FR2548931A1 - APPARATUS AND METHOD FOR EXTRUDING A LONGITUDINAL CHANNEL METAL TUBE - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL ET UN PROCEDE POUR L'EXTRUSION DE TUBES PRESENTANT UN CANAL LONGITUDINAL DESAXE, A PARTIR DE LOPINS TRAVERSES PAR DES ALESAGES DESAXES. L'APPAREIL COMPORTE UNE FILIERE 30 DESTINEE A DETERMINER LA FORME EXTERIEURE DU TUBE A PRODUIRE ET UN MANDRIN 71 DESTINE A DETERMINER LA FORME DU CANAL 72 DE CE TUBE. LA FILIERE ET LE MANDRIN SONT DESAXES AFIN QUE LA MATIERE S'ECOULANT A TRAVERS LA FILIERE NE REPOUSSE PAS LE MANDRIN VERS UN COTE, CE QUI ENTRAINERAIT UN POSITIONNEMENT INCORRECT DU CANAL DANS LE TUBE. DOMAINE D'APPLICATION : PRODUCTION DE TUBES DESTINES NOTAMMENT AU FORAGE DE PUITS DE PETROLE ET DE GAZ, PAR EXEMPLE DES MANDRINS A POCHES LATERALES, ETC.THE INVENTION CONCERNS AN APPARATUS AND A PROCESS FOR THE EXTRUSION OF TUBES PRESENTING A DISAXED LONGITUDINAL CHANNEL, FROM SLEEVES CROSSED BY OFFAXED BORES. THE APPARATUS INCLUDES A DIE 30 INTENDED TO DETERMINE THE OUTER SHAPE OF THE TUBE TO BE PRODUCED AND A CHUCK 71 INTENDED TO DETERMINE THE SHAPE OF THE CHANNEL 72 OF THIS TUBE. THE DIE AND CHUCK ARE OFF-AXIS SO THAT MATERIAL FLOWING THROUGH THE DIE DOES NOT PUSH THE CHUCK BACK TO A SIDE, WHICH WILL CAUSE INCORRECT POSITIONING OF THE CHANNEL IN THE TUBE. FIELD OF APPLICATION: PRODUCTION OF TUBES INTENDED IN PARTICULAR FOR BORING OIL AND GAS WELLS, FOR EXAMPLE CHUCKS WITH SIDE POCKETS, ETC.

Description

L'invention concerne le travail du métal, etThe invention relates to the work of metal, and

plus particulièrement un appareil et un procédé pour l'extrusion du métal afin de former des éléments tubulaires.  more particularly an apparatus and a method for extruding the metal to form tubular elements.

Des tubes métalliques sont réalisés par extrusion depuis de nombreuses années Pour la plupart, il s'agit de tubes à section régulière, tels que des tubes classiques dont les surfaces intérieure et extérieure sont concentriques L'extrusion de tubes de ce type ne pose pas de gros probllnes. ri est apparu la nécessité d'extruder des tubes dont l'alésage est désaxi par rapport à la surface extérieure La paroi extérieure d'un tel tube peut être circulaire ou nori, sensiblement ovale ou de toute autre forme souhaitée, par exemple, l'alésage etant suffisamment 15 désaxé pour que la partie la plus épaisse de la paroi puisse être au moins trois fois plus épaisse que la  Metallic tubes have been made by extrusion for many years. For the most part, these are regular section tubes, such as conventional tubes with concentric inner and outer surfaces. The extrusion of tubes of this type does not pose any problem. big problems. It has been found necessary to extrude tubes whose bore is de-axial with respect to the outer surface. The outer wall of such a tube may be circular or nori, substantially oval or any other desired shape, for example, the bore being sufficiently off-center so that the thickest part of the wall can be at least three times thicker than the

partie la plus mince.the thinnest part.

il est souhaitable que l'alésage de la pièce extrudée soit réalisé aux dimensions finales lors de l'opération d'extrusion afin d'éviter l'usinage ultérieur  it is desirable that the bore of the extruded part is made to the final dimensions during the extrusion operation in order to avoid subsequent machining

de cet alésage.of this bore.

Lors de l'extrusion ou filage de tubes, une filière présentant une ouverture de dimension et de forme convenables forme la paroi extérieure du tube, tandis qu'un man25 drin de dimension et de forme convenables, dont une partie extrême pénètre dans l'ouverture de la filière ou passe à travers cette ouverture, forme l'alésage ou le canal du tube. En général, le mandrin ou aiguille passe à tra30 vers l'ouverture de la filière et forme avec celle-ci un espace annulaire dans lequel la matière est extrudée ou filée pour produire le tube Des tubes de section uniforme, par exemple en cylindre creux, sont aisément extrudés et ne présentent pas de problèmes, car un lopin rond, pré35 sentant un alésage rond, est extrudé à travers un espace annulaire rond formé entre une filière ronde et un mandrin rond Lorsque le lopin, l'ouverture de la filière et le mandrin sont concentriques, la matière pouvant être extrudée s'écoule vers l'intérieur et à travers l'ouverture de la filière, lors de l'extrusion, autour du mandrin, de façon uniforme, et elle ne tend pas à pousser le mandrin vers un côté De façon idéale, l'écoulement de la matière à extruder est presque aussi axial ou linéaire que possible, présente une distribution uniforme de vitesses dans le flux de matière en écoulement et, dans le même temps, engendre une pression uniforme agissant sur la partie du 10 mandrin qui est disposée à proximité et à l'intérieur de  When extruding or spinning tubes, a die having an opening of suitable size and shape forms the outer wall of the tube, while a mangin of suitable size and shape, one end portion of which penetrates the opening of the die or passes through this opening, forms the bore or channel of the tube. In general, the mandrel or needle passes through the opening of the die and forms with it an annular space in which the material is extruded or spun to produce the tube Tubes of uniform section, for example hollow cylinder, are easily extruded and do not present problems, since a round billet having a round bore is extruded through a round annular space formed between a round die and a round mandrel When the billet, die opening and the mandrel are concentric, the extrudable material flows inwardly and through the die opening during extrusion around the mandrel in a uniform manner and does not tend to urge the mandrel towards the mandrel Ideally, the flow of the material to be extruded is almost as axial or linear as possible, has a uniform velocity distribution in the flow of flow material, and at the same time a uniform pressure acting on the part of the mandrel which is disposed near and within the

l'ouverture de la filière.the opening of the die.

On voit aisément que, si les forces dues à cette pression autour du mandrin ne sont pas sensiblement égales, le mandrin peut être désaxé à force et le tube extrudé présente alors une paroi qui est trop épaisse sur un côté de l'alésage et trop mince sur le côté opposé Ce problème devient plus concret lorsque l'on considère le fait que le mandrin est habituellement long et effilé et qu'il peut donc être plus aisément écarté de la position exacte Il 20 doit être suffisamment long pour s'étendre à la fois dans  It is readily seen that, if the forces due to this pressure around the mandrel are not substantially equal, the mandrel can be force-biased and the extruded tube then has a wall which is too thick on one side of the bore and too thin On the opposite side This problem becomes more concrete when one considers that the mandrel is usually long and tapered and can therefore be more easily moved away from the exact position. It must be long enough to extend to the times in

l'alésage du lopin et à travers l'ouverture de la filière.  the bore of the billet and through the opening of the die.

Dans les cas décrits ci-après, le lopin présente une longueur d'environ 91 cm pour un diamètre d'environ 28 cm, et le mandrin présente un diamètre d'environ 5 cm pour 25 une longueur d'environ 107 cm.  In the cases described hereinafter, the slug has a length of about 91 cm for a diameter of about 28 cm, and the mandrel has a diameter of about 5 cm for a length of about 107 cm.

