RU2644837C2 - Method to produce conical thread on pipes by plastic deformation method - Google Patents

Method to produce conical thread on pipes by plastic deformation method Download PDF

Info

Publication number
RU2644837C2
RU2644837C2 RU2015151209A RU2015151209A RU2644837C2 RU 2644837 C2 RU2644837 C2 RU 2644837C2 RU 2015151209 A RU2015151209 A RU 2015151209A RU 2015151209 A RU2015151209 A RU 2015151209A RU 2644837 C2 RU2644837 C2 RU 2644837C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
profile
thread
carried out
pipe
matrix
Prior art date
Application number
RU2015151209A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015151209A (en
Inventor
Сергей Александрович Евсюков
Сергей Михайлович Небогов
Владимир Иванович Пунин
Сергей Павлович Исаков
Владимир Владимирович Колесников
Игорь Львович Федотов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский трубопрокатный завод-Инжиниринг"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский трубопрокатный завод-Инжиниринг" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский трубопрокатный завод-Инжиниринг"
Priority to RU2015151209A priority Critical patent/RU2644837C2/en
Publication of RU2015151209A publication Critical patent/RU2015151209A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2644837C2 publication Critical patent/RU2644837C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/56Making machine elements screw-threaded elements

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: production is carried out at the end of pipe by plastic deformation of preliminary threaded profile with subsequent production of final profile by means of tool action to which ultrasonic vibrations are supplied during the manufacturing process of the final threaded profile. The preliminary threaded profile is produced by forming a section at the end of the pipe with a conical generatrix corresponding to the profile of the produced thread. Then this portion is placed in a die with threaded profile and preliminary profile of the thread is formed by expanding the end of the pipe with a conical punch.
EFFECT: threaded profile is strengthened and precision of the resulting conical thread is increased.
11 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к технологии получения конических резьбовых участков на насосно-компрессорных трубах (НКТ), применяемых в нефтегазовых скважинах, и может быть использовано при изготовлении, восстановлении или ремонте таких изделий.The invention relates to a technology for producing tapered threaded sections on tubing used in oil and gas wells, and can be used in the manufacture, restoration or repair of such products.

Уровень техникиState of the art

Известен способ ультразвуковой обработки конической резьбы деталей, в частности ниппельного конца насосно-компрессорной трубы (далее НКТ), заключающийся в одновременно проводимых ультразвуковом воздействии на обрабатываемый резьбовой участок и пластическом деформировании его резьбовой поверхности, Патент Российской Федерации №2092291, МПК В23Р 6/00, 10.10.1997 [1].A known method of ultrasonic treatment of the tapered thread of parts, in particular the nipple end of the tubing (hereinafter tubing), which consists in simultaneously conducted ultrasonic treatment of the machined threaded section and plastic deformation of its threaded surface, Patent of the Russian Federation No. 2092291, IPC В23Р 6/00, 10/10/1997 [1].

Основной недостаток этого способа, который предназначен в наибольшей степени для упрочняюще-корректирующей ультразвуковой обработки как новых, так и бывших в эксплуатации составных элементов нефтяной колонны, заключается в том, что он предназначен для нарезанных резьбовых участков, т.е. участков резьбы, изготовленных со снятием стружки. При нарезания резьбы происходит перерезание волокон, что снижает прочность резьбового участка. В результате этого степень ультразвукового упрочнения резьбовой поверхности обрабатываемого участка и глубина создаваемого упрочненного слоя не достигают возможного уровня показателей, который обеспечил бы обрабатываемой резьбы наиболее высокие эксплуатационные свойства.The main disadvantage of this method, which is intended to the greatest extent for hardening-correcting ultrasonic treatment of both new and used components of the oil column, is that it is designed for threaded threaded sections, i.e. sections of thread made with chip removal. When threading occurs, the fibers are cut, which reduces the strength of the threaded section. As a result of this, the degree of ultrasonic hardening of the threaded surface of the treated section and the depth of the created hardened layer do not reach the possible level of indicators that would ensure the processed thread with the highest operational properties.

