CN2806002Y - 一种浮动镗杆 - Google Patents

Abstract

一种浮动镗杆，包括：中空的浮动镗杆杆体(3)；位于中空的浮动镗杆杆体(3)内、随主轴(9)旋转、移动的进刀拉杆(6)，该进刀拉杆(6)一端与浮动镗杆加工端的刀头部连杆机构(13)连接，另一段经由浮动镗杆固定端与进给油缸(7)固定连接；一端与镗刀连接，另一端与上述进刀拉杆(6)固定连接、可随主轴旋转、移动的刀头部连杆机构(13)；镗刀刀头(4)；所述刀头部连杆机构可使刀头作径向尺寸变动的回转，所述浮动镗杆还包括固定在镗杆加工前端部的自适应浮动式内支撑部件(5)。本实用新型的浮动镗杆可保持高度的中心定位进行高精度的车镗精加工，同时，能够确保切屑过程中有效减少刀具振动、降低刀头损耗，使用寿命长。

Description

一种浮动镗杆

技术领域

本实用新型涉及一种浮动镗杆，更具体地说，本实用新型涉及一种石油钻管专用的浮动镗杆。

背景技术

因对石油钻探的需要，对石油钻管的长度、刚度要求非常高，必须将多段长长的石油钻管管体作刚性、密封固定连接。石油钻管管体的连接采用将一石油钻管管端接箍与另一钻管管体螺旋连接的连接方法。所述管端接箍以摩擦焊接固接于钻管管端。在石油钻管管体与管端接箍作摩擦焊接加工的过程中，当管体在与摩擦焊接箍经摩擦焊接牢固后，管端内壁焊接处产生大量焊缝、接头，如不对该管端接箍与管体内壁的摩擦焊接处作进一步的车镗精加工，则对石油钻管的使用产生极大的影响。

在与管端接箍作摩擦焊接牢固后，对管体、管端内壁焊接处产生的大量焊缝、接头进行车镗精加工常常是比较难的。因为石油钻管的长径比很大，尺寸精度和几何精度要求也很高。同时，镗杆刀具必须能够确保切屑过程中有效减少刀具振动、保持中心定位，降低刀头损耗。为此，以往多采用弹性镗杆(申请号“0211538”、发明名称为“一种弹性镗杆”的中国发明专利)、中心自动定位镗杆(申请号“98214329.X”、发明名称为“中心自动定位镗杆”的中国实用新型专利)等结构的镗杆刀具。

然而，上述镗杆刀具在满足石油钻管的尺寸精度和几何精度要求方面仍有不足。另外，镗床夹具的典型结构形式有：

(1)前后双支承镗模，和(2)无支承镗床夹具。镗床夹具的设计要点为导引方式及导向支架，而镗杆的引导方式分为单、双支承引导。

单支承时，镗杆与机床主轴采用刚性连接，主轴回转精度影响镗孔精度，故适于小孔和短孔的加工。双支承时，镗杆和机床主轴采用活动联接。所镗孔的位置精度取决于镗模两导向孔的位置精度，而与机床主轴精度无关。

镗模导向支架主要用来安装镗套和承受切削力。因要求其有足够的刚性及稳定性，故在结构上一般应有较大的安装基面和必要的加强筋；而且支架上不允许安装夹紧机构来承受夹紧反力，以免支架变形而破坏精度。

一个专用的镗削工作站穿过托架镗一个光滑的孔，具有多个切削刀具的长工具(镗杆)同时加工这些孔，但是调整很复杂，需要专门的主轴。

根据上述以往技术的缺点，本实用新型的目的在于：提供一种浮动镗杆，更具体地说，本实用新型提供一种石油钻管专用的浮动镗杆，所述浮动镗杆采用自适应浮动式内支撑结构，由此，使得本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆在加工时，可在待加工的石油钻管管体一端采用了可旋转的滚轮支承。籍此保持高度的中心定位。另外，该浮动镗杆藉由在镗杆前端采用自适应浮动式内支撑结构，可对石油钻管管体在与管端接箍经摩擦焊接牢固后，管体、管端内壁焊接处产生的大量焊缝、接头进行进一步的车镗精加工，保持高的尺寸精度和几何精度的同时，能够确保切屑过程中有效减少刀具振动、降低刀头损耗，使用寿命长。

发明内容

本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆由下述结构实现。

一种石油钻管专用的浮动镗杆，该浮动镗杆包括：中空的浮动镗杆杆体；位于中空的浮动镗杆杆体内、随主轴旋转、移动的进刀拉杆，该进刀拉杆一端与浮动镗杆加工端的刀头部连杆机构固定连接，另一段经由浮动镗杆固定端与进给油缸固定连接；刀头部连杆机构，所述刀头部连杆机构一端与镗刀连接，另一端与上述进刀拉杆固定连接、可随主轴旋转、移动；镗刀刀头；所述刀头部连杆机构在进刀拉杆被油缸推顶向前时可使浮动镗杆头部的刀头作径向尺寸变动的回转，其特征在于，