Le problème posé par le déplacement ou la déviation du mandrin vers un côté, pendant l'opération d'extrusion ou de filage, est notablement compliqué lorsque la matière pouvant être extrudée est plus robuste, plus dure 30 et/ou plus résistante à l'écoulement De telles matières exigent l'application de forces beaucoup plus grandes pour être filées à travers une filière, toutes autres choses  The problem of moving or deflecting the mandrel to one side during the extrusion or spinning operation is noticeably complicated when the extrudable material is stronger, harder and / or more resistant to extrusion. Such materials require the application of much larger forces to be spun through a die, all other things

par ailleurs égales.otherwise equal.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 333 527 35 décrit une structure tubulaire dont une partie peut être extrudée sous la forme d'un tube présentant un canal  U.S. Patent No. 4,333,527 describes a tubular structure of which a portion may be extruded into a tube having a channel

longitudinal désaxé.distorted longitudinal.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 416 330 décrit une structure similaire dont une partie peut être  U.S. Patent No. 4,416,330 discloses a similar structure of which a portion may be

extrudée sous la forme d'un tube irrégulier.  extruded in the form of an irregular tube.

La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 06/503 728 déposée le 13 juin 1983 par Olen R Long sous le titre "APPARATUS AND METHODS FOR EXTRUDING IRREGULAR TUBES", décrit l'extrusion ou le filage de tubes irréguliers convenant à une utilisation dans la fabrication de mandrins à poches latérales tels que ceux illustrés 10 et décrits dans le brevet n 4 416 330 précité Le tube irrégulier décrit dans la demande précitée comporte une paroi dont l'épaisseur varie autour de l'alésage qui est également irrégulier Cependant, la variation d'épaisseur de la paroi autour de l'alésage, bien que posant des pro15 blèmes, a pu être obtenue par extrusion à l'aide d'une filière à ouverture centrée et d'un mandrin centré, quand bien même les opérations d'extrusion portaient sur de l'acier du type 4140 qui est dur et résistant et qui n'est filé à travers la filière que sous une grande force. 20 L'invention rend possible l'extrusion ou le filage de tubes de diverses sections, présentant un canal désaxé destiné à être utilisé pour former la partie de réception de mandrins à poche latérale tels que ceux décrits dans le brevet n 4 333 527 précité, ou destiné à 25 d'autres utilisations Ces extrusions peuvent être réalisées sur une matière à haute résistance, par exemple de  U.S. Patent Application No. 06 / 503,728, filed June 13, 1983, by Olen R Long under the title "APPARATUS AND METHODS FOR EXTRUDING IRREGULAR TUBES", describes the extrusion or spinning of irregular tubes suitable for a use in the manufacture of side pocket mandrels such as those illustrated and described in the aforementioned patent No. 4,416,330. The irregular tube described in the aforementioned application has a wall whose thickness varies around the bore which is also irregular. However, the thickness variation of the wall around the bore, although posing problems, could be obtained by extrusion using a centered aperture die and a centered mandrel, even though the extrusion operations involved Type 4140 steel which is hard and strong and is spun through the die only under great force. The invention makes it possible to extrude or spin tubes of various sections, having an off-axis channel for use in forming the lateral pocket mandrel receiving portion such as those described in the aforementioned US Pat. No. 4,333,527, or for other uses. These extrusions can be made on a high-strength material, for example

l'acier du type 4140.Type 4140 steel.

Il ne semble pas qu'il soit décrit dans l'art antérieur des procédés et des appareils pour extruder des 30 tubes présentant des canaux longitudinaux désaxés, tels que la paroi de la partie la plus épaisse est beaucoup  It does not appear that in the prior art processes and apparatus for extruding tubes with off-axis longitudinal channels such that the wall of the thickest part is much

plus épaisse que la paroi de la partie la plus mince.  thicker than the wall of the thinnest part.

L'invention concerne un appareil et un procédé pour extruder un tube présentant un canal longitudinal 35 désaxé, au moyen d'une presse d'extrusion ou de filage comportant un récipient destiné à contenir un lopin de matière pouvant être extrudé, une filière fermant une extrémité du récipient et présentant une ouverture de forme convenable à travers laquelle la matière du lopin peut être extrudée, un coulisseau pouvant pénétrer dans l'extrémité opposée du récipient afin de forcer la matière à extruder à travers l'ouverture de la filière, et un mandrin désaxé associé au coulisseau et dont une partie passe à travers l'ouverture de la filière et forme avec elle un espace annulaire par lequel la matière est extrudée pour produire un tube de section souhaitée. 10 L'invention a donc pour objet un appareil d'extrusion destiné à l'extrusion ou au filage de tubes présentant un canal longitudinal désaxé, le mandrin de cet appareil étant désaxé par rapport au coulisseau de l'appareil L'invention a plus particulièrement pour objet 15 un appareil dans lequel le mandrin est porté par le coulisseau de façon à pouvoir coulisser et est extensible et  An apparatus and method for extruding a tube having an off-axis longitudinal channel by means of an extrusion or extrusion press having a container for holding a slug of extrudable material, a die closing a end of the container and having a suitably shaped opening through which the billet material can be extruded, a slider able to enter the opposite end of the container to force the material to be extruded through the die opening, and offset mandrel associated with the slider and a portion of which passes through the die opening and forms with it an annular space through which the material is extruded to produce a desired section tube. The subject of the invention is therefore an extrusion apparatus for extruding or spinning tubes having an off-axis longitudinal channel, the mandrel of this apparatus being off-axis with respect to the slider of the apparatus. for object 15 an apparatus in which the mandrel is carried by the slider so as to be slidable and is expandable and

rétractable par rapport à lui L'invention a plus particulièrement pour objet un appareil dans lequel à la fois le mandrin et l'ouverture de la filière sont désaxés par 20 rapport au coulisseau.  The invention more particularly relates to an apparatus in which both the mandrel and the opening of the die are off-center with respect to the slider.

L'invention a également pour objet un procédé d'extrusion de tubes présentant un-canal longitudinal désaxé, au moyen d'un appareil d'extrusion comportant un mandrin désaxé destiné à former le canal désaxé dans le 25 tube L'invention a plus particulièrement pour objet un procédé d'extrusion d'un tube du type décrit, à l'aide d'un appareil d'extrusion dans lequel le mandrin et  The invention also relates to a process for extruding tubes having an off-axis longitudinal channel, by means of an extrusion apparatus comprising an off-axis mandrel intended to form the off-axis channel in the tube. A method of extruding a tube of the type described is described using an extrusion apparatus in which the mandrel and

l'ouverture de la filière sont désaxés.  the opening of the die are off-axis.

L'invention a également pour objet un procédé 30 de mise en oeuvre d'un appareil d'extrusion dans lequel le mandrin est porté par le coulisseau, est extensible et rétractable par rapport à celui-ci, ce mandrin pouvant avoir une section ronde ou non circulaire, elliptique ou  The invention also relates to a method 30 of implementing an extrusion apparatus in which the mandrel is carried by the slide, is extensible and retractable relative thereto, the mandrel may have a round section or non-circular, elliptical or

sensiblement ovale, ou encore irrégulière ou de toute 35 autre forme souhaitée.  substantially oval, or irregular or any other desired shape.