Из статьи в журнале «Нефть. Газ. Новации» [2] известен способ получения конической трубной резьбы на НКТ, включающий получение на конце трубы пластическим деформированием предварительного резьбового профиля с последующим получением окончательного профиля посредством воздействия инструмента, к которому в процессе получения окончательного резьбового профиля подводятся ультразвуковые колебания, в частности радиальные.From an article in the journal “Oil. Gas. Novation ”[2] there is a known method for producing a conical pipe thread on a tubing, including obtaining a preliminary threaded profile at the end of the pipe by plastic deformation followed by obtaining the final profile by means of an instrument to which ultrasonic vibrations, in particular radial ones, are applied in the process of obtaining the final threaded profile.

Способ [2] можно считать прототипом предлагаемого способа.Method [2] can be considered a prototype of the proposed method.

Основное внимание в указанной статье уделено описанию способа и устройства для окончательной обработки резьбы с приложением к инструменту ультразвуковых колебаний. При осуществлении этого способа упрочняется поверхность профиля резьбы, но прочность зуба резьбы не изменяется, так как ультразвуковые колебания воздействуют на поверхность резьбы. О том, что резьба может быть получена пластическим деформированием, только упоминается, без раскрытия самого способа формообразования начального профиля резьбы.The main attention in this article is given to the description of the method and device for the final machining of the thread with the application of ultrasonic vibrations to the tool. When implementing this method, the surface of the thread profile is hardened, but the strength of the thread tooth does not change, since ultrasonic vibrations affect the surface of the thread. The fact that the thread can be obtained by plastic deformation is only mentioned, without disclosing the very method of forming the initial profile of the thread.

Данное изобретение конкретизирует известный способ получения конической резьбы [2].This invention specifies a known method for producing tapered threads [2].

Основной эффект предлагаемого способа обусловлен следующим. Традиционный метод получения резьбы посредством удаления стружки приводит к перерезанию волокон трубной заготовки, что ослабляет гребни резьбы. Использование пластического формообразования для оформления профиля резьбы не только способствует огибанию волокнами контура резьбы (фиг. 1), но и к накоплению в металле большого количества дислокаций. Причем не только в поверхностном и приповерхностном слое, а во всем объеме резьбовой нитки. Последующее воздействие ультразвуковых колебаний способствует направленному перемещению дислокаций, что обусловливает образование измельченной структуры металла в поверхностном слое резьбы.The main effect of the proposed method is due to the following. The traditional method of obtaining threads by removing chips leads to the cutting of the fibers of the billet, which weakens the crests of the thread. The use of plastic shaping to form the thread profile not only contributes to the fiber enveloping the thread contour (Fig. 1), but also to the accumulation of a large number of dislocations in the metal. Moreover, not only in the surface and near-surface layer, but in the entire volume of the threaded thread. Subsequent exposure to ultrasonic vibrations contributes to the directional movement of dislocations, which leads to the formation of a crushed metal structure in the surface layer of the thread.

Задача, стоящая перед авторами настоящего изобретения, заключалась в изыскании возможности сформировать предварительный резьбовой профиль пластическим деформированием максимально приближенный к окончательному, при минимальных энергосиловых затратах и наиболее щадящем воздействии на инструмент.The challenge facing the authors of the present invention was to find the opportunity to form a preliminary threaded profile by plastic deformation as close as possible to the final one, with minimal energy costs and the most sparing impact on the tool.

Технический результат изобретения состоит в повышении служебных характеристик обрабатываемых деталей, в экономии энергии, затрачиваемой на их обработку, а также, в упрочнении профиля резьбы за счет создания в металле нано-дуплексной (цементит-феррит) структуры.The technical result of the invention consists in increasing the service characteristics of the workpieces, in saving energy spent on their processing, as well as in hardening the thread profile by creating a nano-duplex (cementite-ferrite) structure in the metal.

Указанный технический результат достигается в способе получения конической резьбы, включающем изготовление на конце трубы пластическим деформированием предварительного резьбового профиля с последующим получением окончательного профиля посредством воздействия инструмента, к которому в процессе получения окончательного резьбового профиля подводятся ультразвуковые колебания. При этом получение предварительного резьбового профиля осуществляется посредством образования на конце трубы участка с конической образующей соответствующей профилю получаемой резьбы, помещение этого участка в разъемную матрицу с резьбовым профилем и формование предварительного профиля резьбы путем раздачи конца трубы коническим пуансоном.The specified technical result is achieved in a method for obtaining a conical thread, including the manufacture of a pre-threaded profile at the end of the pipe by plastic deformation with the subsequent obtaining of the final profile by means of a tool, to which ultrasonic vibrations are applied in the process of obtaining the final threaded profile. In this case, a preliminary threaded profile is obtained by forming at the pipe end a section with a conical generatrix corresponding to the obtained thread profile, placing this section in a split matrix with a threaded profile and forming a preliminary thread profile by distributing the pipe end with a conical punch.

