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1、(10)申请公布号 CN 104028857 A (43)申请公布日 2014.09.10 C N 1 0 4 0 2 8 8 5 7 A (21)申请号 201410219410.5 (22)申请日 2014.05.22 B23G 5/00(2006.01) (71)申请人中国石油集团石油管工程技术研究 院 地址 710077 陕西省西安市锦业二路89号 申请人西安三环科技开发总公司 (72)发明人刘强 王建东 宋生印 白强 李德君 武刚 贾鹏军 (74)专利代理机构西安智邦专利商标代理有限 公司 61211 代理人姚敏杰 (54) 发明名称 密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片 (57) 摘要。
2、 一种密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片， 包括带有切削斜面的本体，切削斜面的斜度角是 915；切削斜面设置有螺纹切削齿；螺纹切削 齿包括螺纹导向切削面、齿底导向过渡圆弧、齿底 切削面、齿底承载过渡圆弧、承载切削面、齿顶承 载过渡圆弧以及齿顶切削面；螺纹导向切削面、 齿底导向过渡圆弧、齿底切削面、齿底承载过渡圆 弧、承载切削面、齿顶承载过渡圆弧以及齿顶切削 面依次连接形成螺纹切削齿工作曲面；本体包括 首先进入工作状态的前端面以及与前端面相对的 后端面；螺纹导向切削面与本体的前端面相连； 齿顶切削面与本体的后端面相连。本发明具有准 确加工密封螺纹接头外螺纹且质量稳定以及成品 率高的优点。 (51)。
3、Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104028857 A CN 104028857 A 1/1页 2 1.一种密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片，其特征在于：所述密封螺纹接头外螺纹 加工用合金刀片包括带有切削斜面的本体，所述切削斜面的斜度角是915；所述切削 斜面设置有至少一个螺纹切削齿；所述螺纹切削齿包括螺纹导向切削面、齿底导向过渡圆 弧、齿底切削面、齿底承载过渡圆弧、承载切削面、齿顶承载过渡圆弧以及齿顶切削面；所述 螺纹导向切削面、齿底导向过渡圆弧、。
4、齿底切削面、齿底承载过渡圆弧、承载切削面、齿顶承 载过渡圆弧以及齿顶切削面依次连接形成螺纹切削齿工作曲面；所述本体包括首先进入工 作状态的前端面以及与前端面相对的后端面；所述螺纹导向切削面与本体的前端面相连； 所述齿顶切削面与本体的后端面相连。 2.根据权利要求1所述的密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片，其特征在于：所述螺 纹切削齿是多个时；所述相连螺纹切削齿之间通过齿顶导向过渡圆弧相连。 3.根据权利要求2所述的密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片，其特征在于：所述相 邻两个螺纹切削齿的前一螺纹切削齿的齿顶切削面通过齿顶导向过渡圆弧与后一螺纹切 削齿的螺纹导向切削面相连。 4.根据权利要求3所述的。
5、密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片，其特征在于：所述切 削斜面还包括设置在最后一个螺纹切削齿的齿顶切削面与本体的后端面之间的斜面；所述 最后一个螺纹切削齿的齿顶切削面通过斜面与本体的后端面相连。 5.根据权利要求1或2或3或4所述的密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片，其特征 在于：所述螺纹导向切削面与前端面构成的夹角构成螺纹导向面夹角，所述螺纹导向面 夹角的范围是4060；所述承载切削面与前端面的平行面构成的夹角是螺纹承载 面夹角，所述螺纹承载面夹角的范围是-33。 6.根据权利要求5所述的密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片，其特征在于：所述 齿底导向过渡圆弧半径是0.10mm0.22mm；所述齿底。
