Способ изготовления шнеков

Изобретение относится к способам изготовления сварных конструкций, в частности буровых шнековых штанг, которые могут найти применение при бурении взрывных скважин на открытых горных работах. Способ изготовления шнеков включает установку на вал-трубу с замковыми соединениями, жестко связанными с концами вала-трубы, дополнительную трубу и винтовую спираль. Винтовую спираль устанавливают на вал-трубу и растягивают до необходимых размеров. Затем вал-трубу закручивают в направлении, противоположном навивке винтовой спирали в пределах упругой деформации кручения материала. После этого внутрь вала-трубы устанавливают дополнительную трубу, которую закручивают аналогичным образом, но в направлении навивки винтовой спирали, а ее концы жестко соединяют с замковыми соединениями. Затем приваривают к предварительно напряженной конструкции вала-трубы винтовую спираль. В результате достигается упрощение технологии изготовления шнеков и повышается долговечность буровых шнеков при эксплуатации, особенно при бурении взрывных скважин. 1 ил.

 

Изобретение относится к способам изготовления сварных конструкций, в частности буровых шнековых штанг, которые могут найти применение при бурении взрывных скважин на открытых горных работах.

Известен способ изготовления шнеков, включающий операции установки вала-трубы и винтовой спирали, растяжки винтовой спирали и сварки ее с валом-трубой (а.с. СССР №903040, кл. В23К 31/08, 1980).

Недостаток данного способа изготовления шнеков - невозможность получения предварительно напряженной конструкции, обладающей высокой изгибной жесткостью и прочностью, что крайне необходимо при бурении взрывных скважин на открытых горных работах.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления шнеков, преимущественно для буровых штанг, включающий операции установки вала-трубы с замковыми соединениями, жестко связанными с концами вала-трубы, и винтовой спирали, растяжки винтовой спирали, закручивание вала-трубы в пределах упругой деформации кручения материала вала-трубы в направлении, противоположном направлению навивки винтовой спирали и сварки ее с валом-трубой (а.с. СССР №1444113, кл. В23К 31/08, 1988).

Данный способ позволяет получить при изготовлении предварительно напряженную конструкцию шнека, обладающую повышенной изгибной жесткостью и прочностью, за счет удерживания закрученного вала-трубы растянутой с помощью нагрева винтовой спиралью, жестко связанной с валом-трубой.

Недостаток известного способа заключается в его сложности, так как помимо обычного механического и сварочного оборудования при реализации данного способа используются дополнительные расходные материалы и дорогостоящее энергоемкое оборудование для нагрева и, соответственно, охлаждения элементов бурового шнека. При этом изготовленные данным способом буровые шнеки имеют низкую долговечность при эксплуатации, так как в качестве элемента, удерживающего вал-трубу в напряженном состоянии, используется самая быстроизнашиваемая при бурении взрывных скважин деталь шнека - винтовая спираль. При уменьшении сечения спирали, вследствие ее износа по диаметру, последняя будет терять свои прочностные свойства и способствовать раскручиванию вала-трубы (особенно в его нижней части), потери его жесткости, срезу сварных швов замковых соединений и т.п.

Изобретение направлено на упрощение технологии изготовления шнеков и повышение долговечности бурового шнека, что достигается за счет того, что в способе изготовления шнеков преимущественно для буровых штанг, включающем установку вала-трубы с замковыми соединениями, жестко связанными с концами вала-трубы, и винтовой спирали, растяжку винтовой спирали, закручивание вала-трубы в пределах упругой деформации кручения материала вала-трубы в направлении, противоположном направлению навивки винтовой спирали, и сварку ее с валом-трубой, перед сваркой винтовой спирали с валом-трубой внутри последней концентрично размещают дополнительную трубу, которую закручивают аналогичным образом в направлении навивки спирали, а ее концы жестко соединяют с замковыми соединениями вала-трубы.

При этом растяжку винтовой спирали осуществляют без ее нагрева, а ее сварку с валом-трубой, соответственно, без охлаждения.

Указанный способ изготовления шнеков позволяет создать жесткую предварительно напряженную конструкцию основного несущего элемента шнека - вала-трубы, сохраняющей свои высокие прочностные свойства, обеспечиваемые при изготовлении, практически при любой степени износа винтовой спирали, а следовательно, уменьшить подвижность материала вала-трубы в околошовной зоне замковых соединений с валом-трубой, предотвратить срез сварных швов и в целом повысить долговечность шнеков при их эксплуатации. При этом, поскольку винтовая спираль не удлиняется в пределах зоны упругих деформаций и приваривается к валу-трубе, который не стремится самопроизвольно раскрутиться, то и использование вышеуказанных источников энергии для нагрева винтовой спирали перед сваркой и охлаждения последней после сварки также не предполагается.

На чертеже показаны составные части шнека: вал-труба 1 с замковыми соединениями 2, жестко связанными с валом-трубой 1, например при помощи сварки, дополнительная труба 3 и винтовая спираль 4.

Способ изготовления шнеков осуществляется следующим образом.

