RU2271269C1 - Tool for ultrasonic working of cone thread of parts - Google Patents

Tool for ultrasonic working of cone thread of parts Download PDF

Info

Publication number
RU2271269C1
RU2271269C1 RU2004121483/02A RU2004121483A RU2271269C1 RU 2271269 C1 RU2271269 C1 RU 2271269C1 RU 2004121483/02 A RU2004121483/02 A RU 2004121483/02A RU 2004121483 A RU2004121483 A RU 2004121483A RU 2271269 C1 RU2271269 C1 RU 2271269C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thread
profile
tool
threaded surface
worked
Prior art date
Application number
RU2004121483/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Борисович Калинин (RU)
Олег Борисович Калинин
нко Евгений Дмитриевич Родз (RU)
Евгений Дмитриевич Родзянко
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис" filed Critical Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис"
Priority to RU2004121483/02A priority Critical patent/RU2271269C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2271269C1 publication Critical patent/RU2271269C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Turning (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

FIELD: combination working of metals, restoration and strengthening of cone threaded surfaces.
SUBSTANCE: tool used, mainly for working oil production pipes includes body having in outlet end working zone with threaded surface reciprocal to worked thread. In order to increase useful life period and to provide fault-free operation, threaded surface of tool has normal values of conicity, mean diameter in main plane, profile angle and pitch for worked thread. Threaded surface has height of thread profile more than normal profile height of worked thread but less than normal value of height of initial acute-angle profile from which standard rounding radius of profile indentation of worked thread is extracted. Rounding radius of apex of threaded surface profile may be less than standard rounding radius of indentation of worked thread but it is more than half of said value.
EFFECT: increased useful life period of worked parts.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области комбинированной обработки металлов и может быть использовано при восстановлении и упрочнении конических резьбовых поверхностей деталей и изделий, преимущественно бурильных, обсадных, насосно-компрессорных труб и муфт, а также при подготовке к эксплуатации конических резьбовых поверхностей новых деталей и изделий.The invention relates to the field of combined metal processing and can be used in the restoration and hardening of conical threaded surfaces of parts and products, mainly drill, casing, tubing and couplings, as well as in the preparation for operation of conical threaded surfaces of new parts and products.

Известен инструмент для ультразвуковой обработки конических резьбовых соединений, например, нефтепромысловых труб, содержащий резьбовую рабочую поверхность, ответную обрабатываемой резьбе, с пазами, расположенными на рабочей поверхности и пересекающими направления ниток резьбы, с упрочняющим износостойким покрытием, нанесенным на рабочую поверхность полосами определенной толщины и ширины вдоль пазов на передние, задние контактные поверхности резьбы, на ее вершины и впадины. При этом инструмент может быть выполнен в виде метчика или плашки (Патент РФ №2141890, МПК В 23 Р 6/00, 27.11.1999).A known tool for the ultrasonic treatment of conical threaded joints, for example, oilfield pipes, containing a threaded working surface that responds to the machined thread, with grooves located on the working surface and intersecting the directions of the thread, with a hardening wear-resistant coating applied to the working surface with strips of a certain thickness and width along the grooves on the front, rear contact surfaces of the thread, on its tops and troughs. In this case, the tool can be made in the form of a tap or a die (RF Patent No. 2141890, IPC В 23 Р 6/00, 11/27/1999).

Недостатком известного инструмента является сложность его изготовления.A disadvantage of the known tool is the complexity of its manufacture.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является инструмент для ультразвуковой обработки, содержащий корпус, на выходном конце которого расположена рабочая зона с резьбовой поверхностью, ответной обрабатываемой резьбе (Патент РФ №2092291, МПК В 23 Р 6/00, 10.10.1997 - прототип).Closest to the claimed invention is a tool for ultrasonic processing, comprising a housing, at the output end of which there is a working area with a threaded surface, the reciprocal machined thread (RF Patent No. 2092291, IPC В 23 Р 6/00, 10/10/1997 - prototype).

Недостаток этого инструмента состоит в том, что он не обеспечивает обработки канавки резьбы на глубину, превышающую нормативную для обрабатываемой резьбы.The disadvantage of this tool is that it does not provide machining of the groove of the thread to a depth exceeding the standard for the machined thread.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в увеличении срока нормативной службы деталей и изделий с конической резьбой, в частности труб и муфт, то есть в увеличении срока их безаварийной эксплуатации.The problem to which the invention is directed is to increase the life of the standard service of parts and products with tapered threads, in particular pipes and couplings, that is, to increase the period of their trouble-free operation.