L'invention a également pour objet un procédé pour extruder des tubes à l'aide d'un appareil d'extrusion du type décrit, à partir de lopins tubulaires présentant  The invention also relates to a method for extruding tubes using an extrusion apparatus of the type described, from tubular slugs having

chacun un alésage désaxe.each bore a misalignment.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexes àa titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est lmune élévation schématique partielle, avec coupe partielle, d'une presse d'extrusion ou de filage en cours d'extrusion d un tube conformément a linvention; o O la figure 2 est une coupe transversale du tube extr udé, suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective d un lopin tu ulaire en matl-ière à extruder; l a figure 4 est une élévation d'un mandrin à poche latérale dornt une partie est formée d'une courte longueur constitute d un tube extrudé conformément à 1 'invention; la figure 5 est une coupe suivant la ligne -5 de la figure 4; la figure 6 est une coupe analogue à celle de la figure 2, mais montrant une section de tube rond présentant un alésage désaxé; la figure 7 est une vue schématique, avec coupe partielle, montrant les forces exercées par la pression, vers l'intérieur, autour de la surface extrieure du mandrin de la presse d'extrusion pendant une operation d'extrusion; la figure 8 est une coupe transversale d'une filière antérieure classique pour l'extrusion de tubes 30 à alésage désaxé? la figure 9 est une vue schématique montrant les positions relatives du mandrin, de la filière et d'un lopin, le mandrin étant disposé centralement; la figure 10 est une vue schématique, analogue 35 c celle de la figure 9, mais montrant l'ouverture de la filière centrée et le mandrin placé dans une position désaxée; la figure 11 est une coupe transversale d'un tube pouvant étre analogue au tube de la figure 2, mais montrant une ligne située sur un plan passant par l'axe de l'alésage du tube et perpendiculaire au plan de symétrie; et la figure 12 est une coupe transversale d'un lopin tubulaire tel que celui représenté sur la figure 3,  The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings by way of non-limiting examples and in which: FIG. 1 is a partial diagrammatic elevation, partly in section, of an extrusion or spinning press in the process of being extrusion of a tube according to the invention; Figure 2 is a cross-section of the extruded tube taken along the line 2-2 of Figure 1; Figure 3 is a perspective view of a blank to be extruded; Fig. 4 is an elevation of a side pocket mandrel of which a portion is formed of a short length of an extruded tube according to the invention; Figure 5 is a section along the line -5 of Figure 4; Figure 6 is a section similar to that of Figure 2, but showing a section of round tube with a misaligned bore; Fig. 7 is a diagrammatic view, partly in section, showing the forces exerted by the pressure inwardly around the outer surface of the mandrel of the extrusion press during an extrusion operation; Fig. 8 is a cross-section of a conventional anterior die for extrusion of off-center bore tubes. Figure 9 is a schematic view showing the relative positions of the mandrel, the die and a billet, the mandrel being disposed centrally; Figure 10 is a diagrammatic view, similar to that of Figure 9, but showing the opening of the spinneret centered and the mandrel placed in an off-axis position; Figure 11 is a cross section of a tube which can be similar to the tube of Figure 2, but showing a line on a plane passing through the axis of the bore of the tube and perpendicular to the plane of symmetry; and FIG. 12 is a cross section of a tubular slug such as that shown in FIG. 3,

montrant son alésage désaxé.showing his misaligned bore.

Les figures 1 et 2 représentent schématiquement une presse ou un appareil d'extrusion ou de filage, indi10 qué globalement par la référence numérique 20 La presse 20 comporte un corps 22 comprenant une partie cylindrique 24 et une partie 26 destinée à supporter un montage, comme représenté. Un dispositif 30 à filière d'extrusion est-main15 tenu par le montage 32 monté sur la partie 26 de support de la presse La filière 30 présente une ouverture 38 d'extrusion ou de filage ayant la section souhaitée, et son extrémité d'entrée est évasée afin de constituer un guide convenable qui peut se présenter sous la forme d'angles arrondis, comme indiqué en 40 Dans certains cas, il peut être souhaitable de donner au guide une conicité,  Figures 1 and 2 schematically show a press or an extruder or extruder, generally indicated by the numeral 20. The press 20 comprises a body 22 comprising a cylindrical portion 24 and a portion 26 for supporting an assembly, such as represent. An extrusion die device 30 is held by the mounting 32 mounted on the press support portion 26. The die 30 has an extrusion or spin opening 38 having the desired section, and its inlet end. is flared to form a suitable guide which may be in the form of rounded corners, as indicated at 40 In some cases, it may be desirable to give the guide a taper,

un chanfrein ou toute autre forme souhaitée.  a chamfer or any other desired shape.

Des moyens 44 de guidage sont montés à proximité immédiate de l'extrémité de sortie de la filière Ils comprennent une bride 46 adjacente à la filière et comportant un guide tubulaire 48 qui présente un alésage 49, ce guide étant fixé à la face arrière de la bride, comme représenté, et étant orienté dans une direction s'éloignant  Guiding means 44 are mounted in the immediate vicinity of the outlet end of the die. They comprise a flange 46 adjacent the die and comprising a tubular guide 48 which has a bore 49, this guide being fixed to the rear face of the die. flange, as shown, and being oriented in a departing direction

de la filière.of the sector.

Un récipient 50 de contension, présentant un alésage 56, est monté sur la partie 26 de support de la presse et l'extrémité arrière 52 du récipient 50 est de préférence maintenue contre la face latérale 54 de la  A retaining container 50, having a bore 56, is mounted on the press support portion 26 and the rear end 52 of the container 50 is preferably held against the lateral face 54 of the

filière Ainsi, la filière 30 ferme l'extrémité arrière de 35 l'alésage 56 du récipient 50.  Thus, the die 30 closes the rear end of the bore 56 of the container 50.

Il est prévu un dispositif 60 à coulisseau qui comprend un coulisseau 61 pouvant pénétrer télescopiquement dans le récipient, comme représenté, et l'extrémité avant 62 de ce coulisseau peut être introduite dans le récipient par un piston principal 66 auquel le coulisseau 60 est relié, par exemple par un anneau 68 de rete5 nue et des boulons 69 Le piston principal 66 peut coulisser dans un alésage 24 a de la partie à cylindre 24 de la presse L'extrémité avant du coulisseau 61 porte une plaque 70 de poussée qui présente une ouverture 76, et on peut utiliser plusieurs plaques de poussée diverses,  There is provided a slider device 60 which comprises a slider 61 capable of telescopically penetrating into the container, as shown, and the front end 62 of this slider can be introduced into the container by a main piston 66 to which the slider 60 is connected, for example by a retaining ring 68 and bolts 69 The main piston 66 can slide in a bore 24a of the cylinder portion 24 of the press The front end of the slide 61 carries a thrust plate 70 which has an opening 76, and several different thrust plates can be used,

interchangées en fonction des besoins, suivant les dimensions et les formes des pièces à extruder.  interchanged according to needs, according to the dimensions and shapes of the parts to be extruded.

Un mandrin tel que celui représenté en 71 est utilisé pour façonner ou former l'alésage ou canal 72 traversant la pièce extrudée, alors que l'ouverture 38 15 de la filière façonne ou forme la surface extérieure 73, montrée sur la figure 2 Le mandrin 71 doit passer à travers l'ouverture 38 de la filière afin de former un espace annulaire 74 entre la filière et le mandrin,  A mandrel such as that shown at 71 is used to shape or form the bore or channel 72 traversing the extruded part, while the die opening 38 shapes or forms the outer surface 73, shown in FIG. 71 must pass through the opening 38 of the die to form an annular space 74 between the die and the mandrel,

espace annulaire à travers lequel le métal chaud est filé 20 pour former la pièce tubulaire extrudée ou filée 75.  an annular space through which the hot metal is spun to form the extruded or extruded tubular piece 75.

Dans le cas de petits tubes, le mandrin 71 peut être fixé à une plaque de poussée ne présentant pas d'ouverture Dans ce cas, il est difficile d'introduire des lopins dans le récipient, à moins qu'ils soient très 25 petits Dans le cas de tubes plus gros,-e mandrin est avantageusement porté par le coulisseau, comme montré sur la figure 1, afin de faire constamment saillie à travers l'ouverture 76 de la plaque 70 de poussée L'ouverture 76 de la plaque 70 de poussée constitue un support latéral 30 pour le mandrin 71, favorisant son maintien en position dans l'ouverture 38 de la filière 30 Même ainsi, un écoulement inégal du métal en cours d'extrusion à travers la filière risque de forcer le mandrin vers un côté, provoquant un positionnement incorrect du canal à travers 35 la pièce extrudée Ceci est particulièrement vrai si une matière à haute résistance telle que de l'acier du type  In the case of small tubes, the mandrel 71 can be attached to a thrust plate having no opening In this case, it is difficult to introduce slugs into the container, unless they are very small. In the case of larger tubes, the mandrel is advantageously carried by the slider, as shown in FIG. 1, so as to constantly protrude through the opening 76 of the thrust plate 70. The opening 76 of the plate 70 of FIG. pushing is a lateral support 30 for the mandrel 71, favoring its holding in position in the opening 38 of the die 30 Even so, an uneven flow of the metal being extruded through the die may force the mandrel to one side causing the channel to be incorrectly positioned through the extruded part. This is particularly true if a high strength material such as steel of the type

4140 est extrudée.4140 is extruded.

