CN101391363B - 用数控车床修理钻杆接头的方法及其检测工具 - Google Patents
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Abstract
一种用数控车床修理钻杆接头的方法及其检测工具，其特征在于，在首次修理钻杆接头时，车掉原螺纹，用数控车床加工出钻杆接头的新螺纹及其各表面，通过螺纹的起牙点和钻杆轴线所确定的平面在钻杆接头和卡盘上做标记。再次修理钻杆接头时只需将钻杆接头上的标记和卡盘上的标记对齐，即可保证数控修扣过程不乱扣。为检测卡盘标记与钻杆标记是否对齐，发明了专用的检测工具。本发明能保证钻杆接头的长度公差，并能大大提高工作效率。本方法特别适用于双台肩钻杆接头的修理，亦可用于单台肩钻杆接头的修理工作。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气钻杆接头的修理方法
背景技术
在石油、天然气钻井过程中，钻柱工作情况非常恶劣，钻柱联接接头是其最薄弱的环节。在钻井过程中，钻柱接头的联接螺纹最容易受到破坏，使钻杆失效。对于传统的API标准钻杆接头的修理，国内普遍采用普通车床进行手动修理。随着钻井技术的不断发展，深井、超深井和强化钻井对钻杆接头的性能提出了更高的要求，通常使用的常规API标准的单台肩钻杆接头已无法满足复杂地层条件下钻井的需要，非API标准的双台肩钻杆接头因其优良的密封性能和抗扭性能得到越来越多的应用。但双台肩钻杆对其接头的长度公差要求严格，使用普通车床修复很难达到要求且效率低下，因此必须依靠精确度和自动化程度更高的数控车床进行修理。普通车床在修扣时将螺纹车刀对入螺纹部分，由丝杆带动刀架进给，在原螺纹的基础上加深，完成修理工作。数控车床不是像普通车床那样由工人操作移动刀架对刀保证螺纹加工过程不乱扣，而是依靠光电编码器发出零点信号保证每次进刀都从工件螺纹螺旋线的起点切入，以保证加工螺纹时不乱扣。因此必须找到一种在数控车床上修理螺纹时使刀具每次都从工件螺纹螺旋线起点切入的方法。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用数控车床修理双台肩钻杆接头的方法，此方法也同样适用于普通API标准钻杆接头。
本发明的技术方案是：第一次修理钻杆接头时，将钻杆接头部位的螺纹全部车掉，从接头端面截去一长度，该长度根据螺纹锥度比和螺牙高确定；在端面处对刀，运行数控程序，加工出钻杆接头的螺纹及各表面；通过螺纹起牙点和钻杆轴线所确定的平面在数控车床卡盘4上做标记3和钻杆接头上做标记2。当钻杆使用一段时间后需要再次修理时，只需将钻杆标记2和卡盘标记3对齐，就可以保证螺纹加工过程不乱扣。然后根据损坏程将钻杆接头端部截去一长度(截掉的长度为螺距的整数倍)；在钻杆接头的端面对刀，设定工件坐标系，运行数控程序，就可完成钻杆接头的再次修理工作。
为保证装夹时钻杆标记2与卡盘标记3精确对齐，特设计一检测工具。该工具包括包括两块磁铁5，连接杆6，水平杆8，定位杆10，连接滑块7，水平滑块9，定位滑块11，铁片12，两块磁铁5位于连接杆6的两端，连接滑块7可在连接杆6上滑动，水平杆8与连接滑块7联接，水平杆8上有水平滑块9，水平滑块9可在水平杆8上滑动，定位杆10与水平滑块9联接，定位杆10上有定位滑块11，定位滑块11可在定位杆10上滑动，定位滑块11与铁片12联接。本发明的优点是：①加工精度高，可充分满足钻杆接头的长度公差要求，可重复性好，能大大提高修扣效率，减轻工人的劳动强度；②不需要对现有数控车床进行改进，能够充分利用现有的数控车床进行数控修扣。
图1为钻杆上所做钻杆标记2的示意图；
附图说明
图2为在卡盘4上做卡盘标记3的示意图；
图3为检测工具的主视图；
图4为检测工具的俯视图；
图5为检测工具在卡盘上安装的示意图
在第一次修理使用过的钻杆时，在数控车床上将螺纹部分全部车掉，从端面处截去一长度，该长度由螺纹锥度比和螺牙高确定(该长度的确定方法为：螺纹锥度乘以2倍的螺牙高度)，在端面处对刀，运行数控程序加工出钻杆接头的螺纹及各表面。然后如图1所示，完成加工后在钻杆上做出钻杆标记2，在卡盘4上做出卡盘标记3，钻杆标记2和卡盘标记3在螺纹起点1与钻杆轴线组成的平面H内。当钻杆在使用过后需要再次修理的时候，将钻杆标记2与卡盘标记3对齐，然后根据接头的损伤程度确定钻杆接头需要切除的长度(切除长度为螺距的整数倍)，在钻杆接头的端面对刀，建立工件坐标系，运行加工程序完成接头的再次修复工作。
具体实施方式
为保证装夹时钻杆标记2与卡盘标记3精确对齐，特设计一检测工具。该工具包括两块磁铁5，连接杆6，水平杆8，定位杆10，连接滑块7，水平滑块9，定位滑块11，铁片12。两块磁铁5位于连接杆6的两端，连接滑块7可在连接杆6上滑动。水平杆8与连接滑块7联接，水平杆8上有水平滑块9，水平滑块9可在水平杆8上滑动。定位杆10与水平滑块9联接，定位杆10上有定位滑块11，定位滑块11可在定位杆10上滑动，定位滑块11与铁片12联接。将钻杆放入车床内，不夹紧。将工具置于卡盘4上，让卡盘标记3在位于两块磁铁5的中间。工具靠磁铁5吸附在卡盘上，移动连接滑 块7和水平滑块9让铁片12靠近卡盘的端面与卡盘标记3重合，点动卡盘，移动水平滑块9和定位滑块11，让铁片12靠近工件的端面与钻杆标记2重合。这样就能完成钻杆在车床上的定位，保证钻杆标记2、卡盘标记3在同一平面内。
Claims (2)
1.一种用数控车床修理钻杆接头的方法，其特征在于：第一次修理钻杆接头时，将钻杆接头部位的螺纹全部车掉，从接头端面截去一长度，该长度根据螺纹锥度比和螺牙高确定；在端面处对刀，运行数控程序，加工出钻杆接头的螺纹及各表面；通过螺纹的起牙点和钻杆轴线所确定的平面在数控车床卡盘(4)上做标记(3)，在钻杆接头上做标记(2)；当钻杆使用一段时间后需要再次修理时，将钻杆标记(2)和卡盘标记(3)对齐，根据损坏程度将钻杆接头端部截去一长度，该长度为螺距的整数倍；在钻杆接头端面对刀，设定坐标系，运行数控程序，完成钻杆接头的再次修理工作。
2.一种为权利要求1所述方法使用的检测工具，其特征在于：检测工具包括两块磁铁(5)，连接杆(6)，水平杆(8)，定位杆(10)，连接滑块(7)，水平滑块(9)，定位滑块(11)，铁片(12)，两块磁铁(5)位于连接杆(6)的两端，连接滑块(7)可在连接杆(6)上滑动，水平杆(8)与连接滑块(7)联接，水平杆(8)上有水平滑块(9)，水平滑块(9)可在水平杆(8)上滑动，定位杆(10)与水平滑块(9)联接，定位杆(10)上有定位滑块(11)，定位滑块(11)可在定位杆(10)上滑动，定位滑块(11)与铁片(12)联接。
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