Указанный технический результат достигается также тем, что получение на конце трубы участка с конической образующей осуществляется продольным обжимом матрицей с гладким коническим профилем. Угол конусности матрицы подбирается таким образом, чтобы труба с коническим участком полностью помещалась в резьбовую матрицу.The specified technical result is also achieved by the fact that obtaining at the end of the pipe section with a conical generatrix is carried out by longitudinal crimping with a matrix with a smooth conical profile. The taper angle of the matrix is selected so that the pipe with the conical section fits completely into the threaded matrix.

Указанный технический результат достигается также тем, что получение на конце трубы участка с конической образующей осуществляется продольным обжимом матрицей с гладким коническим профилем, угол конусности которого на 1-2% больше конусности профиля получаемой резьбы, а помещение трубы в резьбовую матрицу осуществляется перемещением в осевом направлении до упора. Указанная разность в конусности конца трубы и резьбовой матрицы обеспечивает немного большее перемещение трубы внутрь резьбовой матрицы. В этом случае, даже если торец трубы будет немного не ровный, резьбовой профиль, примыкающий к торцу трубы, будет оформлен полностью. Увеличение расхождения в конусности сверх указанного приведет к появлению торцевого заусенца, а уменьшение не обеспечит положительного эффекта.The indicated technical result is also achieved by the fact that, at the pipe end, a section with a conical generatrix is obtained by longitudinal crimping with a smooth conical profile, the taper angle of which is 1-2% greater than the conicity of the obtained thread profile, and the pipe is placed in the threaded matrix by moving in the axial direction all the way. The specified difference in the taper of the end of the pipe and the threaded matrix provides a slightly larger movement of the pipe inside the threaded matrix. In this case, even if the end of the pipe is slightly uneven, the threaded profile adjacent to the end of the pipe will be fully formed. An increase in the divergence in the taper in excess of the specified will lead to the appearance of an end burr, and a decrease will not provide a positive effect.

Указанный технический результат достигается также тем, что получение на конце трубы участка с конической образующей осуществляется высадкой на горизонтально-ковочной машине (ГКМ). Угол конусности высадочной матрицы ГКМ подбирается в этом случае таким образом, чтобы труба с высаженным коническим участком полностью помещалась в резьбовую матрицуThe specified technical result is also achieved by the fact that obtaining at the end of the pipe section with a conical generatrix is carried out by disembarkation on a horizontal forging machine (GKM). In this case, the taper angle of the GKM upsetting matrix is selected so that the pipe with the upset conical section fits completely into the threaded matrix

Указанный технический результат достигается также тем, что получение на конце трубы участка с конической образующей соответствующей профилю получаемой резьбы осуществляется поперечным обжимом разъемной матрицей с резьбовым профилем. При этом части матрицы будут врезаться в металл трубы. Поэтому между частями матрицы неизбежно образуется заусенец, который должен быть удален (срезан). Удаление указанного заусенца может быть осуществлено как одновременно с получением окончательного профиля резьбы, так и перед.The specified technical result is also achieved by the fact that obtaining at the end of the pipe section with a conical generatrix corresponding to the profile of the resulting thread is transverse crimp detachable matrix with a threaded profile. In this case, parts of the matrix will crash into the metal of the pipe. Therefore, between the parts of the matrix a burr will inevitably form, which must be removed (cut off). Removing the specified burr can be carried out both simultaneously with obtaining the final thread profile, and before.