L'extrémité intérieure du mandrin 71 est reliée à un élément de base 80 (représenté en trait pointillé) qui est lui-même relié à un piston auxiliaire 81 monté de façon à pouvoir coulisser dans un alésage auxiliaire 82 du piston principal 66, comme représenté. Etant donné que le piston auxiliaire 81 peut coulisser dans l'alésage 82 du piston principal 66, le mandrin peut effectuer les mouvements d'extension et de retrait en même temps que le piston auxiliaire avance et recule par rapport au piston principal Lorsque le mandrin 71 est rétracté, il dépasse vers l'extérieur de la plaque de poussée sur quelques centimètres En déplaçant le piston auxiliaire vers l'avant, on provoque une extension du mandrin La limite de l'extension du mandrin est atteinte lorsque la face avant de l'élément de base 80  The inner end of the mandrel 71 is connected to a base member 80 (shown in dashed line) which is itself connected to an auxiliary piston 81 slidably mounted in an auxiliary bore 82 of the main piston 66 as shown . Since the auxiliary piston 81 can slide in the bore 82 of the main piston 66, the mandrel can perform the extension and retraction movements at the same time that the auxiliary piston advances and backs relative to the main piston When the mandrel 71 is retracted, it protrudes outward of the thrust plate by a few centimeters By moving the auxiliary piston forward, it causes an extension of the mandrel The limit of the expansion of the mandrel is reached when the front face of the basic element 80

porte contre la face intérieure de la plaque 70 de poussée.  door against the inner face of the thrust plate 70.

Si cela est souhaité, une douille ou un obturateur (non représenté) traversé par une ouverture est placé momentanément dans l'ouverture de la filière afin de supporter le mandrin 71 en position appropriée jusqu'à ce  If desired, a bushing or plug (not shown) traversed by an opening is momentarily placed in the die opening to support the mandrel 71 in the proper position until

que la matière à extruder repousse cet obturateur à l'extérieur.  that the material to be extruded pushes this shutter to the outside.

Lorsque le mandrin 71 et le piston principal 66 sont rétractés tous les deux, un lopin tubulaire chaud, 25 tel que le lopin 86, constitué d'une matière convenant à l'extrusion ou au filage, est placé devant le récipient 50 et orienté de façon que son alésage 87 soit aligné sur le mandrin 71 et l'ouverture 38 de la filière Ce lopin est alors prêt à être introduit dans l'alésage 56 du récipient. 30 Il est dimensionné de façon à s'ajuster librement dans le  When mandrel 71 and main piston 66 are both retracted, a hot tubular billet, such as billet 86, made of material suitable for extrusion or spinning, is placed in front of container 50 and oriented from so that its bore 87 is aligned with the mandrel 71 and the opening 38 of the die This billet is then ready to be introduced into the bore 56 of the container. It is sized to fit freely in the

récipient 50 et son alésage 87 loge librement le mandrin 71.  container 50 and its bore 87 freely houses the mandrel 71.

Une pression hydraulique provenant d'une source convenable est appliquée aux pistons principal et auxiliaire 66 et 81.  Hydraulic pressure from a suitable source is applied to the main and auxiliary pistons 66 and 81.

Le piston auxiliaire étant beaucoup moins massif que le 35 piston principal, il se déplace en premier et provoque une extension du mandrin 71 Le mandrin passe à travers l'alésage 87 du lopin 86 et passe également à travers l'ouverture 38 de la filière Si la douille, mentionnée precédemment, est utilisée dans l'ouverture de la filière, le mandrin passe évidemment dans l'ouverture de la douille et est maintenu par celleci en position appropriée Une pression hydraulique s'accumule dans le cylindre 24 a et le coulisseau commence à se déplacer vers la filière, et la plaque 70 de pousde porte contre le lopin, le poussant devant elle jusqu'à ce que l'extré-mité avant de ce lopin porte contre la filière Le coulisseau est déplacé davantage vers l intérieur du récipient Lorsque le coulisseau applique une force suffisante au lopin se trouvant dans le récipient de contension, le lopin commence d'abord à être refoulé et à remplir l'espace disponible se trouvant à l'intérieur du récipient entre la plaque de poussée et la filière Puis il commence à couler ou fluer dans l'espace annulaire 74 compris entre la surface extérieure du mandrin 71 et la paroi intérieure délimitant l'ouverture 38 de la filière Cet écoulement de la matière en cours d'ex Lrusion à travers l ouverture de la filière repousse la douille de la position qu'elle occupait dans  Since the auxiliary piston is much less massive than the main piston, it moves first and causes the mandrel 71 to extend. The mandrel passes through the bore 87 of the billet 86 and also passes through the opening 38 of the Si die. the sleeve, mentioned above, is used in the opening of the die, the mandrel obviously passes into the opening of the sleeve and is held by it in the appropriate position A hydraulic pressure accumulates in the cylinder 24 a and the slide begins to move towards the die, and the pousde plate 70 bears against the piece, pushing it in front of it until the front end of this piece bears against the die The slider is moved further inwardly of the container When the slider applies sufficient force to the slug in the contention container, the slug first begins to be pushed back and to fill the available space at the same time. The flow of the material between the pusher plate and the die then begins to flow or flow into the annular space 74 between the outer surface of the mandrel 71 and the inner wall defining the opening 38 of the die. course of ex Lrusion through the opening of the die pushes the sleeve of the position it occupied in

l'ouverture de la filière, comme expliqué précédemment.  the opening of the die, as explained previously.

Le coulisseau avance lentement vers la filière et la matière du lopin est extrudée relativement rapidement, la pièce extrudée ayant une section très inférieure à 25 celle du lopin Si la vitesse de l'extrusion devient excessive, la chaleur dégagée dans la zone de la filière devient également excessive et un enlèvement de métal s'amorce au niveau de la filière, et la pièce extrudée  The slider moves slowly toward the die and the billet material is extruded relatively rapidly, the extruded part having a much smaller cross-section than the slug. If the extrusion speed becomes excessive, the heat generated in the die zone becomes also excessive and a metal removal begins at the die, and the extruded part

diminue de section et prend une mauvaise forme, habituel30 lement avec des rayures longitudinales indésirables.  decreases in section and takes a bad shape, usually with undesirable longitudinal stripes.

Elle est donc de mauvaise qualité et a donc très peu de  It is therefore of poor quality and therefore has very little

chance de convenir à l'utilisation prévue.  chance to agree to the intended use.

La figure 2 représente en coupe la pièce extrudée 75 Cette coupe peut correspondre exactement à celle décrite dans le brevet n 4 416 330 précité Il est évident que la forme extérieure 73 de la pièce extrudée est déterminée par la forme de l'ouverture 38 de la filière, tandis que la forme intérieure ou ouverture 72 de la pièce extrudée est déterminée par la forme du  FIG. 2 is a sectional view of the extruded part 75. This section may correspond exactly to that described in the aforementioned patent No. 4 416 330. It is obvious that the external shape 73 of the extruded part is determined by the shape of the opening 38 of the die, while the inner shape or opening 72 of the extruded part is determined by the shape of the

mandrin 71.mandrel 71.