Технический результат изобретения сводится к повышению надежности и экологической безопасности эксплуатации оборудования, например нарезных нефтепромысловых труб, при снижении удельного расхода труб на единицу объема добываемой продукции, что обеспечивается за счет увеличения прочности соединения на растяжение и изгиб путем отделочно-упрочняющей обработки конической резьбы деталей труб дополнительно в области дна канавки профиля их резьбы.The technical result of the invention is to increase the reliability and environmental safety of the operation of equipment, for example, threaded oilfield pipes, while reducing the specific consumption of pipes per unit volume of produced products, which is achieved by increasing the tensile and bending strength of the joint by finishing and hardening the conical thread of pipe parts additionally in the area of the bottom of the groove of the profile of their thread.

Технический результат достигается тем, что в инструменте для ультразвуковой обработки конической резьбы деталей, содержащем корпус, на выходном конце которого расположена рабочая зона с резьбовой поверхностью, ответной обрабатываемой резьбе, согласно изобретению резьбовая поверхность выполнена соответствующей нормативам конусности, среднего диаметра в основной плоскости, угла профиля и шага для обрабатываемой резьбы и имеет высоту профиля, которая превышает нормативную для обрабатываемой резьбы, но менее нормативной высоты исходного остроугольного профиля, уменьшенной на нормативный радиус закругления впадины профиля обрабатываемой резьбы.The technical result is achieved by the fact that in the tool for ultrasonic processing of tapered threads of parts containing a housing, at the output end of which there is a working area with a threaded surface, a reciprocal machined thread, according to the invention, the threaded surface is made in accordance with the standards of taper, average diameter in the main plane, profile angle and step for the processed thread and has a profile height that exceeds the standard for the processed thread, but less than the standard height of the original of an acute-angled profile, reduced to a normative radius cavity profile machined thread.

Достижению указанного технического результата способствует также то, что радиус закругления вершины профиля резьбовой поверхности выполнен меньше нормативного радиуса закругления впадины обрабатываемой резьбы, но больше его половины.The achievement of the specified technical result also contributes to the fact that the radius of curvature of the top of the profile of the threaded surface is less than the standard radius of curvature of the cavity of the processed thread, but more than half.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 представлен инструмент типа «плашка» для ультразвуковой обработки наружной конической резьбы детали - ниппеля замка бурильных труб;figure 1 presents the tool type "die" for ultrasonic processing of the external conical thread of the part - the nipple of the drill pipe lock;

на фиг.2 представлен инструмент типа «метчик» для ультразвуковой обработки внутренней резьбы детали - муфты замка бурильных труб;figure 2 presents the tool type "tap" for ultrasonic processing of the internal thread of the part - the coupling of the drill pipe lock;

на фиг.3 показано сопряжение профилей резьбовых поверхностей инструмента и детали при их контакте фронтальными (вставными) гранями при заключительной стадии свинчивания, но до его завершения (выносной элемент А для фиг.1 и 2). figure 3 shows the pairing of the profiles of the threaded surfaces of the tool and the part when they are contacted by the front (insertion) faces during the final make-up stage, but before its completion (remote element A for figures 1 and 2).

Условные обозначения:Legend:

ri - уменьшенный радиус закругления вершины профиля резьбы инструмента;r i is the reduced radius of curvature of the tip of the thread profile of the tool;

h1i и r1i - увеличенные высота и радиус закругления впадины инструмента;h 1i and r 1i - increased height and radius of curvature of the tool depression;

α и h1 - нормативные угол и высота профиля обрабатываемой резьбы;α and h 1 - standard angle and profile height of the processed thread;

r1 - нормативный радиус закругления впадины профиля обрабатываемой резьбы;r 1 - standard radius of curvature of the hollow of the profile of the machined thread;

Р - нормативный шаг обрабатываемой резьбы;P is the regulatory step of the processed thread;

Н - нормативная высота исходного остроугольного профиля резьбы;N is the normative height of the initial acute-angled thread profile;

h - нормативная рабочая высота профиля обрабатываемой резьбы;h is the normative working height of the profile of the processed thread;

G - фронтальная (вставная) сторона профиля обрабатываемой резьбы;G is the front (insertion) side of the profile of the machined thread;

Gi - фронтальная сторона профиля резьбовой поверхности инструмента;G i - the front side of the profile of the threaded surface of the tool;

В - тыльная (нагрузочная) сторона профиля обрабатываемой резьбы;B - back (load) side of the profile of the thread being machined;

Вi - тыльная сторона профиля резьбовой поверхности инструмента.In i - the back side of the profile of the threaded surface of the tool.