Указанный технический результат достигается также тем, что предварительное оформление профиля резьбы осуществляется путем локальной раздачи (деформации) конца трубы кольцевыми деформирующими выступами пуансона, диаметры которых последовательно увеличиваются на 2-3,3%. Данный диапазон обусловлен следующим. Для оформления профиля резьбы необходимо раздать конец трубы на величину порядка 10%. Осуществить это целесообразно за 3-5 локальных цикла деформации (деформации одним деформирующим выступом). Деля 10 на 5 и 3, соответственно получим указанный диапазон. Уменьшение перепада диаметров между соседними деформирующими выступами необоснованно увеличит длину раздающего пуансона, а увеличение перепада диаметров сверх указанной границы уменьшит эффект плавного заполнения резьбового профиля.The specified technical result is also achieved by the fact that the preliminary design of the thread profile is carried out by local distribution (deformation) of the pipe end with annular deforming protrusions of the punch, the diameters of which are successively increased by 2-3.3%. This range is due to the following. To design a thread profile, it is necessary to distribute the end of the pipe by a value of about 10%. It is advisable to carry out this for 3-5 local deformation cycles (deformation by one deforming protrusion). Dividing 10 by 5 and 3, respectively, we obtain the indicated range. A decrease in the diameter difference between adjacent deforming protrusions will unreasonably increase the length of the dispensing punch, and an increase in the diameter difference over the specified boundary will reduce the effect of smooth filling of the threaded profile.

Указанный технический результат достигается также тем, что предварительное оформление профиля резьбы осуществляется путем локальной (деформации) раздачи конца трубы пуансоном, имеющим на поверхности винтовой выступ, что также снижает энергосиловые затраты.The specified technical result is also achieved by the fact that the preliminary design of the thread profile is carried out by local (deformation) distribution of the pipe end with a punch having a screw protrusion on the surface, which also reduces energy and power costs.

Указанный технический результат достигается также тем, что предварительное оформление профиля резьбы раздачей осуществляется при одновременном приложении радиальных ультразвуковых колебаний или к матрице, или к пуансону, или к матрице и к пуансону одновременно. Это снижает силы деформирования и повышает стойкость формообразующего инструмента.The specified technical result is also achieved by the fact that the preliminary design of the thread profile by distribution is carried out with the simultaneous application of radial ultrasonic vibrations either to the matrix, or to the punch, or to the matrix and to the punch at the same time. This reduces the deformation forces and increases the resistance of the forming tool.

Указанный технический результат достигается также тем, что оформление предварительного профиля резьбы осуществляется путем накатки.The specified technical result is also achieved by the fact that the design of the preliminary thread profile is carried out by knurling.

Указанный технический результат достигается также тем, что накатка предварительного профиля резьбы осуществляется тремя резьбовыми роликами.The specified technical result is also achieved by the fact that the rolling of the preliminary thread profile is carried out by three threaded rollers.

Указанный технический результат достигается также тем, что накатка предварительного профиля резьбы осуществляется с одновременным наложением ультразвуковых колебаний.The specified technical result is also achieved by the fact that the rolling of the preliminary thread profile is carried out with the simultaneous application of ultrasonic vibrations.

Существо изобретения поясняется следующими рисунками, на которых изображены соответственно:The invention is illustrated by the following figures, which depict respectively:

На Фиг. 1. Расположение волокон в резьбе, полученной пластическим деформированием.In FIG. 1. The location of the fibers in the threads obtained by plastic deformation.

На Фиг. 2. Формование предварительного профиля резьбы путем раздачи конца трубы коническим пуансоном.In FIG. 2. Forming a preliminary thread profile by distributing the end of the pipe with a conical punch.

На Фиг. 3. Пуансон с кольцевыми деформирующими выступами.In FIG. 3. Punch with annular deforming protrusions.

На Фиг. 4. Формование предварительного профиля резьбы путем раздачи конца трубы коническим пуансоном.In FIG. 4. Forming a preliminary thread profile by distributing the end of the pipe with a conical punch.

На Фиг. 5. Пуансон с винтовыми деформирующими выступами на конической поверхности пуансона.In FIG. 5. Punch with screw deforming protrusions on the conical surface of the punch.

На Фиг. 6. Формирование предварительного конического участка на конце трубы обжимом в коническую матрицу с гладкой образующей.In FIG. 6. The formation of the preliminary conical section at the end of the pipe is crimped into a conical matrix with a smooth generatrix.

На Фиг. 7. Формирование предварительного конического участка на конце трубы высадкой на ГКМ.In FIG. 7. The formation of the preliminary conical section at the end of the pipe by landing on the gas condensate field.