Il est évident que l'ouverture 76 de la plaque de poussée, de même que la forme du mandrin 71, n'est pas nécessairement ronde, mais qu'elle peut être d'une forme correspondant à celle du mandrin et qu'elle est suffisamment grande pour permettre un mouvement libre du mandrin à travers elle Le jeu entourant le mandrin doit être minimal, par exemple de l'ordre de 0,020 à 0,25 mm, et ce jeu augmente avantageusement légèrement vers l'extrémité avant du mandrin afin d'empêcher tout frottement  It is obvious that the opening 76 of the thrust plate, as well as the shape of the mandrel 71, is not necessarily round, but that it can be of a shape corresponding to that of the mandrel and that it is large enough to allow free movement of the mandrel through it The clearance surrounding the mandrel must be minimal, for example of the order of 0.020 to 0.25 mm, and this clearance advantageously increases slightly towards the front end of the mandrel to prevent friction

excessif entre le mandrin et la pièce extrudée.  excessively between the mandrel and the extruded part.

Le tube 48 de guidage empêche la pièce extrudée 15 de se courber Son canal longitudinal 49 est réalisé de façon que sa section corresponde à la forme extérieure de la pièce extrudée et avec seulement un léger jeu pour permettre un mouvement libre de la pièce extrudée dans ce canal Le jeu entre le tube de guidage et la pièce extrudée est avantageusement de l'ordre de 0,12 à 0,62 'mm, suivant évidemment la dimension de la pièce extrudée et la rectitude demandée pour cette pièce En formant des pièces extrudées telles que celles représentées et dont le grand axe de la section transversale est d'environ 102 à 127 mm, un jeu d'environ 0,25 mm autour de la pièce extrudée est apparu comme limitant la courbure de cette  The guide tube 48 prevents the extruded part 15 from bending. Its longitudinal channel 49 is made so that its section corresponds to the external shape of the extruded part and with only a slight clearance to allow free movement of the extruded part in this part. The clearance between the guide tube and the extruded part is advantageously of the order of 0.12 to 0.62 mm, obviously following the dimension of the extruded part and the straightness required for this part. By forming extruded parts such as than those shown and whose major axis of the cross section is about 102 to 127 mm, a clearance of about 0.25 mm around the extruded part appeared to limit the curvature of this

pièce dans des limites satisfaisantes.  piece within satisfactory limits.

A la fin de la course du coulisseau, la plaque de poussée s'arrête avant de frapper contre la filière 30 afin d'éviter toute détérioration de cette dernière ou de la plaque de poussée A la suite du retrait du piston principal 66, le coulisseau et le mandrin doivent être retirés de la pièce extrudée Au cours de cette opération, la pièce est tirée vers l'arrière à travers la 35 filière sur une courte distance avant que le mandrin en soit libéré Le récipient de contension est ensuite retiré du pourtour de la pièce extrudée et écarté A ce moment, il apparait que l'extrémité arrière de la pièce extrudée présente une grosse tête mal formée d'environ ,4 mm d'épaisseur, aussi large que l'alésage 56 du récipient et à présent espacée de plusieurs centimètres de la filière La tête est coupée et rejetée en tant que chute. La pièce extrudée est ensuite retirée de la filière et du tube de guidage, et posée sur le côté pour refroidir La pièce extrudée est de préférence laissée à 10 plat, rectiligne, de façon à pouvoir refroidir au-dessous de la température de transition (la température au-dessous de laquelle le métal ne coule plus ou ne se déforme plus  At the end of the stroke of the slider, the thrust plate stops before striking against the die 30 to prevent damage to the latter or the thrust plate. Following the withdrawal of the main piston 66, the slider The chuck must be removed from the extruded part during this operation, the piece is drawn backwards through the die a short distance before the mandrel is released. The contensioning container is then removed from the periphery. At this point, it appears that the rear end of the extruded part has a large malformed head about 4 mm thick, as wide as the bore 56 of the container and now spaced from several centimeters from the die The head is cut and rejected as a fall. The extruded part is then removed from the die and the guide tube, and placed on the side to cool. The extruded part is preferably left flat, straight, so that it can cool below the transition temperature (FIG. temperature below which the metal no longer flows or becomes deformed

sous l'effet de son propre poids).under the effect of its own weight).

La pièce extrudée 75 peut être tronçonnée en 15 longueurs comme souhaité, convenant à une utilisation pour la fabrication de mandrins à poches latérales tels que celui décrit dans le brevet n 4 416 330 précité, ou  The extruded part 75 may be cut into lengths as desired, suitable for use in the manufacture of side pocket mandrels such as that described in the aforementioned US Pat. No. 4,416,330, or

tels que celui représenté en 90 sur les figures 4 et 5.  such as that shown at 90 in Figures 4 and 5.

Il apparaît que le mandrin 90 à poche latérale comporte 20 une partie inférieure 92 de corps dont la section est illustrée sur la figure 5 La section montrée sur la figure 5 correspond à celle représentée sur la figure 2  It appears that the side pocket mandrel 90 has a lower body portion 92 whose section is shown in FIG. 5. The section shown in FIG. 5 corresponds to that shown in FIG.

et décrite précédemment Un logement 94 de soupape et des orifices 95 d'écoulement ont été formés dans cet élément 25 de corps 92 avant son assemblage par soudage, comme indiqué en 97 et 98, pour former le mandrin à poche latérale.  and previously described. A valve housing 94 and flow orifices 95 have been formed in this body member 92 prior to welding assembly thereof, as indicated at 97 and 98, to form the side pocket mandrel.

Il est évident que les tubes à canaux désaxés ne sont pas limités à la forme sensiblement ovale montrée sur la figure 2, mais qu'ils peuvent être réalisés dans 30 diverses formes Par exemple, leur forme extérieure peut être elliptique, en polygone présentant un nombre quelconque de côtés, rectangulaire, trapézoidale, etc. L'alésage peut être également de l'une quelconque de ces formes. Dans la fabrication de mandrins à poches latérales tels que le mandrin 90 illustré sur la figure 4, il est parfois souhaitable de réaliser ces mandrins de façon qu'ils comportent des parois extérieures circulaires, en particulier dans le cas de mandrins de grande dimension destinés à être utilisés dans des puits à haute pression, car les mandrins circulaires à poches latérales présentent une plus grande résistance à l'écrasement, toutes choses égales par ailleurs Un tube circulaire 100 présentant un alésage désaxé 101 est illustré sur la figure 6 Le tube convient à une utilisation dans la fabrication de  It is obvious that the off-axis channel tubes are not limited to the substantially oval shape shown in FIG. 2, but that they may be made in various shapes. For example, their outer shape may be elliptical, in polygon having a number any of the sides, rectangular, trapezoidal, etc. The bore may also be of any of these forms. In the manufacture of side-pocket mandrels such as the mandrel 90 illustrated in FIG. 4, it is sometimes desirable to make these mandrels so that they have circular outer walls, particularly in the case of large mandrels intended for be used in high pressure wells, because the circular chucks with side pockets have greater crush resistance, all things being equal A circular tube 100 having an off-axis bore 101 is illustrated in Figure 6 The tube is suitable for a use in the manufacture of

mandrins ronds à poches latérales, analogues au mandrin 10 ovale 90 de la figure 4.  round mandrels with side pockets, similar to the oval mandrel 90 of FIG.

Comme indiqué précédemment, l'extrusion ou le filage de tels tubes à alésage désaxé, tels que les tubes et 100, pose un problème, en particulier si ces tubes doivent être réalisés en matière à haute résistance telle 15 que l'acier du type 4140 qui est une matière convenant très bien à des mandrins à poches latérales de haute résistance. Le problème mentionné précédemment réside dans la nécessité de maintenir un équilibre de forces agissant 20 vers l'intérieur autour du mandrin Le diagramme de la figure 7 montre un tube 114 en cours d'extrusion Un  As mentioned above, the extrusion or spinning of such off-center bore tubes, such as tubes and 100, is a problem, particularly if these tubes are to be made of high strength material such as 4140 type steel. which is a material which is very suitable for high strength side pocket mandrels. The aforementioned problem lies in the need to maintain a balance of forces acting inwardly around the mandrel. The diagram of FIG. 7 shows a tube 114 being extruded.

lopin 115 est représenté par un cercle en trait pointillé.  lopin 115 is represented by a dashed circle.

