一种螺杆钻具万向轴弯壳体加工方法与流程

1.本发明属于机加工技术领域，尤其涉及一种螺杆钻具万向轴弯壳体加工方法。


背景技术：

2.螺杆钻具是石油钻井广泛使用的井下动力钻具，在钻井作业中需要定向、造斜、稳斜时，就要求井下动力钻具的壳体带有弯角。随着定向井、水平井等大量的应用，直壳体螺杆已经被弯壳体螺杆取代，弯壳体螺杆钻具在提供动力的同时也能够控制井眼的轨迹。弯壳体是万向轴总成外部带有弯角的壳体，外螺纹与定子内螺纹连接，内螺纹与传动轴壳体外螺纹连接。
3.现有弯壳体加工工艺是下棒料，粗车外径，直臂端留5-6mm余量，弯臂端加工成大台阶留20mm左右余量；镗床粗镗内孔后车床加工，直臂端内孔留5-6mm余量，弯臂端保持粗镗尺寸，为弯角加工留量；工件进行热处理后精车直臂端外径至成品尺寸，弯臂端将热处理黑皮车掉，留20mm左右余量；精车直臂端内孔至成品尺寸，弯臂端内孔保持镗孔尺寸；精车直臂端外螺纹；装卡车弯角工装，调整弯角角度后加工弯臂端外径、内孔尺寸，后精车内螺纹。因此，现有弯壳体整体的加工工艺要保证弯角和内螺纹的加工需要，就要求在弯角部位的外圆和内孔留有足够的余量，外圆内孔余量均在20mm左右；弯壳体加工工艺要求下足够大的棒料，同时增加了无弯角端的切削量，原材料和刀具浪费较大；内孔粗镗，增加了工序加工成本，为了降低螺杆钻具弯壳体的整体成本，需要一种新型弯壳体加工工艺。