На Фиг. 8. Формирование предварительного конического участка на конце трубы поперечным обжимом.In FIG. 8. The formation of the preliminary conical section at the end of the pipe by transverse crimping.

На Фиг. 9. Накатка резьбы тремя роликами.In FIG. 9. Knurling the thread with three rollers.

Способ осуществляется следующим. Предварительно формуется обжимом конический участок трубы. Труба 1 (фиг. 2), с предварительно оформленным коническим участком, помещается в матрицу 2, в которой выполнен профиль конической резьбы. При это угол конического участка на трубе соответствует профилю получаемой резьбы, что обеспечивает полное прилегание заготовки к матрице до начала раздачи. При этом соприкосновение заготовки с матрицей происходит по вершинам резьбовых выступов. На фиг. 3 эти выступы отмечены диаметром Dвp. В этом положении заготовка фиксируется и начинается осевое перемещение конического пуансона 3 внутрь трубы. Диаметр трубы увеличивается, и металл заполняет резьбовой профиль матрицы. Заполнение профиля матрицы при раздаче ступенчатым пуансоном с кольцевыми деформирующими выступами (фиг. 3) наглядно показано на фиг. 4. Аналогично происходит формообразования профиля резьбы и при раздаче гладким конусом, и при раздаче пуансоном, имеющим на конической поверхности винтовой выступ (фиг. 5). Получение на конце трубы исходного конического участка наиболее просто осуществить обжимом гладкой конической матрицей (фиг. 6). При взаимном осевом перемещении матрицы и трубы на ее конце образуется конус. Угол конусности матрицы с гладкой образующей можно выполнить равным углу конусности, образованному выступами резьбы или сделать на 1-2% больше. В последнем случае предпочтительно подавать трубу в резьбовую матрицу перемещением в осевом направлении до упора в матрицу. В этом случае труба зайдет в матрицу плотнее и даже, если торец трубы будет немного не ровный, резьбовой участок будет оформлен полностью.The method is as follows. The conical section of the pipe is preliminarily formed by crimping. The pipe 1 (Fig. 2), with a pre-formed conical section, is placed in the matrix 2, in which the profile of the conical thread is made. In this case, the angle of the conical section on the pipe corresponds to the profile of the resulting thread, which ensures complete fit of the workpiece to the matrix before the start of distribution. In this case, the contact of the workpiece with the matrix occurs along the vertices of the threaded protrusions. In FIG. 3 these protrusions are marked with a diameter D bp . In this position, the workpiece is fixed and the axial movement of the conical punch 3 inside the pipe begins. The diameter of the pipe increases, and the metal fills the threaded profile of the matrix. The filling of the matrix profile during distribution by a stepped punch with annular deforming protrusions (FIG. 3) is clearly shown in FIG. 4. Similarly, the formation of the thread profile takes place both during distribution with a smooth cone and during distribution with a punch having a helical protrusion on the conical surface (Fig. 5). Obtaining at the end of the pipe the initial conical section is most simply carried out by crimping with a smooth conical matrix (Fig. 6). With the mutual axial movement of the matrix and the pipe, a cone is formed at its end. The taper angle of the matrix with a smooth generatrix can be made equal to the taper angle formed by the protrusions of the thread or make 1-2% more. In the latter case, it is preferable to feed the pipe into the threaded matrix by moving in the axial direction until it stops in the matrix. In this case, the pipe will enter the matrix more tightly and even if the pipe end is slightly uneven, the threaded section will be completely formed.

Также образование конуса на конце трубы можно осуществить высадкой на горизонтально-ковочной машине (ГКМ) (фиг. 7). В этом случае возможно дополнительное, более благоприятное перераспределение металла на конце трубы, что расширяет технологические возможности способа. При этом получение на конце трубы участка с конической образующей целесообразно осуществить на первой позиции, а оформление предварительного профиля резьбы осуществить раздачей на последующей позиции горизонтально-ковочной машины.Also, the formation of a cone at the end of the pipe can be carried out by disembarkation on a horizontal forging machine (HCM) (Fig. 7). In this case, an additional, more favorable redistribution of the metal at the end of the pipe is possible, which expands the technological capabilities of the method. At the same time, it is advisable to obtain a section with a conical generatrix at the end of the pipe in the first position, and to arrange the preliminary thread profile by distributing at the subsequent position of the horizontal forging machine.