Винтовую спираль 4 устанавливают на вал-трубу 1 с замковыми соединениями 2, жестко связанными с концами вала-трубы 1, и растягивают на нем до необходимых размеров известным механическим способом. Затем вал-трубу 1 закручивают в направлении, противоположном навивки винтовой спирали 4 на угол 2-3° на погонный метр вала-трубы 1 одним из известных способов, например путем нагружения постоянным моментом, что соответствует максимально допустимой упругой деформации кручения для малоуглеродистых сталей. Кроме этого, внутрь вала-трубы 1 устанавливают дополнительную трубу 3, которую закручивают аналогичным образом, но в направлении навивки винтовой спирали 4, а ее концы жестко соединяют, например, при помощи сварки, с замковыми соединениями 2 вала-трубы 1. После этого внешние скручивающие моменты убирают и получают предварительно напряженную конструкцию вала-трубы 1 повышенной изгибной жесткости и прочности, выполненной по схеме силового замкнутого контура, который и будет компенсировать незначительные, в связи с вышеизложенным, напряжения, возникающие в вале-трубе 1 при сварке последней с винтовой спиралью 4 с использованием традиционно качественных видов сварки (под слоем флюса, в среде защитных газов и т.п.).

Способ изготовления шнеков преимущественно буровых штанг, включающий установку на вал-трубу с жестко связанными с ее концами замковыми соединениями винтовой спирали, растяжку винтовой спирали, закручивание вала-трубы в пределах упругой деформации кручения материала в направлении, противоположном направлению навивки винтовой спирали, и сварку последней с валом-трубой, отличающийся тем, что перед сваркой винтовой спирали с валом-трубой внутри последней концентрично размещают дополнительную трубу, которую закручивают в пределах упругой деформации кручения материала в направлении навивки спирали, а ее концы жестко соединяют с замковыми соединениями вала-трубы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу сварки эмалированных труб и может быть использовано при защите сварных швов труб от коррозии при строительстве и ремонте трубопроводов, предназначенных для транспортирования продуктов нефтепереработки, различных агрессивных сред и воды.

Изобретение относится к способу дуговой сварки намагниченных объектов при ремонтно-восстановительных работах и может быть использовано для сварных намагниченных стыков магистральных трубопроводов.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при сварке резьбовых соединений, например корпуса и ниппеля алмазного долота. .

Изобретение относится к электронным устройствам, использующим микроканальные пластины (МКП), а более конкретно - к способам соединения микроканальной пластины с диэлектрическим изолятором.

Изобретение относится к технологии изготовления плоских биметаллических листов сваркой взрывом и может быть использовано в различных областях металлообрабатывающей промышленности, а также в энергетическом и химическом машиностроении, в частности при изготовлении трубных досок и трубных решеток.

Изобретение относится к технологии изготовления плоских биметаллических листов сваркой взрывом и может быть использовано в различных областях металлообрабатывающей промышленности, а также в энергетическом и химическом машиностроении, в частности при изготовлении трубных досок и трубных решеток.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам изготовления сильфонов с улучшенными метрологическими характеристиками при одновременном обеспечении технологичности изготовления сильфонных узлов при уменьшении процента брака.

Изобретение относится к области восстановления изношенных деталей электроконтактной наплавкой проволокой и может быть использовано при выборе технологических режимов электроконтактной наплавки валов.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено для сварки изделий с замкнутым внутренним объемом, в том числе при герметизации изделий активных зон ядерных реакторов, как в обычных, так и в дистанционных условиях.

Изобретение относится к способу электронно-лучевой сварки и сварному узлу, изготовленному этим способом, и может найти применение в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к установкам для электронно-лучевой обработки изделий сваркой, пайкой или наплавкой, а именно к вакуумным камерам. .

Изобретение относится к оборудованию для электронно-лучевой сварки. .

Изобретение относится к способу электронно-лучевой сварки тонкостенной трубы с толщиной стенки менее 1,5 мм с тонкостенным биметаллическим переходником и может найти применение при изготовлении ответственных изделий для активной зоны ядерного реактора из циркониевых сплавов и нержавеющей стали марки Х18Н10Т.

Изобретение относится к установкам для электронно-лучевой обработки изделий сваркой, пайкой или наплавкой, а именно к вакуумным камерам. .

Изобретение относится к технике лазерной термической обработки тонколистовых металлических материалов, сплавов из них, закаливающихся высокопрочных сталей, имеющих разные теплофизические свойства, и может найти применение в машиностроении, авиастроении, судостроении.

Изобретение относится к технике лазерной термической обработки тонколистовых металлических материалов, сплавов из них, закаливающихся высокопрочных сталей, имеющих разные теплофизические свойства, и может найти применение в машиностроении, авиастроении, судостроении.

Изобретение относится к технике лазерной термической обработки тонколистовых металлических материалов, сплавов из них, закаливающихся высокопрочных сталей, имеющих разные теплофизические свойства, и может найти применение в машиностроении, авиастроении, судостроении.

Изобретение относится к ремонтному производству и может быть использовано для восстановления лопаток турбинных машин. .
Изобретение относится к износостойким материалам для наплавки и способу их нанесения методом электронно-лучевой наплавки и может быть применено для изготовления новых, восстановления и увеличения срока службы изношенных деталей, работающих в условиях абразивного и ударно-абразивного износа.
Наверх