專利名稱：石油套管大角度梯形縫加工方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明屬于石油鉆采所用套管和其它建筑業所用地下出水管的梯形縫割縫篩管的加工方法及設備。
在現有技術中，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”，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，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定長度且比要求縫寬的開口，與其相適應在開口中鑲入比開口稍小的金屬塊，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成割縫”。該方法操作麻煩，所用時間長，不適合大批量工業化生產要求。
本發明目的是提供一種操作簡單工業化生產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備。
本發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，并沿基面垂直方向遠離基面移動δ1距離，對準套管上割縫位置進行切割預定長度的縫；3、將套管沿自身圓心相對基面轉動α＋β角，刀片沿基面垂直方向相對基面移動δ1＋δ2的距離，并對準原縫口，對套管進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“Δ”形殘留截面管壁，重復上述步驟至全剖割縫完成，其中參數縫的梯形角0°＜α＋β＜40°，δ1、δ2分別為轉角α、β的正弦值與套管外圓半徑之積，0°＜γ＜180°。
本發明方法所用設備包括梯形縫縫廓加工設備，梯形縫縫廓內殘留截面切割設備和梯形縫套管碾壓縮縫設備。
本發明方法和設備具體實施例結構
如下圖1梯形縫縫廓加工設備示意圖。
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縫廓內殘留截面切割設備示意圖。
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備包括機座16，通過復合滾動導軌瓦座9安裝在機座一端上并帶有三爪卡盤8的分度總成，通過執行油缸12和滾輪14安裝在機座上的其上帶有進刀手輪13控制進刀量的一組切削總成10的橫向托板11和縱向托板28，安裝在機座另一端上的帶有三爪卡盤8的滾動導軌浮動瓦座15，和機座外帶有周向導輪1和用油缸3控制升降的軸向導輪2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21及電機驅動的切削頭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由進刀手輪13控制進退刀。
如圖5所示梯形縫縫廓內殘留截面切割設備，包括機座37，安裝在機座上的裝有進刀手輪36的一組切削總成34的托板35，安裝在機座兩端的帶有周向導輪32和壓緊螺栓33以及由油缸30控制升降的軸向導輪31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驅動的切削頭，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和進刀手輪36控制托板35實現進退刀。
如圖9所示梯形縫套管碾壓縮縫設備，包括機座，通過導軌瓦座50安裝在機座上的回轉導軌51，安裝在回轉導軌上的由電機、驅動機構48和萬向傳動軸47控制的主動碾輪43和安裝在回轉導軌上的輔助碾輪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，和安裝在機座上的支架52及其上的兩個支承輪49，其中三個碾輪的軸線與套管軸線之間有一個0°—20°夾角，本例選3°。
本發明方法實施例1、將石油套管29放入圖1所示設備上并用三爪卡盤8實現套管定位及自動對中，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，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針旋轉α角(也可不旋轉)，將刀片沿基面垂直方向同套管轉向移動δ1距離，對準套管上割縫位置進行切割預定長度的縫；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針轉動δ1＋δ2距離，并對準上步中加工的原縫口位置，對套管進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將套管轉到下一個割縫位置，重復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中縫廓加工設備上取下，放到圖5所示殘留截面切割設備上，通過壓緊螺栓33將套管壓緊，將切削總成34轉動γ角，沿上步中縫口兩端切斷縫內“Δ”形殘留截面S的管壁，重復該步驟至全部割縫內殘留截面S切斷完成，其中轉角為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、根據對梯形縫外表面縫寬要求不同，當縫寬要求較窄時，將上步中加工后的梯形縫套管29放到圖9所示碾壓縮縫設備上，通過三個碾輪使梯形縫套管外表面進行冷作縮縫加工處理，使外表面縫寬達到要求，圖中三個碾輪軸線與套管軸線之間有一個0°—20°夾角，本例選3°當夾角θ＞0°時，使套管在作周轉G時，還兼有J向軸向移動，碾輪44、45和兩個支承輪49可作F向雙向調整，以適用不同管子直徑使用。
本發明優點1、梯形縫角度較大可達到40°；2、外表面縫口可達到0.2—0.3mm；3、該方法操作簡單，所用工時少，生產效率高，適合于工業化大批量生產的要求；4該法加工的縫壁光法度達4，套管外表面硬度提高20％，強化深度約1mm；5、該方法實現了用寬刀加工窄縫的目的，節約了大量的刀具投資，使生產成本大大降低。
權利要求
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，并沿基面垂直方向遠離基面移動δ1距離，對準套管上割縫位置進行切割預定長度的縫；③將套管沿自身圓心相對基面轉動α＋β角，刀片沿基面垂直方向相對基面移動δ1＋δ2的距離，并對準原縫口，對套管進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“Δ”形殘留截面管壁，重復上述步驟至全部割縫完成，其中參數縫的梯形角0°＜α＋β＜40°，δ1、δ2分別為轉角α、β的正弦值與套管外圓半徑之積，0°＜γ＜180°。
2.根據權利要求1所述的加工方法，其特征是已經加工完的梯形縫套管其外表面進行冷作縮縫加工處理。
3.一種實現權利要求1或2所述加工方法所使用的設備，其特征是該設備包括梯形縫縫廓加工設備，梯形縫縫廓內殘留截面切割設備和梯形縫套管碾壓縮縫設備。
4.根據權利要求3所述的設備，其特征是梯形縫縫廓加工設備由下列各部分組成，機座，通過復合滾動導軌瓦座安裝在機座一端上并帶有三爪卡盤的分度總成，通過執行油缸和滾輪安裝在機座上的其上帶有進刀手輪控制進刀量的一組切削總成的橫向托板和縱向托板，安裝在機座另一端上的帶有三爪卡盤的滾動導軌浮動瓦座，和機座外帶有周向導輪和用油缸控制升降的軸向導輪的輔助支承，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及電機驅動的切削頭，切削頭末端安裝有薄片形銅基切割刀片。
5.根據權利要求3所述的設備，其特征是梯形縫縫廓內殘留截面切割設備包括機座，安裝在機座上的裝有進刀手輪控制進刀量的一組切削總成的托板，安裝在機座兩端的帶有周向導輪和壓緊螺栓以及由油缸控制其升降的軸向導輪的支承總成，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驅動的切削頭，切削頭末端安裝有薄片形銅基切割刀片。
6.根據權利要求3所述的設備，其特征是梯形縫套管碾壓縮縫設備包括機座，通過導軌瓦座安裝在機座上的回轉導軌，安裝在回轉導軌上的由電機、驅動機構和萬向傳動軸控制的主動碾輪和安裝在回轉導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，和安裝在機座上的支架及其上的兩個支承輪，其中三個碾輪的軸線與套管軸線之間有一個0°-20°夾角。
全文摘要
本發明屬于石油鉆采所用鋼管和其它建筑業所用地下出水管的梯形縫割縫防砂篩管的加工方法及設備。解決現有方法中存在的梯形縫角度小、效率低、成本高等缺點。本方法包括梯形縫角度縫廓的切割、縫內殘留截面的切斷和管外表面縮縫加工。其設備包括梯形縫切割機，縫端切斷機和碾壓縮縫機。本方法開出的梯形縫角度可達到40°、縫口為0.2-0.3mm，縫壁光法度為▽4。因該方法效率較高，很適合工業化批量的生產。
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 優先權日1994年7月22日
發明者李慶輝 申請人:李慶輝