Получение на конце трубы исходного конического участка обжимом гладкой конической матрицей или высадкой на ГКМ требует как минимум одного дополнительного технологического перехода, что снижает производительность процесса. Исключить этот технологический переход можно, совместив получение конического участка на конце трубы обжимом и помещение заготовки в резьбовую матрицу (фиг. 8). В этом случае разъемная резьбовая матрица одновременно со смыканием будет осуществлять обжим конца трубы. При этом обжим будет не продольный, а поперечный. Поскольку диаметр исходной заготовки больше внутреннего диаметра резьбовой матрицы, при смыкании частей матрицы вероятно образование заусенца, который можно будет удалять или перед, или одновременно с упрочнением резьбового профиля ультразвуковой обработкой.Obtaining at the end of the pipe the initial conical section by crimping with a smooth conical matrix or disembarking on the gas condensate field requires at least one additional technological transition, which reduces the productivity of the process. This technological transition can be eliminated by combining the production of a conical section at the end of the pipe with a crimp and placing the workpiece in a threaded matrix (Fig. 8). In this case, a detachable threaded matrix simultaneously with clamping will crimp the end of the pipe. In this case, the crimp will not be longitudinal, but transverse. Since the diameter of the initial billet is larger than the internal diameter of the threaded matrix, when parts of the matrix are closed, a burr is likely to form, which can be removed either before or simultaneously with hardening of the threaded profile by ultrasonic treatment.

Заполнению профиля резьбы раздачей препятствуют силы трения, которые на фиг. 4. обозначены μσθ. Существенно снизить эти силы и облегчить заполнение профиля матрицы можно, приложив к инструменту ультразвуковые колебания. В этом случае предварительное оформление профиля резьбы раздачей осуществляется при одновременном приложении ультразвуковых колебаний (в частности, радиальных) или к матрице, или к пуансону, или к матрице и к пуансону одновременно.Filling forces prevent the filling of the thread profile by dispensing, which in FIG. 4. denoted by μσ θ . It is possible to significantly reduce these forces and facilitate the filling of the matrix profile by applying ultrasonic vibrations to the instrument. In this case, the preliminary design of the thread profile by distribution is carried out with the simultaneous application of ultrasonic vibrations (in particular, radial) either to the matrix, or to the punch, or to the matrix and to the punch at the same time.

Оформление предварительного профиля резьбы можно осуществить путем накатки. Способов накатки достаточно много. Принципиально может быть задействован любой, но наиболее предпочтителен способ накатки тремя резьбовыми роликами Фиг. 9. Введение при этом в зону деформации ультразвуковых колебаний снижает трение и облегчает оформление профиля резьбыMaking a preliminary thread profile can be done by knurling. There are a lot of ways of knurling. In principle, any one can be involved, but the most preferred is the method of rolling with three threaded rollers. FIG. 9. The introduction of ultrasonic vibrations into the deformation zone reduces friction and facilitates the design of the thread profile

В результате пластического формообразования резьбы и обработки профиля с помощью ультразвука повышается точность геометрических размеров, на профиле образуются волокна, которые имеют вытянутость и направление вдоль резьбы. На поверхности резьбы образуется нанодуплексная структура, которая обеспечивает увеличение твердости на поверхности резьбы в 2-3 раза. При этом упрочненный слой позволяет повысить износостойкость резьбы при навинчиваниях-развинчиваниях (спускоподъемных операций) в 5 раз по сравнению с неупрочненной резьбой.As a result of plastic shaping of the thread and processing of the profile with the help of ultrasound, the accuracy of geometric dimensions is increased, fibers that have an elongation and direction along the thread are formed on the profile. A nanoduplex structure is formed on the thread surface, which provides an increase in hardness on the thread surface by a factor of 2–3. At the same time, the hardened layer allows to increase the wear resistance of the thread during screwing-unscrewing (tripping operations) by 5 times in comparison with an unstrengthened thread.

Использованные источникиUsed sources

1. Патент Российской Федерации №2092291, МПК В23Р 6/00, 1992.1. Patent of the Russian Federation No. 2092291, IPC В23Р 6/00, 1992.

