉆桿上做出鉆桿標(biāo)記2，在卡盤4上做出卡盤標(biāo)記3，鉆桿標(biāo)記2和卡盤標(biāo)記3在螺紋起點1與鉆桿軸線組成的平面H內(nèi)。當(dāng)鉆桿在使用過后需要再次修理的時候，將鉆桿標(biāo)記2與卡盤標(biāo)記3對齊，然后根據(jù)接頭的損傷程度確定鉆桿接頭需要切除的長度(切除長度為螺距的整數(shù)倍)，在鉆桿接頭的端面對刀，建立工件坐標(biāo)系，運(yùn)行加工程序完成接頭的再次修復(fù)工作。?

具體實施方式

為保證裝夾時鉆桿標(biāo)記2與卡盤標(biāo)記3精確對齊，特設(shè)計一檢測工具。該工具包括兩塊磁鐵5，連接桿6，水平桿8，定位桿10，連接滑塊7，水平滑塊9，定位滑塊11，鐵片12。兩塊磁鐵5位于連接桿6的兩端，連接滑塊7可在連接桿6上滑動。水平桿8與連接滑塊7聯(lián)接，水平桿8上有水平滑塊9，水平滑塊9可在水平桿8上滑動。定位桿10與水平滑塊9聯(lián)接，定位桿10上有定位滑塊11，定位滑塊11可在定位桿10上滑動，定位滑塊11與鐵片12聯(lián)接。將鉆桿放入車床內(nèi)，不夾緊。將工具置于卡盤4上，讓卡盤標(biāo)記3在位于兩塊磁鐵5的中間。工具靠磁鐵5吸附在卡盤上，移動連接滑?塊7和水平滑塊9讓鐵片12靠近卡盤的端面與卡盤標(biāo)記3重合，點動卡盤，移動水平滑塊9和定位滑塊11，讓鐵片12靠近工件的端面與鉆桿標(biāo)記2重合。這樣就能完成鉆桿在車床上的定位，保證鉆桿標(biāo)記2、卡盤標(biāo)記3在同一平面內(nèi)。?