La matière du lopin est comprimée à travers l'espace annulaire entre l'extérieur du mandrin 116 et l'ouverture 25 117 de la filière L'écoulement de la matière vers l'intérieur applique des forces dirigées vers l'intérieur sur le mandrin Ces forces sont indiquées par les flèches orientées vers l'intérieur De façon idéale, ces forces devraient être égales En cas de déséquilibre de ces forces, un déplacement latéral du mandrin par rapport à l'ouverture de la filière risque de se produire et ceci pourrait provoquer un décalage latéral du canal dans le tube extrudé De tels tubes sont inadaptés à l'utilisation  The billet material is compressed through the annular space between the outside of the mandrel 116 and the die opening 117. The flow of material inwardly applies inwardly directed forces on the mandrel. The forces are indicated by the inwardly directed arrows Ideally, these forces should be equal. In case of imbalance of these forces, lateral displacement of the mandrel with respect to the opening of the die may occur and this could cause a lateral offset of the channel in the extruded tube Such tubes are unsuitable for use

prévue Ceci est coûteux en temps, matières et argent.  This is expensive in time, materials and money.

Lors d'essais réels de production de tubes tels que celui représenté en 75, en utilisant les connaissances et l'expérience de l'art antérieur, le procédé admis, auquel on fait appel, utilise une filière ayant une section  In actual tube production tests such as that shown at 75, using the knowledge and experience of the prior art, the admitted method, which is used, uses a die having a cross section.

analogue à celle montrée sur la figure 8.  similar to that shown in Figure 8.

Sur la figure 8, la filière 110 présente une ouverture sensiblement ovale 111 à travers laquelle un mandrin (non représenté) peut passer de façon à former, avec cette ouverture 111, un espace annulaire à travers lequel un tube sensiblement ovale tel que le tube 75 (figure 2) peut être extrudé ou filé Pour équilibrer sensiblement les forces tendant à déplacer le mandrin 10 latéralement et à déformer l'espace annulaire venant d'être cité, et, dans le même temps, pour maintenir le mandrin dans sa position centrale classique, il était nécessaire de prévoir dans la filière 110 une seconde ouverture indiquée par la réference numérique 112 Lorse 15 qu'umn tube était extrudé à travers ' ouverture 111, de la matière était simultanément extrudée également à travers l'ouverture '12 La seconde pièce extrudée ainsi  In FIG. 8, the die 110 has a substantially oval opening 111 through which a mandrel (not shown) can pass so as to form, with this opening 111, an annular space through which a substantially oval tube such as the tube 75 (Figure 2) can be extruded or spun To substantially balance the forces tending to move the mandrel 10 laterally and to deform the annular space just cited, and, at the same time, to keep the mandrel in its central central position it was necessary to provide in the die 110 a second opening indicated by numerical reference 112 Lorse 15 that one tube was extruded through opening 111, the material was simultaneously extruded through the opening 12 as well. extruded as well

formée est appelée pièce extrudée sacrifiée Elle est considérée comme un mal nécessaire Elle est coûteuse.  formed is called extruded part sacrificed It is considered a necessary evil It is expensive.

L'acier du type 4140 est coûteux, bien qu'étant l'une des qualités les plus économiques des matières à haute résistance recherchées et convenant à des mandrins tels que le mandrin 90 La pièce extrudée sacrifiée gaspille, dans  Type 4140 steel is expensive, although being one of the most economical qualities of the high strength materials sought and suitable for mandrels such as mandrel 90. The sacrificed extruded part is wasteful in

ce cas, environ 30 % de la matière.  this case, about 30% of the material.

On a produit à titre expérimental des pièces extrudées à l'aide d'une filière telle que celle représentée sur la figure 8 En très peu de temps, le voile s'étendant entre les deux ouvertures de la filière a commencé à se déteriorer ou à fondre, à partir de l'extré30 mité d'entrée de la filière Cet essai portait sur une filière de faible dimension et sur la production d'un tube beaucoup trop petit pour être utilisé dans des mandrins à poches latérales Pour de plus grandes dimensions, le problème aurait été aggravé, de sorte que cette concep35 tion de filière de l'art antérieur a été abandonnée et que l'on a procédé ensuite à des essais portant sur des  Extruded parts were produced experimentally using a spinneret such as that shown in FIG. 8. In a very short time, the web extending between the two openings of the spinneret began to deteriorate or disappear. This test involved a small size die and the production of a tube much too small to be used in mandrels with side pockets. For larger dimensions, the problem would have been aggravated, so that this prior art die design was abandoned and subsequent tests were carried out.

dispositifs tels que ceux illustrés sur les figures 9 et 10.  devices such as those illustrated in Figures 9 and 10.

La figure 9 montre schématiquement les relations entre le mandrin, l'ouverture de la filière et le lopin  FIG. 9 schematically shows the relationships between the mandrel, the opening of the die and the slug

si l'on ne fait pas appel à la bande sacrifiée Le mandrin 120 est centré par rapport au lopin 122 et il est convena5 blement positionné par rapport à l'ouverture de la filière.  If the sacrificed web is not used The mandrel 120 is centered with respect to the billet 122 and is suitably positioned relative to the die opening.

L'espace annulaire 126 entre l'ouverture et le mandrin est l'espace ouvert par lequel la matière du lopin 122 est extrudée pour former un tube ayant la forme de cet espace 126 L'écoulement de la matière à extruder n'est pas équi10 libré autour du mandrin, car la matière épaisse de la zone A du lopin n'est que partiellement utilisée pour former la partie mince du tube L'excédent de matière provenant de la zone A doit couler autour du mandrin 120 pour aider à former la partie épaisse du tube L'extrusion d'acier du 15 type 4140 est considérée, dans ce cas, comme étant impossible en raison de la pression extrême demandée pour extruder la matière et en raison du déséquilibre extrême des charges latérales appliquées au mandrin lorsque la matière  The annular space 126 between the opening and the mandrel is the open space through which the billet material 122 is extruded to form a tube having the shape of this space. The flow of the extrusion material is not uniform. liberated around the mandrel, since the thick material of the zone A of the slug is only partially used to form the thin part of the tube The excess material coming from the zone A must flow around the mandrel 120 to help form the part As a result of the extreme pressure required to extrude the material and because of the extreme imbalance of the lateral loads applied to the mandrel when the material is used, the extrusion of type 4140 steel is considered impossible in this case.

coule de la zone A vers le côté opposé du mandrin.  flows from zone A to the opposite side of the mandrel.

La figure 10 représente un cas similaire Elle montre une ouverture 124 centrée par rapport au lopin 122 tandis que le mandrin 120 est convenablement positionné par rapport à l'ouverture 124 afin d'établir un espace annulaire 126 de forme convenable Dans ce cas, le mandrin 25 est désaxé alors que l'ouverture est centrée Ce cas est meilleur que celui représenté sur la figure 9, mais il est encore considéré comme étant très difficile pour l'obtention de pièces extrudées à des dimensions à peu près égales  FIG. 10 shows a similar case. It shows an opening 124 centered with respect to the billet 122 while the mandrel 120 is suitably positioned with respect to the opening 124 in order to establish an annular space 126 of suitable shape. In this case, the mandrel 25 is offset while the opening is centered This case is better than that shown in Figure 9, but it is still considered very difficult to obtain extruded parts to approximately equal dimensions

à celles de la pièce extrudée 75, en particulier si une 30 matière à haute résistance doit être extrudée.  those of the extruded part 75, especially if a high-strength material is to be extruded.