技术实现要素：

4.本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
5.一种螺杆钻具万向轴弯壳体加工方法，包括如下步骤：
6.获取管料；
7.将管料在弯点处获得弯壳体的角度；
8.在普通机床上加工带有弯角壳体的直臂端外径、内孔及外螺纹，在加工时，调整弯臂端的装卡使其处于偏心状态，且偏心的大小可调，使得直臂端在加工时处于回转状态，并且可以加工不同弯角角度的弯壳体；
9.将加工好直臂端的弯壳体辅助加长，使其有足够的长度在空心车床的前后卡盘上装卡，根据要求角度及弯壳体的高点调整前后卡盘，最后进行弯臂端的外径、内孔及内螺纹的加工。
10.进一步的，调整弯臂端的装卡使其处于偏心状态，且偏心的大小可调，使得直臂端在加工时处于回转状态的方法为：在弯臂端装卡采用三爪卡盘夹持四爪卡盘，调整四爪卡盘对应弯壳体高低点的一对开盘爪的位置来找正直臂端的外径，找正完毕便可进行直臂端的外径、内孔及外螺纹的加工。
11.进一步的，将加工好直臂端的弯壳体辅助加长的方法为：将加长杆上的内螺纹与弯壳体加工好的外螺纹连接，使其有足够的长度在空心车床的前后两卡盘上装卡。
12.进一步的，将管料在弯点处经过加热预煨出弯壳体的角度。
13.本发明的优点和积极效果是：
14.本发明提供一种螺杆钻具万向轴弯壳体加工方法，解决了现有螺杆钻具弯壳体运行工序长、加工成本高，原材料浪费的问题。
附图说明
15.以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
16.图1为利用本发明的方法进行管料煨弯的工艺图；
17.图2为利用本发明的方法在普通车床上进行直臂端外径、内孔及外螺纹加工的工艺图；
18.图3为利用本发明的方法在普通车床上进行弯臂端外径、内孔及内螺纹加工的工艺图；
具体实施方式
19.首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。
20.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
22.实施例
23.如图1所示，本实施例提供一种螺杆钻具万向轴弯壳体加工方法，包括如下步骤：
24.获取管料；
25.将管料在弯点处经过加热预煨出弯壳体的角度；具体的，如图1所示，将管料2通过卡盘1和煨弯工装4固定在普通车床上，利用加热装置3对管料的弯点处加热，预煨出弯壳体的角度；
26.在普通机床上加工带有弯角壳体的直臂端外径、内孔及外螺纹，在加工时，调整弯臂端的装卡使其处于偏心状态，且偏心的大小可调，使得直臂端在加工时处于回转状态，并且可以加工不同弯角角度的弯壳体；该步骤解决了普通车床能够加工不同心的壳体的问题，要求在加工直臂端时直臂端处于回转状态，那么弯臂端的装卡要保证处于偏心状态，且
偏心的大小可调，这样可以加工不同角度的弯壳体，具体的，调整弯臂端的装卡使其处于偏心状态，且偏心的大小可调，使得直臂端在加工时处于回转状态的方法为：在弯臂端装卡采用三爪卡盘夹持四爪卡盘，调整四爪卡盘对应弯壳体高低点的一对开盘爪的位置来找正直臂端的外径，找正完毕便可进行直臂端的外径、内孔及外螺纹的加工；又如图2所示，利用中心架5将直臂端径向限位，在弯臂端装卡采用三爪卡盘9夹持四爪卡盘8，调整四爪卡盘8对应弯壳体高低点的一对开盘爪的位置来找正直臂端的外径，使得四爪卡盘8对应弯壳体高低点的一对开盘爪之间的垂直距离为直臂端的外径，然后利用刀片6来进行弯壳体7的直臂端的外径、内孔及外螺纹的加工；
27.将加工好直臂端的弯壳体辅助加长，使其有足够的长度在空心车床的前后卡盘上装卡，具体的，将加工好直臂端的弯壳体辅助加长的方法为：将加长杆11上的内螺纹与弯壳体7加工好的外螺纹连接，使其有足够的长度在空心车床的前后两卡盘上装卡；根据要求角度及弯壳体的高点调整前后卡盘，最后进行弯臂端的外径、内孔及内螺纹的加工，如图3所示，在加长杆11上安装后卡盘10，在弯壳体7的直臂端安装前卡盘12，根据弯壳体的直臂端的两端卡盘间距d和万向轴弯壳体弯度b计算出弯壳体尾部(加长杆端)偏移量：e＝d
×
tanb，先将后卡盘轴心调整到偏心e，前卡盘以大外圆台肩处的外圆圆心e点找正，然后在大外圆端面的圆心f点位置找偏心，偏心计算方法同上，反复调整前、后卡盘，直至e点与主轴同轴，f点达到弯度b时的偏心量；最后利用刀片6来进行弯壳体7的弯臂端的外径、内孔及内螺纹的加工。
28.以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种螺杆钻具万向轴弯壳体加工方法，其特征在于，包括如下步骤：获取管料；将管料在弯点处获得弯壳体的角度；在普通机床上加工带有弯角壳体的直臂端外径、内孔及外螺纹，在加工时，调整弯臂端的装卡使其处于偏心状态，且偏心的大小可调，使得直臂端在加工时处于回转状态，并且可以加工不同弯角角度的弯壳体；将加工好直臂端的弯壳体辅助加长，使其有足够的长度在空心车床的前后卡盘上装卡，根据要求角度及弯壳体的高点调整前后卡盘，最后进行弯臂端的外径、内孔及内螺纹的加工。2.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具万向轴弯壳体加工方法，其特征在于：调整弯臂端的装卡使其处于偏心状态，且偏心的大小可调，使得直臂端在加工时处于回转状态的方法为：在弯臂端装卡采用三爪卡盘夹持四爪卡盘，调整四爪卡盘对应弯壳体高低点的一对开盘爪的位置来找正直臂端的外径，找正完毕便可进行直臂端的外径、内孔及外螺纹的加工。3.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具万向轴弯壳体加工方法，其特征在于：将加工好直臂端的弯壳体辅助加长的方法为：将加长杆上的内螺纹与弯壳体加工好的外螺纹连接，使其有足够的长度在空心车床的前后两卡盘上装卡。4.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具万向轴弯壳体加工方法，其特征在于：将管料在弯点处经过加热预煨出弯壳体的角度。

技术总结
本发明涉及一种螺杆钻具万向轴弯壳体加工方法，包括如下步骤：获取管料；将管料在弯点处获得弯壳体的角度；在普通机床上加工带有弯角壳体的直臂端外径、内孔及外螺纹，在加工时，调整弯臂端的装卡使其处于偏心状态，且偏心的大小可调，使得直臂端在加工时处于回转状态，并且可以加工不同弯角角度的弯壳体；将加工好直臂端的弯壳体辅助加长，使其有足够的长度在空心车床的前后卡盘上装卡，根据要求角度及弯壳体的高点调整前后卡盘，最后进行弯臂端的外径、内孔及内螺纹的加工；本发明提供一种螺杆钻具万向轴弯壳体加工方法，解决了现有螺杆钻具弯壳体运行工序长、加工成本高，原材料浪费的问题。的问题。的问题。


技术研发人员：曲哲 王春阳 陆天明 黄远滨 王庆彬 曹道坤 钱伟峰
受保护的技术使用者：中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 渤海石油装备（天津）中成机械制造有限公司
技术研发日：2022.01.07
技术公布日：2023/7/22