6、承载过渡圆弧的半径是0.13mm 0.25mm；所述齿顶承载过渡圆弧的半径是0.17mm0.30mm；所述齿顶导向过渡圆弧的半径 是0.73mm0.88mm；所述切削斜面上的螺纹切削齿的高度H是1.455mm2.225mm；所述 切削齿脊宽L1的宽度是2.55mm2.65mm；所述切削齿槽宽L2的宽度是2.45mm2.60mm。 7.根据权利要求6所述的密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片，其特征在于：所述斜 面的斜率是1:201:50。 8.根据权利要求7所述的密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片，其特征在于：所述螺 纹齿底切削面以及齿顶切削面相互平行，所述螺纹齿底切削面以及齿顶切削面的斜率皆是 1。
7、:121:18。 9.根据权利要求8所述的密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片，其特征在于：所述斜 面与后端面之间设置有倒角。 10.根据权利要求9所述的密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片，其特征在于：所述螺 纹切削齿的外表面设置有用于增强耐磨性能的复合涂层；所述本体上设置有垂直于加工前 进方向以及水平面的安装拉杆孔；所述螺纹切削齿的数量是1-7个。 权 利 要 求 书CN 104028857 A 1/4页 3 密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片 技术领域 0001 本发明属于石油及天然气工业完井生产管柱连接密封螺纹的加工技术领域，涉及 一种密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片，尤其涉及一种用于我国中西部。
8、油气田的经济型 密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片。 背景技术 0002 随着石油天然气开发的进一步深入，我国中部和西部的许多油气田被不断勘探开 发，在其开发中存在着油气资源低丰度、低渗透、低产出的现状，只有采用低成本开发的模 式才能取得经济效益。而在在石油天然气工业开发过程中，所采用的油套管是用螺纹拧接 连接组成的管柱，螺纹是油套管柱中的最薄弱环节，其结构完整性、密封完整性和可靠性， 严重影响油田的安全生产和管柱寿命。普通的API螺纹由于本身结构设计上先天性不足， 无法满足油气井环境中的密封完整性，极易发生严重的油气泄漏事故，而目前所广泛使用 的特殊螺纹接头由于成本较高，加工检验要求严格，加之。
9、各种扣型之间无法转换通用，更无 法满足我国中西部“三低”油气田的低沉本开发战略。中国石油集团石油管工程技术研究 院针对我国中西部油气田环境要求不高，油套管使用成本低、通用性强的特点，开发出了一 种经济型密封特殊螺纹接头，在保证管柱的连接强度和密封性能的同时，降低了工厂加工 难度节约生产成本，同时具有通用性强、易上/卸扣、便于保养、检测方便的特点。该密封螺 纹接头不同于传统API螺纹，采用市面上现有的螺纹加工刀片无法加工出这种螺纹。 发明内容 0003 为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种能准确加工密封螺 纹接头外螺纹且质量稳定以及成品率高的密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片。 。
10、0004 本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀 片，其特殊之处在于：所述密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片包括带有切削斜面的本体， 所述切削斜面的斜度角是915；所述切削斜面设置有至少一个螺纹切削齿；所述螺纹 切削齿包括螺纹导向切削面、齿底导向过渡圆弧、齿底切削面、齿底承载过渡圆弧、承载切 削面、齿顶承载过渡圆弧以及齿顶切削面；所述螺纹导向切削面、齿底导向过渡圆弧、齿底 切削面、齿底承载过渡圆弧、承载切削面、齿顶承载过渡圆弧以及齿顶切削面依次连接形成 螺纹切削齿工作曲面；所述本体包括首先进入工作状态的前端面以及与前端面相对的后端 面；所述螺纹导向切削面与本体的前。
