一种无痕夹紧装置，主要包括承压架、若干滚珠、支撑架，该滚珠间隙安装于承压架上的球形凹槽和支撑架上的椭圆锥孔组成的空间后构成可拆卸的夹持头，且滚珠伸出椭圆锥孔的部位和油套管运动接触；该夹持头安装于颚板架上；所述球形凹槽和椭圆锥孔的中心和油套管中心一致；所述椭圆锥孔由内椭圆孔平滑外扩至外椭圆孔构成。本发明专利技术可明显减少拧接时接触面切向力对油套管产生划痕和接触面径向力对油套管产生的压痕，在拧接过程中可明显降低牙痕直至无痕。无痕。无痕。
【技术实现步骤摘要】
一种无痕夹紧装置
[0001]本专利技术涉及一种油套管拧接的夹紧装置，特别是一种无痕夹紧装置。
技术介绍
[0002]目前油套管接箍拧接基本上都是靠拧扣机来完成的，为满足油套管的密封性，需使钳牙与管柱表面接触产生力矩来完成螺纹的预紧力，即上扣的扭矩值。该过程中钳牙会在油套管表面留下牙痕，严重影响油套管的使用寿命，特别是对在特殊螺纹扣和用于含硫化氢气体的油气田中使用的油套管会造成严重的腐蚀甚至断裂。因此油套管的管钳牙痕危害不容忽视，API 5CT中对油套管牙痕作了详细要求，规定油套管牙痕深度不应大于壁厚的5%。
技术实现思路
[0003]本专利技术提供了一种无痕夹紧装置，解决了油套管拧接过程中牙痕的问题，做到无痕拧接。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：一种无痕夹紧装置，主要包括承压架、若干滚珠、支撑架，该滚珠间隙安装于承压架上的球形凹槽和支撑架上的椭圆锥孔组成的空间后构成可拆卸的夹持头，且滚珠伸出椭圆锥孔的部位和油套管运动接触；该夹持头安装于颚板架上；所述球形凹槽和椭圆锥孔的中心和油套管中心一致；所述椭圆锥孔由内椭圆孔平滑外扩至外椭圆孔构成。
[0005]所述椭圆锥孔的锥度为65
°
，且滚珠伸出内椭圆孔面1.6～2mm。
[0006]所述支撑架的外侧面上设有若干个凸台，该凸台适配套装在承压架上的通孔内后两者可拆卸连为一体。
[0007]所述滚珠表面有花纹。
[0008]所述夹持头通过承压架外侧的燕尾型凸台与颚板架上的燕尾型槽适配连接，夹持头的两侧被安装于颚板架的燕尾型槽内的螺栓定位。
[0009]所述夹持头有三组，其对油套管管柱夹持包角达300
°
。
[0010]所述滚珠材料的屈服强度>油套管材料的屈服强度>承压架材料的屈服强度。
[0011]本专利技术通过安装在承压架上滚珠来代替原始钳牙的作用，在拧接过程中滚珠在颚板架转动惯性的带动下在支撑架与承压架组成的空间内移动来完成与油套管的接触并达到无痕夹紧的目的；夹紧拧接过程中随着旋扣扭矩的增大，滚珠通过承压架的弹塑性变形来补偿油套管的变形，通过滚珠上花纹来增加滚珠与油套管的摩擦力达到无痕夹紧。
附图说明
[0012]图1为本专利技术夹持头的分解示意图；图2为本专利技术夹持头的整体示意图；图3为本专利技术的承压架架示意图；
图4为本专利技术的支撑架示意图；图5为本专利技术的支撑架椭圆孔与滚珠的下视图；图6为本专利技术的支撑架椭圆孔与滚珠的上视图；图7为本专利技术的工作过程中滚珠的位置变化原理图；图8为本专利技术的滚珠示意图；图9为本专利技术的颚板架总成示意图；图10为本专利技术的油套管无痕夹紧示意图。
具体实施方式
[0013]下面结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。
[0014]如图1,2,3,4,9所示，一种无痕夹紧装置，主要包括承压架2、若干滚珠3、支撑架4，该滚珠3间隙安装于承压架2上的球形凹槽6和支撑架4上的椭圆锥孔8组成的空间后构成可拆卸的夹持头14，滚珠3伸出椭圆孔8的部位和油套管15运动接触；该夹持头14安装于颚板架12上；所述球形凹槽6和椭圆锥孔8的中心和油套管15中心一致；所述椭圆锥孔8由内椭圆孔81平滑外扩至外椭圆孔82构成。
[0015]图5、图6、图7所示，所述椭圆锥孔8的锥度为65
°
，且滚珠3伸出内椭圆孔81面1.6～2mm。
[0016]其中内椭圆孔81和外椭圆孔82之间的65
°
锥角可以保证在滚珠3与油套管15接触上卸扣过程中，受力面始终保证在球形凹槽6内，避免支撑架4受力而影响整体夹紧装置的使用寿命。
[0017]承压架2上的若干球形凹槽6的直径为12.6mm，滚珠3的直径为10mm，球形凹槽6的直径大于滚珠3直径，保证滚珠3可以在球形凹槽6内运动。