所述浮动镗杆还包括固定在镗杆加工前端部的自适应浮动式内支撑部件，该浮动式内支撑部件采用内外剖分式结构。

优选的是，根据本发明的石油钻管专用的浮动镗杆，所述自适应浮动式内支撑部件由碟片式弹簧组件块构成，所述碟片式弹簧组件块外设置有浮动于所述浮动镗杆表面部位的外凸片状的硬质金属浮动件，并以120度的角度间隔，成三组固设于浮动镗杆外表面。

优选的是，根据本发明的石油钻管专用的浮动镗杆，所述自适应浮动式内支撑部件由6个碟片式弹簧组件块构成，所述碟片式弹簧组件块两个一组，以120度的角度间隔，成三组固设于浮动镗杆外表面。

优选的是，根据本发明的石油钻管专用的浮动镗杆，所述自适应浮动式内支撑部件由12个碟片式弹簧组件块构成，所述碟片式弹簧组件块四个一组，每二组外置一个所述硬质金属浮动件，以120度的角度间隔，成三组内外剖分式固设于浮动镗杆外表面。

优选的是，根据本发明的石油钻管专用的浮动镗杆，所述浮动镗杆具有23/8”-51/2”的系列规格。

优选的是，根据本发明的石油钻管专用的浮动镗杆，所述碟片式弹簧组件块由6-8片碟簧构成。

优选的是，根据本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆，所述自适应浮动式内支撑部件的每个碟片弹簧组件块由8片碟片弹簧组成。

藉由本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆的采用，待加工的石油钻管管体一端可采用可旋转的滚轮支承。由此，使得本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆在加工时，可保持高度的中心定位。另外，可由此保持高的尺寸精度和几何精度的同时，能够确保切屑过程中有效减少刀具振动、降低刀头损耗，使用寿命长。

附图的简单说明

图1为本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆的局部剖视示意图。

图2为安装于本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆上的浮动支撑部件的剖视图。

图3为本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆前端安装有浮动支撑部件的外观示意图。

图4A、图4B分别为图3的浮动镗杆上安装有浮动支撑部件的D、E处的截面图。

图5为图1所示浮动镗杆头部的连杆机构部分自上下视、即沿图1所示图面转向90°后的剖视图。

图6为本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆上的浮动支撑部件中，一个碟片弹簧组件块的剖视示意图。

图中，1为石油钻管管体，2为管端接箍，3为浮动镗杆主体，4为浮动镗杆头部刀头，5为自适应浮动式内支撑部件，6为进刀拉杆，7为进给油缸，8为主轴箱，9为主轴，10为自适应浮动式内支撑部件中的碟片弹簧组件，11为构成所述自适应浮动式内支撑部件、浮动设置于所述浮动镗杆表面部位的外凸片状的硬质金属浮动件，12为石油钻管管体在与管端接箍经摩擦焊接牢固后，管体、管端内壁焊接处产生的焊缝，13为连杆机构，14为将自适应浮动式内支撑部件的碟片弹簧组件紧固于浮动镗杆主体3上的螺钉，15为螺钉。

具体实施方式

以下，参照附图，就本实用新型石油钻管专用的浮动镗杆作具体说明。

实施例1

如图1所示，浮动镗杆主体3与机床主轴9定位连接，待加工管体1由镗床另一段作可旋转的滚轮支承(图中未示)。

当待加工管体1被送至指定位置并被夹紧时，浮动镗杆主体3开始随主轴9旋转，并随主轴箱8移向管体1。此时浮动镗杆的进刀拉杆6受油缸7推顶向前，经连杆机构13作用，使浮动镗杆头部刀头4回转尺寸小于管端内径。

当浮动镗杆头部刀尖4回转进入管端内孔时，由控制系统(图中未示)控制油缸7回拉进刀拉杆6，经连杆13带动，使浮动镗杆头部刀头刀尖4回转尺寸按设定变至指定尺寸(大于管端内径)，同时配合主轴箱8移动，使浮动镗杆刀尖按图1所示形成对管端内壁焊接处12的走刀切削。此时工作时的镗杆头部及其刀尖4的位置如图1中的淡细线所示。

另外，如图2-4、图6等所示，在镗杆前端的自适应浮动式内支撑部件5上的碟片弹簧组件10的弹性力作用下，浮动设置于所述浮动镗杆表面部位的外凸片状的硬质金属浮动件11由所述浮动镗杆主体3的外表面部位向着待加工的石油钻管管体1的内壁外凸，弹性力足够大至可自动撑住管端内壁，起到减少刀具振动、增加刚性、保持中心定位的作用，由此，得以保持高的尺寸精度和几何精度，同时，能够确保切屑过程中有效减少刀具振动，降低刀头损耗，延长使用寿命。