11、端面相连；所述齿顶切削面与本体的后端面相连。 0005 上述螺纹切削齿是多个时；所述相连螺纹切削齿之间通过齿顶导向过渡圆弧相 连。 0006 上述相邻两个螺纹切削齿的前一螺纹切削齿的齿顶切削面通过齿顶导向过渡圆 弧与后一螺纹切削齿的螺纹导向切削面相连。 0007 上述切削斜面还包括设置在最后一个螺纹切削齿的齿顶切削面与本体的后端面 之间的斜面；所述最后一个螺纹切削齿的齿顶切削面通过斜面与本体的后端面相连。 说 明 书CN 104028857 A 2/4页 4 0008 上述螺纹导向切削面与前端面构成的夹角构成螺纹导向面夹角，所述螺纹导向 面夹角的范围是4060；所述承载切削面与前端面的平行面构。
12、成的夹角是螺纹承 载面夹角，所述螺纹承载面夹角的范围是-33。 0009 上述齿底导向过渡圆弧半径是0.10mm0.22mm；所述齿底承载过渡圆弧的半径 是0.13mm0.25mm；所述齿顶承载过渡圆弧的半径是0.17mm0.30mm；所述齿顶导向过 渡圆弧的半径是0.73mm0.88mm；所述切削斜面上的螺纹切削齿的高度H是1.455mm 2.225mm；所述切削齿脊宽L1的宽度是2.55mm2.65mm；所述切削齿槽宽L2的宽度是 2.45mm2.60mm。 0010 上述斜面的斜率是1:201:50。 0011 上述螺纹齿底切削面以及齿顶切削面相互平行，所述螺纹齿底切削面以及齿顶切 削面。
13、的斜率皆是1:121:18。 0012 上述斜面与后端面之间设置有倒角。 0013 上述螺纹切削齿的外表面设置有用于增强耐磨性能的复合涂层；所述本体上设置 有垂直于加工前进方向以及水平面的安装拉杆孔；所述螺纹切削齿的数量是1-7个。 0014 本发明的优点是： 0015 本发明的外螺纹加工刀片采用与中西部油气田用经济型密封螺纹接头外螺纹设 计参数相匹配的螺纹牙型参数，能准确的加工出中西部油气田用经济型密封螺纹接头的外 螺纹。本发明提供的密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片包括带有切削斜面的本体，切削 斜面从左至右有17个相同的螺纹切削齿，每个螺纹切削齿从左至右依次为螺纹导向切 削面、齿底导向过渡圆。
14、弧、齿底切削面、齿底承载过渡圆弧、承载切削面、齿顶承载过渡圆 弧、齿顶切削面、齿顶导向过渡圆弧。设计的螺纹切削齿的高度为正公差，可以保证加工出 的外螺纹牙型偏向负公差，有利于接头拧接配合。同时本发明优化了齿顶齿底过度圆弧的 尺寸，可有效地防止加工和上卸扣过程中的应力集中，便于排屑，有效地提高产品的成品 率；刀片本体上的切削斜面可设置多个相同的螺纹切削齿，以减轻切削时的应力，单个刀片 使用寿命长，精确度高。本发明的密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片安装简单，单片强度 大，使用寿命长，加工产品的质量稳定，成品率高，能较好的适用于中西部油气田用经济型 密封螺纹接头的外螺纹加工。本发明能准确加工出该中西。
15、部油气田用经济型密封螺纹接头 外螺纹，解决了现有螺纹刀片无法准确加工出一种我国中西部油气田经济型可通用密封螺 纹接头的技术问题。 附图说明 0016 图1是本发明所提供的密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片的俯视结构示意图； 0017 图2是图1的右视图； 0018 图3是图1中螺纹切削齿的放大结构示意图； 0019 图4是使用刀片加工得到的中西部油气田用经济型密封外螺纹接头结构图。 0020 其中： 0021 1-本体；2-齿顶导向过渡圆弧；3-齿顶切削面；4-齿顶承载过渡圆弧；5-承载切 削面；6-齿底承载过渡圆弧；7-齿底切削面；8-齿底导向过渡圆弧；9-螺纹导向切削面； 10-前端面；11。