[0018]在非工作状态下，滚珠3露出内椭圆孔81面至多2mm，在工作状态滚珠3露出内椭圆孔81面至少1.6mm，保证滚珠3与油套管15接触且不从球形凹槽6内脱落，亦可保证滚珠3在椭圆锥孔8内滚动至拧接所需位置，如图7所示。
[0019]球形凹槽6的球心、椭圆锥孔8的中心与所夹持的油套管15的中心在一条中心线上，保证滚珠3在拧接上卸扣惯性力的作用下能在承压架2和支撑架4所组成的空间内沿上卸扣的不同方向下运动，即沿XYZ所组成的S三维坐标系内移动，如图8所示,椭圆锥孔8限制了在Z轴方向，即与油套管15平行方向的运动。
[0020]所述支撑架4的外侧面上设有若干个凸台9，该凸台9适配套装在承压架2上的通孔7内，凸台9上加工有螺纹孔10，二者通过螺栓连接为一体构成了可拆卸的夹持头。滚珠3作为夹持头14与油套管15夹紧的中间体，其在使用过程中出现损坏或夹持打滑，可直接更换滚珠，避免整体打滑夹持头14带来的损失，节约成本。凸台9另一个作用为定位，保证椭圆锥孔8和球形凹槽6的中心相一致。
[0021]所述滚珠3表面有经过激光加工的不规则花纹11，其洛氏硬度约65HRC，用于增加油套管与滚珠3的摩擦力。
[0022]图9所示，所述夹持头14通过承压架2外侧的燕尾型凸台5与颚板架12上的燕尾型槽适配连接，夹持头14的两侧被安装于颚板架12的燕尾型槽内的螺栓13定位，以防止该夹具整体滑动。
[0023]滚珠3材料的屈服强度>油套管15材料的屈服强度>承压架2材料的屈服强度。保证滚珠3同时与油套管15和承压架2接触时，承压架2的变形量大于油套管的变形量，以此来降低油套管的变形，减小滚珠压入油套管深度。保证在夹紧力增大的情况下，滚珠3在球形凹槽6内移动，完成滚珠3与油套管15的夹紧动作。
[0024]所述夹持头14有三组，其对油套管管柱夹持包角达300
°
。夹持头14安装于颚板架12上，颚板架总成安装于拧接机上，三组该装置对油套管管柱夹持包角达300
°
且均匀分布,增加了接触面积，可降低油套管拧接过程中夹紧所带来的局部夹紧力过大对管柱造成损伤。
[0025]本专利技术的工作原理如下：颚板架12在坡板的作用下滚动一定角度，将油套管15夹住。随着接箍的旋进，滚珠3在承压架2的球形凹槽6内滚动直至图7示位置夹紧。油套管15拧接过程所产生的牙痕可分解为两部分，一部分为在接触面切向力的作用下对油套管15产生滑动的划痕；另一部分为在接触面径向力作用下对油套管15产生的压痕。首先为保证滚珠3与油套管15接触拧接过程中不打滑，需增加二者接触面间的摩擦系数。根据古典摩擦理论，滚珠3材料的屈服强度大于油套管15材料的屈服强度，承压架2的材料应选取较油套管15的屈服强度低的材料，滚珠3表面经过花纹处理，亦增大了二者接触面的摩擦系数，所以在滚珠3与油套管15在接触过程中，保证二者接触面的摩擦系数足够大，以保证滚珠3与油套管15之间相对不滑动，避免接触面划痕的产生。其次滚珠3与油套管15在接触过程中，其接触面为圆，在同等扭矩作用下较本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无痕夹紧装置，其特征在于，主要包括承压架（2）、若干滚珠（3）、支撑架（4），该滚珠（3）间隙安装于承压架（2）上的球形凹槽（6）和支撑架（4）上的椭圆锥孔（8）组成的空间后构成可拆卸的夹持头（14），且滚珠（3）伸出椭圆锥孔（8）的部位和油套管（15）运动接触；该夹持头（14）安装于颚板架（12）上；所述球形凹槽（6）和椭圆锥孔（8）的中心和油套管（15）中心一致；所述椭圆锥孔（8）由内椭圆孔（81）平滑外扩至外椭圆孔（82）构成。2.根据权利要求1所述的一种无痕夹紧装置，其特征在于，所述椭圆锥孔（8）的锥度为65
°
，且滚珠（3）伸出内椭圆孔（81）面1.6～2mm。3.根据权利要求1所述的一种无痕夹紧装置，其特征在于，所述支撑架（4）的外侧面上设有若干个凸台（9），该凸台（9）适配套...
【专利技术属性】
技术研发人员：毕群泗，车继勇，王东，
申请(专利权)人：甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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