如图2-4及图6所示，所述浮动镗杆对管体的内支撑力由12组碟片弹簧组件随管端内径的制造公差波动在规定范围内对管端内径进行浮动支撑，保持支撑力的基本一致。

所述自适应浮动式内支撑部件的每个碟片弹簧块由6-8片碟片弹簧组成。所述碟片式弹簧组件块四个一组，每二组外置一个所述硬质金属浮动件，以120度的角度间隔，成三组固设于浮动镗杆外表面。

当主轴箱8移到设定加工位置时，油缸推顶进刀拉杆，经连杆带动使浮动镗杆头部刀尖配合主轴箱连续位移，使浮动镗杆刀尖按图1所示形成对管端内壁焊接处12的走刀切削。然后，由控制系统，按设定程序，启动浮动镗杆刀尖的退刀动作，主轴箱退回原始位置，一次焊缝的车镗精加工动作完成。

在本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆中，针对浮动镗杆结构纤巧，而承载为较重的冲击型交变载荷的特点，同时综合考虑使用及维修成本，因此各受力部件均选用经所需热处理的中碳合金工具钢、弹簧钢及硬质合金钢等；同时为满足浮动镗杆前端的浮动式内支撑部件能在高温下(高速旋转摩擦产生)持续有效工作，如图3，图4A、4B所示，该部件采用内外剖分式结构，主要回转部件选用10-2铜基轴瓦与45#钢组合，并采用高速锂基脂定时润滑。

本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆具有23/8”-51/2”的系列规格。

根据本实用新型，所述的浮动镗杆的所有零部件均按可互换原则制作、装配，装配调整后整体形位精度误差≤0.04mm。

实施例2

在实施例1中，所述浮动镗杆对管体的内支撑力由6组碟片弹簧组件构成，所述自适应浮动式内支撑部件的每个碟片弹簧块由8片碟片弹簧组成。所述碟片式弹簧组件块二个一组，每组外置一个所述硬质金属浮动件，以120度的角度间隔，成三组内外剖分式固设于浮动镗杆外表面。除此之外，其他如同实施例1，制得本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆。

根据本实用新型，在镗杆前端采用自适应浮动式内支撑结构，由此，使得本实用新型的石油钻管专用的浮动镗杆在加工时，可在待加工的石油钻管管体一端采用了可旋转的滚轮支承。籍此保持高度的中心定位。另外，该浮动镗杆藉由在镗杆前端采用自适应浮动式内支撑结构，可对石油钻管管体在与管端接箍经摩擦焊接牢固后，管体、管端内壁焊接处产生的大量焊缝、接头进行进一步的车镗精加工，保持高的尺寸精度和几何精度的同时，能够确保切屑过程中有效减少刀具振动、降低刀头损耗，使用寿命长。

Claims (6)

1.一种浮动镗杆，包括：中空的浮动镗杆杆体(3)；位于中空的浮动镗杆杆体(3)内、随主轴(9)旋转、移动的进刀拉杆(6)，该进刀拉杆(6)一端与浮动镗杆加工端的刀头部连杆机构(13)固定连接，另一段经由浮动镗杆固定端与进给油缸(7)固定连接；刀头部连杆机构(13)，所述刀头部连杆机构(13)一端与镗刀连接，另一端与上述进刀拉杆(6)固定连接、可随主轴旋转、移动；镗刀刀头(4)；所述刀头部连杆机构在进刀拉杆被油缸(7)推顶向前时可使浮动镗杆头部的刀头作径向尺寸变动的回转，其特征在于，

所述浮动镗杆还包括固定在镗杆加工前端部的自适应浮动式内支撑部件(5)，该浮动式内支撑部件(5)采用内外剖分式结构。

2.如权利要求1所述的浮动镗杆，其特征在于，所述自适应浮动式内支撑部件(5)由碟片式弹簧组件块(10)构成，所述碟片式弹簧组件块(10)外设置有浮动于所述浮动镗杆表面部位的外凸片状的硬质金属浮动件(11)，并以120度的角度间隔，成三组固设于浮动镗杆外表面。

3.如权利要求2所述的浮动镗杆，其特征在于，所述自适应浮动式内支撑部件(5)由6个碟片式弹簧组件块(10)构成，所述碟片式弹簧组件块(10)两个一组，每组外置一个所述硬质金属浮动件(11)，以120度的角度间隔，成三组固设于浮动镗杆外表面。

4.如权利要求2或3所述的浮动镗杆，其特征在于，所述自适应浮动式内支撑部件(5)由12个碟片式弹簧组件块(10)构成，所述碟片式弹簧组件块(10)四个一组，每二组外置一个所述硬质金属浮动件(11)，以120度的角度间隔，成三组固设于浮动镗杆外表面。

5.如权利要求1所述的浮动镗杆，其特征在于，所述浮动镗杆具有23/8”-51/2”的系列规格。

6.如权利要求2或3所述的浮动镗杆，其特征在于，所述碟片式弹簧组件块(10)由6-8片碟簧构成。

Images