Предлагаемые инструмент плашка (фиг.1) и инструмент метчик (фиг.2) содержат корпус 1, на входном конце 2 которого имеется резьбовое приспособление 3 для сменного крепления корпуса 1 к волноводу 4, подводящему ультразвуковые колебания от внешнего источника (не показан). На выходном свободном конце 5 расположена рабочая зона 6 с резьбовой поверхностью 7, ответной обрабатываемой резьбе 8, причем поверхность 7 соответствует резьбе 8 по нормативам конусности, среднего диаметра в основной плоскости, углу профиля α и шагу Р. Длина l зоны 6 соответствует нормативу для обрабатываемой резьбы на протяженность участка наружной резьбы с полным профилем. The proposed tool die (figure 1) and the tool tap (figure 2) contain a housing 1, at the input end 2 of which there is a threaded device 3 for removably attaching the housing 1 to the waveguide 4, supplying ultrasonic vibrations from an external source (not shown). At the output free end 5, there is a working zone 6 with a threaded surface 7, the corresponding machined thread 8, and the surface 7 corresponds to the thread 8 according to the standards of taper, average diameter in the main plane, profile angle α and step P. The length l of zone 6 corresponds to the standard for the machined threads over the length of the external thread section with a full profile.

Описание работы инструмента.Description of the tool.

Инструмент плашку или метчик используют при подготовке к эксплуатации и/или восстановлении конической резьбы детали, например резьбового участка 6 ниппельной детали 9 (фиг.1) или муфтовой детали 10 (фиг.2) замка бурильной трубы, методом ультразвуковой отделочно-упрочняющей обработки. Деталь 9 или 10 замка подводят посредством, например, механизма вращательно-поступательного перемещения (не показан) к выходному концу 5 корпуса 1 инструмента и свинчивают его рабочую зону 6 с обрабатываемой резьбой 8.A die tool or a tap is used in preparing for use and / or restoring the tapered thread of the part, for example, the threaded section 6 of the nipple part 9 (Fig. 1) or the coupling part 10 (Fig. 2) of the drill pipe lock, by ultrasonic finishing and hardening processing. Detail 9 or 10 of the lock fail, for example, by means of a rotational-translational movement mechanism (not shown) to the output end 5 of the tool body 1 and screw its working area 6 with the machined thread 8.

При достижении заданной величины крутящего момента, меньшей нормативной для эксплуатации трубы, останавливают механизм вращательно-поступательного перемещения и включают внешний источник ультразвуковых колебаний, которые через волновод 4 передаются корпусу 1, его рабочей зоне 6 с резьбовой поверхностью 7 и резьбе 8 детали 9 или 10. При этом происходят соударения и отскоки резьбовых поверхностей 7 и 8 фронтальными (G и Gi) или тыльными (В и Bi) гранями, что обеспечивает обработку граней G или В. В отличие от прототипа, в фазе остановки механизма по заданному пороговому значению крутящего момента, свинчивание приводит к прямому контакту вершины профиля резьбы инструмента с уменьшенным радиусом r1, закругления и дна канавки обрабатываемой резьбы 8 со значительно большим радиусом r1. Это обеспечивает ультразвуковую отделочно-упрочняющую обработку основания ножки профиля и дна канавки, увеличение прочности резьбового участка обрабатываемой детали, в частности, на растяжение и изгиб.When the specified torque value is lower than the normative value for the operation of the pipe, the rotational-translational movement mechanism is stopped and an external source of ultrasonic vibrations is turned on, which are transmitted through the waveguide 4 to the housing 1, its working area 6 with a threaded surface 7 and a thread 8 of a part 9 or 10. In this case, collisions and rebounds of the threaded surfaces 7 and 8 by the front (G and G i ) or rear (B and B i ) faces occur, which ensures the processing of faces G or B. In contrast to the prototype, in the stop phase of the mechanism about a given threshold value of torque, make-up leads to direct contact of the tip of the thread profile of the tool with a reduced radius r 1 , the rounding and the bottom of the groove of the machined thread 8 with a significantly larger radius r 1 . This provides ultrasonic finishing and hardening treatment of the base of the leg of the profile and the bottom of the groove, increasing the strength of the threaded section of the workpiece, in particular, tensile and bending.

Работа инструмента типа «метчик» (фиг.2) отдельно не иллюстрируется, т.к. она аналогична вышеописанному и выносной элемент А чертежа соответствует фиг.3.The operation of the tool type "tap" (figure 2) is not separately illustrated, because it is similar to the above and the remote element A of the drawing corresponds to figure 3.

Сопоставительный анализ известного инструмента и предлагаемого показывает значительные преимущества последнего из них, обеспечивающие достижение намеченного технического результата, в частности, стойкость резьбовых соединений насосно-компрессорных труб, обработанных предлагаемым инструментом, превысила в два раза стойкость труб, обработанных известным инструментом.A comparative analysis of the known tool and the proposed one shows significant advantages of the last of them, ensuring the achievement of the intended technical result, in particular, the resistance of the threaded joints of the tubing machined by the proposed tool exceeded twice the resistance of the pipes processed by the known tool.

