CN103128380A - 一种石油套管接头螺纹梳刀片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石油套管接头螺纹梳刀片，包括刀体、切削齿部和定位孔，所述刀体为三角形刀体，其侧面上设有工作面，底面上设有定位面；所述定位孔设于刀体上；所述切削齿部设于所述工作面上，且由1个精切齿和4个粗切齿组成；所述精切齿齿顶为圆弧光滑形，并与所述螺纹的牙型相匹配，所述粗切齿齿顶为圆弧-直线齿形，并小于所述螺纹的牙型；所述精切齿和粗切齿的齿底均为圆弧形；所述粗切齿相对于所述精切齿的齿顶差依次增大；所述精切齿的齿顶圆弧的R值为0.432±0.015mm，齿底圆弧的R值为0.488～0.513mm。该石油套管接头螺纹梳刀采用了自由式切削方式，切削阻力小，刀具的使用寿命长，产品精度和生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺纹加工刀具，特别涉及一种石油套管接头螺纹梳刀片。
背景技术
在石油钻采过程中，由于套管在几千米的地下受力复杂，工作条件恶劣，套管接头是套管柱的簿弱环节，泄漏和滑脱常在此部位发生。套管接头决定整个石油套管的抗拉强度，提高抗拉强度应研究石油套管接头螺纹的受力，减少应力集中，使螺纹受力均匀，因此要求螺纹刀具结构合理，各牙之间载荷分布均匀，要求密封性能提高。目前市场上使用的刀具使用结构多为双齿形或者三齿形状，多采用多次走刀完成齿形的加工，加工效率低；而且，目前所使用的刀具的切削方式都是采用非自由切削的结构，每个切削齿都是全牙型切削，切削阻力大，排屑不畅，刀具的使用寿命低。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种切削阻力小、产品精度高、生产效率高的石油套管接头螺纹梳刀片。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种石油套管接头螺纹梳刀片，包括刀体、切削齿部和定位孔，所述刀体为三角形刀体，其侧面上设有工作面，底面上设有定位面；所述定位孔设于刀体上；所述切削齿部设于所述工作面上，所述切削齿部由1个精切齿和4个粗切齿组成；所述精切齿齿顶为圆弧光滑形，并与所述螺纹的牙型相匹配，所述粗切齿齿顶为圆弧-直线齿形，并小于所述螺纹的牙型；所述精切齿和粗切齿的齿底均为圆弧形；所述粗切齿相对于所述精切齿的齿顶差依次增大；所述精切齿的齿顶圆弧弧度R值为0.432±0.015mm，齿底圆弧弧度R值为0.488～0.513mm。
优选的，所述粗切齿相对于所述精切齿的齿顶差依次分别为0.24±0.03mm、0.45±0.03mm、0.78±0.03mm、1.02±0.03mm；齿底差依次分别为0.097+0.02mm-0.005mm、0.29±0.03mm、0.47±0.03mm、0.67±0.03mm。
优选的，所述工作面有两个。
优选的，所述定位孔为圆形通孔，且设于所述刀体中心处。
上述技术方案具有如下有益效果：
1)本发明石油套管接头螺纹梳刀片的切削方式为自由式切削方式，且采用了合理的齿顶差和齿底差，解决了各牙之间的载荷分布不均匀的问题。在切削时，由于粗切齿的齿形小于螺纹牙型，不是全形切削，所以切削时切削阻力小于全形切削的切削力，精切齿虽然是全形切削，但是切削时的切削余量已经很小，切削力较小。
2)本发明石油套管接头螺纹梳刀片采用1个精切齿和4个精切齿的五齿齿形，最多两次就能完成加工，刚性较好的机床一次加工就能完成工件的加工，生产加工效率是现有加工刀具的数倍。
3)本发明提高了齿顶圆弧和齿底圆弧的精度要求，将精切齿齿顶设计为圆弧光滑形，粗切齿齿顶设计为圆弧-直线齿形，精切齿和粗切齿的齿底均设计为圆弧形，并设计了合理的齿顶圆弧和齿底圆弧的弧度，能够提高产品的表面光洁度，且减小切削阻力。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的具体实施方式并配合附图对本专利进行详细说明。