Conformément à l'invention, on peut établir les relations de positionentre le lopin et l'ensemble ouverture/mandrin de façon idéale, d'une manière qui sera  In accordance with the invention, it is possible to establish the positional relations between the billet and the aperture / mandrel assembly in an ideal manner, in a manner that will be

à présent décrite.now described.

La figure 11 représente en coupe un tube devant être extrudé Ce tube présente la même forme que le tube 7 '15 illustré sur la figure 2 et il porte donc également la référence numérique 75 Une ligne horizontale 76 est tracée de façon à passer par l'axe de l'alésage 72 du tube, divisant la section en deux parties qui sont désignées par des lettres A et B Cette ligne horizontale 76 est perpendiculaire au plan de symétrie indiqué par une ligne verticale 77 qui passe également par l'axe de  FIG. 11 is a sectional view of a tube to be extruded. This tube has the same shape as the tube 7 'illustrated in FIG. 2 and therefore also bears the numeral 75. A horizontal line 76 is drawn so as to pass through the axis of the bore 72 of the tube, dividing the section into two parts which are designated by letters A and B This horizontal line 76 is perpendicular to the plane of symmetry indicated by a vertical line 77 which also passes through the axis of

l'alésage 72.the bore 72.

Les surfaces des parties A et B sont calculées et comparées l'une à l'autre afin que leur rapport soit 10 déterminé Pour une illustration plus claire, on suppose que la partie A présente une surface égale à trois fois celle de la partie B, c'est-à-dire que le rapport de A à B est de 3 à 1 Ce même rapport doit être établi dans le  The surfaces of parts A and B are calculated and compared with each other so that their ratio is determined. For a clearer illustration, it is assumed that part A has an area equal to three times that of part B, that is, the ratio of A to B is 3 to 1 This same ratio must be established in the

lopin tubulaire à utiliser.tubular lopin to use.

En référence à présent à la figure 12, on voit que le lopin 86 est percé en 87 et présente une ligne horizontale 88 passant par l'axe de l'alésage, divisant la section en deux parties désignées par les lettres C et D. L'alésage 87 est idéalement situé, dans le lopin 20 86, de manière que le rapport de la surface de la partie C à celle de la partie D soit égal au rapport de A à B tel que déterminé précédemment Dans le cas considéré, C:D  Referring now to Figure 12, it is seen that the billet 86 is pierced at 87 and has a horizontal line 88 passing through the axis of the bore, dividing the section into two parts designated by the letters C and D. L Bore 87 is conveniently located in billet 86 so that the ratio of the area of part C to that of part D is equal to the ratio of A to B as previously determined. In this case, C: D

doit être égal à A:B, soit 3:1.must be equal to A: B, which is 3: 1.

Etant donné que ces rapports sont de 3 à 1, il 25 apparaît aisément que la partie supérieure C du lopin est destinée à former la partie supérieure A du tube et que la partie inférieure D du lopin est destinée à  Since these ratios are 3 to 1, it is readily apparent that the upper portion C of the slug is intended to form the upper portion A of the tube and the lower portion D of the slug is intended to

former la partie inférieure B du tube.  form the lower part B of the tube.

Dans le calcul du rapport de A à B, la surface 30 délimitée par la périphérie du tube est calculée, puis la surface de l'alésage 72 est soustraite de la surface précédemment calculée afin que l'on obtienne la surface du métal de la section du tube De façon similaire, dans le calcul du rapport de C à D, la surface délimitée par  In calculating the ratio of A to B, the area 30 delimited by the periphery of the tube is calculated, then the surface of the bore 72 is subtracted from the previously calculated surface so that the metal surface of the section is obtained. similarly, in calculating the ratio of C to D, the area delimited by

la périphérie du lopin 86 est calculée, puis elle est diminuée de la surface de la section de l'alésage 87.  the periphery of the billet 86 is calculated, then it is decreased by the area of the section of the bore 87.

Etant donné que le rapport est de 3 à 1 dans chaque cas, la surface est divisée par 4, c'est-à-dire 3 + 1, afin que l'on obtienne la surface de la partie inférieure D du lopin La partie restante de la surface correspond évidemment à la partie supérieure C du lopin. Connaissant A:B et C:D, les lignes d'écoulement de la matière extrudée à travers la filière doivent être  Since the ratio is 3 to 1 in each case, the area is divided by 4, that is 3 + 1, so that the area of the lower part D of the piece is obtained. of the surface obviously corresponds to the upper part C of the piece. Knowing A: B and C: D, the flow lines of the extruded material through the die must be

aussi droites et uniformes que possible.  as straight and uniform as possible.

Il est évident que le rapport de A à B du tube est déterminé en premier Ensuite, on positionne l'alésage du lopin de manière que le rapport de C à D soit égal au rapport A à B Puis le mandrin et l'ouverture de la filière  It is obvious that the ratio of A to B of the tube is determined first. Then, the bore of the billet is positioned so that the ratio of C to D is equal to the ratio A to B Then the mandrel and the opening of the spinneret

sont positionnés conformément à ces rapports.  are positioned according to these reports.

Lors d'essais réels, on a extrudé des tubes 15 d'une forme pratiquement identique à celle représentée sur la figure 2, en acier du type 4140, conformément à l'invention, sans que des pressions excessives soient  In actual tests, tubes 15 of a shape substantially identical to that shown in FIG. 2, of type 4140 steel, were extruded in accordance with the invention without undue pressure being required.

appliquées au cylindre principal de la presse d'extrusion.  applied to the main cylinder of the extrusion press.

Les pièces extrudées produites après une pratique de 20 seulement quelques poussées étaient d'une excellente qualité, hormis un léger défaut de positionnement de l'alésage Comme prévu, les alésages des tubes étaient réalisés aux dimensions finies du mandrin, au moment de l'extrusion des tubes, et il est apparu de façon évidente 25 qu'il était inutile d'effectuer un travail supplémentaire  The extruded parts produced after only a few pushes were of excellent quality, except for a slight misalignment of the bore As expected, the tube bores were made to the finite dimensions of the mandrel at the time of extrusion. tubes, and it became clear that it was useless to perform additional work

sur l'alésage.on the bore.

Il est possible que la position de l'alésage dans le lopin doive être plus rapprochée ou plus éloignée de l'axe du lopin afin de compenser des effets tels qu'un 30 accroissement excessif de l'ajustement du lopin dans le récipient de contension, une transmission inégale de la  It is possible that the position of the bore in the billet must be closer to or further from the axis of the billet in order to compensate for effects such as an excessive increase in the fit of the billet in the contention vessel. unequal transmission of the

chaleur du lopin au récipient de contension et les caractéristiques physiques de la matière à extruder.  heat of the billet to the contention vessel and the physical characteristics of the material to be extruded.

Il apparaît donc que l'appareil et le procédé 35 selon l'invention permettent l'extrusion de tubes à alésages désaxés, que ces tubes peuvent être extrudés dans des matières à haute résistance telles que de l'acier du type 4140, que l'alésage désaxé des lopins utilisés pour former ces tubes peut être positionné avec précision et que l'ouverture de la filière et le mandrin de la presse peuvent également être désaxés avec précision afin que les lignes d'écoulement de la matière extrudée soient aussi droites que possible, évitant ainsi l'application de charges latérales déséquilibrées sur le mandrin dans la zone de l'ouverture Il apparaît en outre que, lorsque l'alésaae du lopin, l'ouverture de la filière et le man10 drin sont posltionnés sensiblement comme décrit ci- dessus, on évite l'apparitilon de pressions excessives dans le cylindre de l'appareil et que des tubes présentant de nombreuses formes extérieures {circulaires, non circulaires, ovales, rectangulaires, en polygone ayant tout nombre 15 souhaité de côtése ou autres) peuvent être extrudés,  It therefore appears that the apparatus and method according to the invention allow the extrusion of off-center bore tubes, that these tubes can be extruded into high strength materials such as type 4140 steel, that Offset boring of the blanks used to form these tubes can be accurately positioned and the die opening and the press chuck can also be accurately offset so that the flow lines of the extruded material are as straight as possible , thus avoiding the application of unbalanced lateral loads on the mandrel in the region of the opening. It also appears that, when the bore of the billet, the opening of the die and the nozzle are posltionned substantially as described below. above, it avoids the appearance of excessive pressures in the cylinder of the apparatus and that tubes having many outer forms (circular, non-circular, oval , rectangular, polygon having any desired number of sides or others) can be extruded,

chacun avec un alésage désaxé.each with a misaligned bore.