Claims (2)

1. Инструмент для ультразвуковой обработки конической резьбы деталей, преимущественно нефтепромысловых труб, содержащий корпус, на выходном конце которого расположена рабочая зона с резьбовой поверхностью, ответной обрабатываемой резьбе, отличающийся тем, что резьбовая поверхность выполнена соответствующей нормативам конусности, среднего диаметра в основной плоскости, угла профиля и шага для обрабатываемой резьбы и имеет высоту профиля, которая превышает нормативную для обрабатываемой резьбы, но менее нормативной высоты исходного остроугольного профиля, уменьшенной на нормативный радиус закругления впадины профиля обрабатываемой резьбы.1. A tool for ultrasonic processing of conical threads of parts, mainly oilfield pipes, comprising a housing, at the output end of which there is a working area with a threaded surface, a reciprocal machined thread, characterized in that the threaded surface is made in accordance with the standards of taper, average diameter in the main plane, angle profile and pitch for the machined thread and has a profile height that exceeds the standard for the machined thread, but less than the standard height of the original a rectangular profile reduced by the standard radius of curvature of the hollow of the profile of the thread being machined. 2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что радиус закругления вершины профиля резьбовой поверхности выполнен меньше нормативного радиуса закругления впадины обрабатываемой резьбы, но больше его половины.2. The tool according to claim 1, characterized in that the radius of curvature of the top of the profile of the threaded surface is made smaller than the standard radius of curvature of the cavity of the machined thread, but more than half of it.
RU2004121483/02A 2004-07-14 2004-07-14 Tool for ultrasonic working of cone thread of parts RU2271269C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004121483/02A RU2271269C1 (en) 2004-07-14 2004-07-14 Tool for ultrasonic working of cone thread of parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004121483/02A RU2271269C1 (en) 2004-07-14 2004-07-14 Tool for ultrasonic working of cone thread of parts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2271269C1 true RU2271269C1 (en) 2006-03-10

Family

ID=36116124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004121483/02A RU2271269C1 (en) 2004-07-14 2004-07-14 Tool for ultrasonic working of cone thread of parts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2271269C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575515C1 (en) * 2014-12-26 2016-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский трубопрокатный Завод - Инжиниринг" Tool for ultrasound treatment of part conical thread
CN112877519A (en) * 2021-01-14 2021-06-01 上海交通大学 Surface strengthening device and method for applying multiple physical fields to metal workpiece and assisting ultrasonic rolling

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575515C1 (en) * 2014-12-26 2016-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский трубопрокатный Завод - Инжиниринг" Tool for ultrasound treatment of part conical thread
CN112877519A (en) * 2021-01-14 2021-06-01 上海交通大学 Surface strengthening device and method for applying multiple physical fields to metal workpiece and assisting ultrasonic rolling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
MXPA03006962A (en) Tubular threaded joint with trapezoid threads having convex bulged thread surface.
SE9904709D0 (en) Tool tip and tool body assembly
CN101680274A (en) Rock-drilling equipment as well as female and male parts therefor
DE602006014800D1 (en) Reibschweisswerkzeug
RU2271269C1 (en) Tool for ultrasonic working of cone thread of parts
TW200507123A (en) Bonding tool with contained inner chamfer
JP2004270913A (en) Screw type anchor
RU42458U1 (en) TOOL FOR ULTRASONIC PROCESSING OF CONE THREAD PARTS
DE20208490U1 (en) Mehrfachschraubwerkzeug
CN205778605U (en) A kind of slip-off preventing plate
WO2001042615A3 (en) Drill rod
CN107676365B (en) Anti-loosening bolt
DE20012524U1 (en) Linkage coupling
EP1462067A3 (en) Temporary jaw implant
DE20114835U1 (en) Adapter and puller for hip joints
CN103273115A (en) Anti-skidding electric hand drill
CN204486954U (en) Tapering thread forming tap
CN209236295U (en) A kind of double helix orthopaedic soft drill
CN209539306U (en) Expansion type female coupling tap
RU42460U1 (en) TOOL FOR ULTRASONIC PROCESSING OF CONE THREAD PARTS
RU2271912C1 (en) Tool for ultrasonic working of cone thread of parts
CN211278238U (en) Sewer pipe mounting tool
EP1030134A3 (en) Evaporator plate
CN203621664U (en) Combined screw tap
CN208565186U (en) Furniture connecting component

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100715

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110820

RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20130325

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140715