16、-本体底端；12-斜面；13-后端面；14-刀片本体上平面；15-刀片本体下平 说 明 书CN 104028857 A 3/4页 5 面；16-安装拉杆孔；-导向面夹角；-承载面夹角；H-螺纹切削齿高度；L1-切削齿脊 宽；L2-切削齿槽宽；b-切削斜面的斜度角。 具体实施方式 0022 参见图1、图2、图3以及图4，本发明提供了一种密封螺纹接头外螺纹加工用合金 刀片，该密封螺纹接头外螺纹加工用合金刀片包括带有切削斜面的本体1，在本体1上设置 有垂直于加工前进方向和水平面的安装拉杆孔16；切削斜面的斜度角b为915；切削 斜面从左至右有17个相同的螺纹切削齿，每个螺纹切削齿从左至右依次为螺纹导。
17、向切 削面9、齿底导向过渡圆弧8、齿底切削面7、齿底承载过渡圆弧6、承载切削面5、齿顶承载过 渡圆弧4、齿顶切削面3、齿顶导向过渡圆弧2构成，切削斜面最左边的导向切削面9与本体 1的前端面10相连接，切削斜面最右边的一个切削齿通过斜面12与本体1的后端面13相 连接，本体1的下部为本体底端11。 0023 螺纹导向切削面9与前端面10构成的夹角为螺纹导向面夹角，导向面夹角 的范围是4060；承载切削面5与前端面10构成的夹角为螺纹承载面夹角，承载面 夹角的范围是-33；齿底导向过渡圆弧8半径为0.10mm0.22mm，齿底承载过渡 圆弧6的半径为0.13mm0.25mm，齿顶承载过渡圆弧4的半。
18、径为0.17mm0.30mm，齿顶导 向过渡圆弧2的半径为0.73mm0.88mm；切削斜面上的螺纹切削齿的高度H为1.455mm 2.225mm；切削齿脊宽L1为2.55mm2.65mm，切削齿槽宽L2为2.45mm2.60mm。 0024 本体1上的切削斜面从左至右可设置为17个相同的螺纹切削齿，以减轻切削 时的应力延长刀片寿命，具体的设置的切削齿数可根据设备和加工工艺来确定。 0025 本体1上斜面12的斜率为1:201:50，斜面12与后端面13之间可设置倒角。 0026 螺纹齿底切削面7和齿顶切削面3平行，且斜率皆为1:121:18。 0027 螺纹刀片外表面可设置复合涂层以增加耐磨。
19、性。 0028 实施例1： 0029 导向面夹角为40，具有对扣容易上扣导向稳定的优点，承载面夹角的范围 是-2，提高了上扣后的抗拉能力。齿底导向过渡圆弧8半径为0.195mm，齿底承载过渡圆 弧6的半径为0.20mm，齿顶承载过渡圆弧4的半径为0.20mm，齿顶导向过渡圆弧2的半径为 0.75mm，圆弧的半径设计保证效地防止加工和上卸扣过程中的应力集中，抗粘扣并具有辅 助密封作用；螺纹齿高度H为1.8mm，提高了螺纹抗拉强度；齿槽宽L2为2.5mm2.60mm， 保证上扣时易对扣不发生错扣，齿脊宽L1为2.45mm2.55mm，保证上扣后承载面与导向面 有间隙，螺距为每英寸5牙。 0030 。
20、加工此密封外螺纹接头，使用的外螺纹加工合金刀片为包括带有切削斜面的本体 1，在所述本体1上设置有垂直于加工前进方向和水平面的安装拉杆孔；所述切削斜面的斜 度角b为9；切削斜面从左至右有3个相同的螺纹切削齿，每个螺纹切削齿从左至右依次 为螺纹导向切削面9、齿底导向过渡圆弧8、齿底切削面7、齿底承载过渡圆弧6、承载切削面 5、齿顶承载过渡圆弧4、齿顶切削面3、齿顶导向过渡圆弧2构成；切削斜面最左边的导向切 削面9与本体1的前端面10相连接，切削斜面最右边的一个切削齿通过斜面12与本体1 的后端面13相连接，本体1的下部为本体底端11；14为刀片本体上平面，15为刀片本体下 平面。 说 明 书CN 。
21、104028857 A 4/4页 6 0031 螺纹导向切削面9与前端面10的平行线构成的夹角为螺纹导向面夹角为40； 承载切削面5与前端面10的平行线构成的夹角为螺纹承载面夹角为-2；齿底导向过 渡圆弧8半径为0.193，齿底承载过渡圆弧6的半径为0.198mm，齿顶承载过渡圆弧4的半 径为0.203mm，齿顶导向过渡圆弧2的半径为0.77mm；所述切削斜面上的螺纹切削齿的高度 H为1.81mm；切削齿脊宽L1为2.58mm，切削齿槽宽L2为2.55mm。 0032 本体1上斜面12的斜率为1:40，螺纹齿底切削面7和齿顶切削面3平行，且斜率 皆为1:16，螺纹刀片外表面设置有复合涂层以保证刀片不被划伤损坏。 0033 用此外螺纹刀片加工出来的中西部油气田用经济型密封外螺纹接头经检测各项 参数均合格，刀片安装简单，单片强度大，使用寿命长，加工产品的质量稳定，成品率高。 说 明 书CN 104028857 A 1/1页 7 图1 图2 图3 图4 说 明 书 附 图CN 104028857 A 。