2. Подорящий Д.А., Небогов С.М. НКТ с износостойкими резьбовыми соединениями для технологических операций // Нефть. Газ. Новации. - 2014. - №7. - С. 55-58.2. Podorimy D.A., Nebogov S.M. Tubing with wear-resistant threaded connections for technological operations // Oil. Gas. Novation. - 2014. - No. 7. - S. 55-58.

Claims (11)

1. Способ получения конической резьбы на трубах методом пластического деформирования, включающий изготовление на конце трубы пластическим деформированием предварительного резьбового профиля с последующим получением окончательного профиля посредством воздействия инструмента, к которому в процессе получения окончательного резьбового профиля подводят ультразвуковые колебания, отличающийся тем, что получение предварительного резьбового профиля осуществляют посредством образования на конце трубы участка с конической образующей, соответствующей профилю получаемой резьбы, помещения упомянутого участка в матрицу с резьбовым профилем и формования предварительного профиля резьбы путем раздачи конца трубы коническим пуансоном.1. A method of obtaining a conical thread on pipes by plastic deformation, including the manufacture of a pre-threaded profile at the pipe end by plastic deformation followed by obtaining the final profile by means of a tool, to which ultrasonic vibrations are applied in the process of obtaining the final threaded profile, characterized in that the pre-threaded profile is carried out by forming at the end of the pipe section with a conical generatrix, with tvetstvuyuschey thread profile obtained, said flat portion in a matrix with a threaded profile and molding pre thread dispensing end of the tube by a tapered punch. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формование предварительного профиля резьбы осуществляют путем локальной раздачи деформации конца трубы кольцевыми деформирующими выступами пуансона, диаметры которых последовательно увеличивают на 2-3,3%.2. The method according to p. 1, characterized in that the molding of the preliminary thread profile is carried out by local distribution of the deformation of the end of the pipe with annular deforming protrusions of the punch, the diameters of which are successively increased by 2-3.3%. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формование предварительного профиля резьбы осуществляют путем локальной раздачи деформации конца трубы пуансоном, имеющим на конической поверхности винтовой выступ.3. The method according to p. 1, characterized in that the molding of the preliminary thread profile is carried out by local distribution of the deformation of the pipe end with a punch having a screw protrusion on the conical surface. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что получение на конце трубы участка с конической образующей осуществляют продольным обжимом матрицей с гладким коническим профилем.4. The method according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the receiving at the end of the pipe section with a conical generatrix is carried out by longitudinal crimping with a matrix with a smooth conical profile. 5. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что получение на конце трубы участка с конической образующей осуществляют продольным обжимом матрицей с гладким коническим профилем, угол конусности которого на 1-2% больше конусности профиля получаемой резьбы, а помещение трубы в матрицу с резьбовым профилем осуществляют ее перемещением в осевом направлении до упора.5. The method according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the receiving at the end of the pipe section with a conical generatrix is carried out by longitudinal crimping a matrix with a smooth conical profile, the taper angle of which is 1-2% greater than the taper profile of the resulting thread, and placing the pipe in the matrix with a threaded profile is carried out by its movement in the axial direction to the stop. 6. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что получение на конце трубы участка с конической образующей осуществляют высадкой на первой позиции горизонтально-ковочной машины, а оформление предварительного профиля резьбы осуществляют на ее последующей позиции.6. The method according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the receipt at the end of the pipe section with a conical generatrix is carried out by disembarkation at the first position of the horizontal forging machine, and the design of the preliminary thread profile is carried out at its subsequent position. 7. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что получение на конце трубы участка с конической образующей, соответствующей профилю получаемой резьбы, осуществляют поперечным обжимом разъемной матрицей с резьбовым профилем.7. The method according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the receiving at the end of the pipe section with a conical generatrix corresponding to the profile of the obtained thread, carry out the transverse crimp detachable matrix with a threaded profile. 8. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что формование предварительного профиля резьбы раздачей осуществляют при одновременном приложении ультразвуковых колебаний или к матрице, или к пуансону, или к матрице и к пуансону одновременно.8. The method according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the formation of the preliminary thread profile by distribution is carried out while applying ultrasonic vibrations either to the matrix or to the punch, or to the matrix and to the punch at the same time. 9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют оформление предварительного профиля резьбы путем накатки.9. The method according to p. 1, characterized in that they complete the preliminary thread profile by rolling. 10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что накатку осуществляют тремя резьбовыми роликами.10. The method according to p. 9, characterized in that the knurling is carried out by three threaded rollers. 11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что накатку осуществляют с одновременным наложением ультразвуковых колебаний.11. The method according to p. 9, characterized in that the knurling is carried out with the simultaneous application of ultrasonic vibrations.
RU2015151209A 2015-11-30 2015-11-30 Method to produce conical thread on pipes by plastic deformation method RU2644837C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015151209A RU2644837C2 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Method to produce conical thread on pipes by plastic deformation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015151209A RU2644837C2 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Method to produce conical thread on pipes by plastic deformation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015151209A RU2015151209A (en) 2017-06-05
RU2644837C2 true RU2644837C2 (en) 2018-02-14

