[发明专利]一种石油钻杆接头毛坯的制造模具

说明书

技术领域

本发明属于石油钻杆接头制造技术领域，涉及一种石油钻杆接头毛坯的制造模具。

背景技术

钻杆是石油天然气领域进行油气资源勘探、开发的重要部件。钻杆接头用于在石油钻井时连接上、下钻杆，使用时承受工作扭矩。钻杆接头由公接头和母接头套接组成，公接头毛坯如图1所示，母接头毛坯如图2所示，其中心有内孔。不同规格的钻杆接头，内通孔的直径大小不同。

对于内孔的深度与直径比值小于4.5(即小长径比)的石油钻杆接头而言，目前普遍采用冲压成形方式，冲压所采用的冲头结构如图3所示，顶杆头结构如图4所示。但是，对于内孔的深度与直径比值≥4.5(即大长径比)的石油钻杆接头而言，由于内孔直径小、深度大，冲头冲孔时在毛坯中停留时间长，冲头易弯曲。

因此，在生产这类接头毛坯时主要采用的是对棒料直接加工或者自由锻方式，这些方法不仅原材料浪费严重，生产成本高，而且产品性能较差。国外厂商主要使用平锻机进行生产，但设备费用异常昂贵。

如何利用现有设备在实现大批量生产的同时保证产品质量，降低成产成本，避免原材料的浪费，已成为石油钻杆接头制造行业亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，尤其针对在现有条件下大长径比内孔石油钻杆接头毛坯的制造问题，提出一种专用模具。

本发明是采用以下技术方案实现的。

从模具结构上进行改进。将制造公接头毛坯时所采用的模具冲头部分设计成工作部中心为凹陷结构，并且凹陷深度≥50mm，从而使金属棒料上端部直接形成凸起状。同时，将模具的顶杆头设计成上端面中部具有脱模斜度凸台结构，从而起到冲孔反挤和退料作用。

当制造母接头毛坯时，所采用的模具冲头部分则采用普通的压型冲头，但顶杆头不变，即，仍采用上端面中部具有脱模斜度凸台结构的冲头。

由于采用了凹形结构的冲头，因此，在冲压公接头毛坯时，实现了在金属棒料的上端面直接冲压公接头螺纹端。

有益效果

由于钻杆接头对螺纹端的性能要求较高，因此在传统的钻杆接头挤压中，为了保证公母接头螺纹端的性能，总是分开设计模具，而本发明模具针对长径比大的石油钻杆接头的特点，打破常规，通过对压型冲头的结构进行改进，实现了在金属棒料的上端面冲压公接头螺纹端，有别于传统的公接头冲压时上端面总是冲压焊径端的方式，使公母接头毛坯的制造模具简化为一套，不仅节约了模具成本、提高了模具寿命，减小机加时破坏金属流线，从而使公母接头螺纹端的性能得到提高。

同时，将本来只起退料作用的顶杆头设计为凸型结构，使其在毛坯压型时相当于一个反挤小冲头，在毛坯压型时即冲出一定深度的孔，有效减缓下道工序冲孔时的冲孔难度和冲孔深度，既保证了毛坯的有效冲孔深度，又避免了单纯反挤冲孔时，因冲孔冲头过长而导致的毛坯包冲头、冲孔冲偏和冲头寿命短等问题。

附图说明

图1为石油钻杆公接头毛坯结构剖面示意图；

图2为石油钻杆母接头毛坯结构剖面示意图；

图3为传统压型冲头剖面示意图；

图4为传统顶杆头剖面示意图；

图5为本发明压型冲头剖面示意图；

图6为本发明顶杆头剖面示意图；

图7为本发明模具在进行公接头毛坯接头压型时的结构组成示意图；

图8为本发明模具在进行母接头毛坯接头压型时的结构组成示意图；

图9为本发明模具在进行公接头毛坯冲孔时的结构组成示意图。

其中，1-上模座、2-下模座、3-第一压型冲头、4-第二压型冲头、5-顶杆头、6-压型模、7-模具外套、8-冲孔冲头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

一种制造石油钻杆接头毛坯的模具，包括上模座1、下模座2、第一压型冲头3、第二压型冲头4、顶杆头5、压型模6、模具外套7和冲孔冲头8。

其中，第一压型冲头3的工作部中心为凹陷结构，如图5所示，其凹陷深度≥50mm，具体根据所加工接头螺纹端尺寸决定。例如，当所加工接头石油钻杆接头时，凹陷深度为60mm；当所加工接头为5″石油钻杆接头时，凹陷深度为80mm。

顶杆头5的上端面中部为具有脱模斜度的凸台结构，如图6所示。第二压型冲头4的工作面中部为传统的平面结构(即正常冲头结构)，如图3所示。

压型模6同下模座2相连。顶杆头3位于压型模6的腔内，并同外部的顶杆相连，起到冲孔反挤冲头和退料作用。模具外套7与压型模6套在一起。

采用上述模具制造石油钻杆接头毛坯的过程如下：