附图说明
图1是本发明石油套管接头螺纹梳刀片的结构示意图。
图2是图1所示石油套管接头螺纹梳刀片的切削齿部的示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明石油套管接头螺纹梳刀片，包括刀体1、切削齿部3和定位孔，所述刀体1为三角形刀体，其侧面上设有工作面2，底面上设有定位面4；所述定位孔5设于刀体1上；所述切削齿部3设于所述工作面2上，所述切削齿部3由1个精切齿31和4个粗切齿32组成；所述精切齿31齿顶为圆弧光滑形，并与所述螺纹的牙型相匹配，所述粗切齿32齿顶为圆弧-直线齿形，并小于所述螺纹的牙型；所述精切齿31和粗切齿32的齿底均为圆弧形；所述粗切齿32相对于所述精切齿31的齿顶差依次增大；所述精切齿31的齿顶圆弧B的弧度R值为0.432±0.015mm，齿底圆弧A的弧度R值为0.488～0.513mm。
该石油套管接头螺纹梳刀片设计了合理的齿顶圆弧和齿底圆弧弧度，提高产品的表面光洁度，且减小了切削阻力。
该石油套管接头螺纹梳刀片采用自由式切削方式，各牙之间载荷分布均匀，在切削时，由于粗切齿32的齿形小于螺纹牙型，不是全形切削，所以切削时切削阻力小于全形切削的切削力。精切齿31为全形切削，使切削截面包含一个完整的螺纹牙型，以保证螺纹齿形的几何精度及表面光洁度。
如图2所示，1个精切齿31与4个粗切齿32沿所述工作面按照高度依次递减的顺序排列。采用五齿齿形，生产加工效率提高。粗切齿32相对于所述精切齿31的齿顶差C依次分别为0.24±0.03mm、0.45±0.03mm、0.78±0.03mm、1.02±0.03mm；齿底差D依次分别为0.097+0.02mm-0.005mm、0.29±0.03mm、0.47±0.03mm、0.67±0.03mm。这样的参数设计使得粗切齿32的齿高逐步接近于精切齿31齿高，切削阻力减小，载荷分布均匀。
在本实施方式中，三角形刀体1的两侧各设置一个工作面2，在一个工作面损坏后，可沿定位孔转动刀体，即可使用另一个工作面。位于刀体1中心处的定位孔5为圆形通孔，用于将刀片安装在刀架上。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (4)
1.一种石油套管接头螺纹梳刀片，包括刀体、切削齿部和定位孔，其特征在于：所述刀体为三角形刀体，其侧面上设有工作面，底面上设有定位面；所述定位孔设于刀体上；所述切削齿部设于所述工作面上，且由1个精切齿和4个粗切齿组成；所述精切齿齿顶为圆弧光滑形，并与所述螺纹的牙型相匹配，所述粗切齿齿顶为圆弧-直线齿形，并小于所述螺纹的牙型；所述精切齿和粗切齿的齿底均为圆弧形；所述粗切齿相对于所述精切齿的齿顶差依次增大；所述精切齿的齿顶圆弧弧度R值为0.432±0.015mm，齿底圆弧弧度R值为0.488～0.513mm。
2.根据权利要求1所述的石油套管接头螺纹梳刀片，其特征在于：所述粗切齿相对于所述精切齿的齿顶差依次分别为0.24±0.03mm、0.45±0.03mm、0.78±0.03mm、1.02±0.03mm；齿底差依次分别为0.097+0.02mm-0.005mm、0.29±0.03mm、0.47±0.03mm、0.67±0.03mm。
3.根据权利要求2所述的石油套管接头螺纹梳刀片，其特征在于：所述工作面有两个。
4.根据权利要求3所述的石油套管接头螺纹梳刀片，其特征在于：所述定位孔为圆形通孔，且设于所述刀体中心处。
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