Family

ID=59031770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015151209A RU2644837C2 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Method to produce conical thread on pipes by plastic deformation method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2644837C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2092291C1 (en) * 1992-12-30 1997-10-10 Научно-производственное акционерное общество "Нефтетрубосервис" Method of reconditioning of thread elements of oil pipes and device for its realization
RU2132924C1 (en) * 1997-07-30 1999-07-10 Оренбургская военизированная часть по предупреждению возникновения и по ликвидации открытых газовых и нефтяных фонтанов Фирмы "Газобезопасность" Device for cutting thread on pipes at well head
US7353679B2 (en) * 2000-06-09 2008-04-08 Ex-Cell-O Gmbh Coldforming machine
RU2323058C1 (en) * 2006-07-12 2008-04-27 ООО Научно-внедренческий центр "Машины и оборудование для энергетики" Outer thread forming method on end portion of tube blank

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2092291C1 (en) * 1992-12-30 1997-10-10 Научно-производственное акционерное общество "Нефтетрубосервис" Method of reconditioning of thread elements of oil pipes and device for its realization
RU2132924C1 (en) * 1997-07-30 1999-07-10 Оренбургская военизированная часть по предупреждению возникновения и по ликвидации открытых газовых и нефтяных фонтанов Фирмы "Газобезопасность" Device for cutting thread on pipes at well head
US7353679B2 (en) * 2000-06-09 2008-04-08 Ex-Cell-O Gmbh Coldforming machine
RU2323058C1 (en) * 2006-07-12 2008-04-27 ООО Научно-внедренческий центр "Машины и оборудование для энергетики" Outer thread forming method on end portion of tube blank

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015151209A (en) 2017-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2323058C1 (en) Outer thread forming method on end portion of tube blank
CN102601589A (en) Process for manufacturing quincuncial dowel screws
JP5062760B2 (en) Bolt manufacturing method, bolt manufacturing apparatus, and bolt manufacturing mold
RU2644837C2 (en) Method to produce conical thread on pipes by plastic deformation method
CN107414416B (en) Forging method of precise deep-hole thin-walled tube
JP2006255778A (en) Method for simultaneously heading-forming washer and bolt
RU2354488C2 (en) Method of rifled bore fabrication
RU2431538C1 (en) Method of fabricating rod threaded fasteners with heads from thermal-hardened high-strength titanium alloys
US10239113B2 (en) Net shaped forging for fluid ends and other work pieces
JP2000140979A (en) Stepped shaft part and its production method
US2930483A (en) Cold shaping of steel
JP2010210102A (en) Method of manufacturing main metal fitting for glow plug
KR20120052720A (en) Forging punch for forming hole
CN103350121B (en) Method for processing cup-shaped thin-walled member by using cold extrusion process
RU2336143C1 (en) Method of making bolts with head and conical section on rod
RU2443495C2 (en) Method of producing article of door fastener type
RU2539548C2 (en) Method of barrel production
RU2352430C2 (en) Method for production of hollow products
TW201440919A (en) Process to fabricate a concrete screw
RU2697114C1 (en) Method of making rod-shaped parts with a head
US1723769A (en) Method of producing headed metal articles
RU2634543C1 (en) Method of obtaining hexagonal sections
JPH0679392A (en) Gear forging method
RU2796660C1 (en) Washer manufacturing method
RU2655504C1 (en) Method for obtaining hexagonal sections

Legal Events

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

Effective date: 20171218