Bien que l'extrusion de matière à haute résistance ait été décrite cidessus, et en particulier l'extrusion d'acier du type 4140, l'appareil et le procédé de 202 l'invention peuvent être appliques également à l'extrusion  Although the extrusion of high-strength material has been described above, and in particular the extrusion of type 4140 steel, the apparatus and method of the invention can be applied also to extrusion

d'autres matières.other materials.

Bien que des tubes convenant à une utilisation dans la fabrication de mandrins à poches latérales aient été illustrés et décrits ci-dessus, des tubes du type 25 décrit peuvent convenir à de nombreuses utilisations,  Although tubes suitable for use in the manufacture of side pocket mandrels have been illustrated and described above, tubes of the type described may be suitable for many uses,

même dans d'autres outils pétroliers.  even in other oil tools.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil et au procédé décrits  It goes without saying that many modifications can be made to the described apparatus and method

et représentés sans sortir du cadre de l'invention.  and shown without departing from the scope of the invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS 1 Appareil pour extruder un tube ( 75) présentant un canal longitudinal désaxé ( 72), caractérisé en ce qu'il comporte un récipient ( 50) destiné à contenir un lopin ( 86) de matière à extruder, une filière ( 30) fermant une extrémité du récipient et traversée par une ouverture ( 38) de forme souhaitée, un coulisseau ( 60) aligné axialement sur le récipient et pouvant pénétrer dans ce dernier pour forcer ladite matière à extruder à travers l'ouver10 ture de la filière, et un mandrin allongé ( 71) associé au coulisseau et pouvant être déplacé par ce dernier, le mandrin étant désaxé par rapport au coulisseau et comportant une partie qui passe à travers l'ouverture de la  Apparatus for extruding a tube (75) having an off-axis longitudinal channel (72), characterized in that it comprises a container (50) for containing a piece (86) of material to be extruded, a die (30) closing a end of the container and through which an opening (38) of desired shape, a slider (60) axially aligned with the container and being able to penetrate into the latter to force said material to be extruded through the opening of the die, and a mandrel elongate member (71) associated with the slide and displaceable by the latter, the mandrel being offset relative to the slide and having a portion which passes through the opening of the filière et qui forme avec cette dernière un espace annu15 laire à travers lequel ladite matière est extrudée.  die and which forms with it an annular space through which said material is extruded. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mandrin peut coulisser dans le coulisseau et peut exécuter des mouvements d'extension et de  2 Apparatus according to claim 1, characterized in that the mandrel is slidable in the slide and can perform movements of extension and retrait par rapport à lui.withdrawal from him. 3 Appareil pour l'extrusion d'un tube ( 75) présentant un canal longitudinal désaxé ( 72), caractérisé en ce qu'il comporte un récipient ( 50) destiné à contenir un lopin ( 86) de matière à extruder, une filière ( 30) fermant une extrémité du récipient et traversée par 25 une ouverture ( 38) de forme souhaitée, décentrée par rapport au récipient, un coulisseau ( 60) aligné axialement sur le récipient et pouvant y pénétrer pour forcer la matière à extruder à travers la filière, et un mandrin ( 71) porté par le coulisseau, désaxé par rapport à ce dernier et dont une partie passe à travers l'ouverture de la filière et forme avec elle un espace annulaire ( 74) à  Apparatus for extruding a tube (75) having an off-axis longitudinal channel (72), characterized in that it comprises a container (50) for containing a billet (86) of material to be extruded, a die ( 30) closing one end of the container and passing through an aperture (38) of desired shape, off-center with respect to the container, a slider (60) axially aligned with the container and able to penetrate therein to force the material to be extruded through the die , and a mandrel (71) carried by the slide, offset from the latter and a part of which passes through the opening of the die and forms with it an annular space (74) to travers lequel ladite matière est extrudée.  through which said material is extruded. 4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mandrin est porté par le coulisseau de 35 façon à pouvoir coulisser et peut exécuter des mouvements  Apparatus according to claim 3, characterized in that the mandrel is slidably carried by the slider and can execute movements d'extension et de retrait par rapport à lui.  of extension and withdrawal in relation to him. Procédé pour extruder un tube ( 75) présentant un canal longitudinal désaxé ( 72), à l'aide d'une presse d'extrusion comportant un récipient ( 50) destiné à contenir un lopin ( 86) de matière à extruder, une filière ( 313 fermant une extrémité du récipient, un coulisseau < 60) pouvant pénétrer dans l'autre extrémité du récipient pour forcer la matière du lopin à travers la filière afin de produire une pièce extrudée, la filière presentant une ouverture ( 38) de forme souhaitée 10 pour déterminer la forme extérieure du tube extrudé, et un mandrin désaxé ( 71) pouvant être déplacé par le coulisseau, ayant une section souhaitée et comportant un tronçon qui dépasse à travers l'ouverture de la filière afin de déterminer la forme intérieure du tube extrudé, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à placer un lopin tubulaire ( 86) de matière à extruder dans le récipient, à introduire le coulisseau dans le récipient et à faire avancer le mandrin dans le lopin tubulaire et à travers la filière, et à introduire davantage le 20 coulisseau dans le récipient afin de forcer la matière à extruder à travers la filière pour produire un tube  A method for extruding a tube (75) having an off-axis longitudinal channel (72), using an extrusion press having a container (50) for containing a billet (86) of material to be extruded, a die ( 313 closing one end of the container, a slider <60) able to enter the other end of the container to force the billet material through the die to produce an extruded part, the die having an opening (38) of desired shape 10 for determining the outer shape of the extruded tube, and an off-axis mandrel (71) displaceable by the slider, having a desired section and having a section protruding through the die opening to determine the inner shape of the extruded tube , the method being characterized in that it consists in placing a tubular lopin (86) of material to be extruded into the container, introducing the slider into the container and making anchor the mandrel in the tubular slab and through the die, and further insert the slider into the container to force the material to be extruded through the die to produce a tube extrudé présentant un canal longitudinal désaxé.  extruded having an off-axis longitudinal channel. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ouverture de la filière est décentrée par 25 rapport au récipient et au coulisseau.  Process according to claim 5, characterized in that the opening of the die is off-center with respect to the container and the slider. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le mandrin est porté par le coulisseau et peut coulisser par rapport à lui entre des positions  7 Method according to claim 6, characterized in that the mandrel is carried by the slide and can slide relative to it between positions d'extension et de retrait.extension and withdrawal. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ouverture de la filière est circulaire.  8 Process according to claim 7, characterized in that the opening of the die is circular. 9 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ouverture de la filière n'est pas circulaire.  9 Process according to claim 7, characterized in that the opening of the die is not circular. 10 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'ouverture de la filière est sensiblement ovale.  Process according to claim 9, characterized in that the opening of the die is substantially oval. 11 Procédé selon l'une quelconque des revendications 5, 6, 7, 8, 9 et 10, caractérisé en ce que le centre  The method according to any one of claims 5, 6, 7, 8, 9 and 10, characterized in that the center de l'alésage du lopin tubulaire est décalé par rapport à  of the bore of the tubular lopin is shifted with respect to son axe longitudinal.its longitudinal axis. 12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le mandrin est de section circulaire.  12 Process according to claim 11, characterized in that the mandrel is of circular section. 13 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le mandrin est de section non circulaire.  13 Process according to claim 11, characterized in that the mandrel is of non-circular section.