(19)国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(45)授权公告日(21)申请号2.3(22)申请日2023.04.17(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号CN116160072A(43)申请公布日2023.05.26(73)专利权人新疆润霖新能源技术有限公司地址834000新疆尔自治区克拉玛依市克拉玛依区丰源路35-523(72)发明人史涛李载敏李勇(74)专利代理机构乌鲁木齐合纵专利商标事务所65105专利代理师周星莹(51)Int.Cl.B23G1/22(2006.01)B23G1/52(2006.01)B23Q3/06(2006.01)B23Q3/00(2006.01)B23Q1/25(2006.01)审查员李尚华(54)发明名称井口套管螺纹加工装置(57)摘要本发明涉及井口套管在线管螺纹加工技术领域，是一种井口套管螺纹加工装置，包括管螺纹仿形组件、管螺纹成型组件、内胀组件、外胀组件、内套管和外套管。本发明结构符合常理而紧凑，通过设置内胀组件和外胀组件，能快速和内套管、外套管固定安装在一起，为管螺纹仿形组件、管螺纹成型组件提供作业面，拆装方便，管螺纹仿形组件能够为管螺纹成型组件在对外套管外壁加工圆锥管螺纹时建立标准，防止在工艺流程中由于设备发生振动现象使得管螺纹加工出现偏差，导致外套管上的圆锥管螺纹不标准，不能够与后续设备做密封连接，增加维修难度的问题，管螺纹仿形组件可提升外套管圆锥管螺纹的加工质量，降低维护难度。权利要求书3页说明书11页附图22页CN116160072B2023.07.14CN116160072B1.一种井口套管螺纹加工装置，其特征是包括管螺纹仿形组件、管螺纹成型组件、内胀组件和外胀组件，内套管外侧同轴套装有外套管，内套管上端设有能够径向膨胀卡设于内套管内的内胀组件，内胀组件外侧固定安装有能够径向膨胀后卡设于外套管内的外胀组件，外胀组件外侧设有能够车削外套管外侧的管螺纹成型组件，内胀组件上侧设有能够使得管螺纹成型组件轴向移动和径向移动后在外套管外侧车削圆锥管螺纹的管螺纹仿形组件；管螺纹仿形组件包括中心轴、第一安装套、第二安装套、液压马达、导向刀座、轴向滑杆、导向螺套、径向滑套和仿形锥头，内胀组件上侧固定安装有法兰座，法兰座内套装有与内套管同轴设置的中心轴，中心轴外侧设有圆锥管螺纹，中心轴上端从下至上依次同轴固定有第一轴段和第二轴段，外胀组件中部外侧固定安装有支撑环，对应支撑环上端位置的外胀组件外侧同轴套装有第一安装套，第一安装套上端固定安装有同轴套装于第一轴段上部外侧的第二安装套，第二安装套上端固定安装有齿圈，齿圈内侧转动安装于第一轴段上端外侧，第二轴段外侧固定安装有驱动底座，驱动底座上安装有液压马达，液压马达的输出轴下端固定有与齿圈相互啮合的主动齿轮，第一安装套下部外侧固定安装有固定座，固定座上设有上下贯通的安装孔，安装孔内固定安装有导向刀座，导向刀座上设有上下贯通且截面为矩形的导向孔，导向孔的左侧内壁和右侧内壁均呈下部相对于上部向右倾斜状，导向孔内滑动安装有截面与导向孔截面相匹配的轴向滑杆，轴向滑杆右部外侧设有条形滑移槽，导向刀座上部设有与滑移槽相对应的导向螺纹通孔，导向螺纹通孔内螺接有端部位于滑移槽内的导向螺钉，轴向滑杆上端设有安装螺孔，安装螺孔内螺接有连接螺杆，连接螺杆上端固定安装有安装块，安装块上设有左右贯通的导向滑道，导向滑道的中心轴线呈右部相对于左部向上倾斜状，对应导向滑道的第二安装套外侧设有内外连通的条形滑移孔，第二安装套内设有螺接于中心轴外侧的导向螺套，导向螺套外侧固定有与滑移孔相对应的卡台，对应导向滑道位置的卡台外侧设有外大内小的限位锥孔，限位锥孔的中心轴线与导向滑道的中心轴线共线，限位锥孔左侧内壁上设有内外连通的固定孔，导向滑道内同轴套装有径向滑套，径向滑套左端外侧与限位锥孔内壁相匹配且左端同轴套装于限位锥孔内，径向滑套内螺接有左部同轴套装于固定孔内的固定螺栓，固定螺栓的左端固定有位于中心轴上圆锥管螺纹相邻两个螺牙之间的仿形锥头，仿形锥头截面呈外小内大的锥形，轴向滑杆下侧和管螺纹成型组件上侧固定安装在一起。2.依据权利要求1所述的井口套管螺纹加工装置，其特征是管螺纹成型组件包括刀具座、刀具滑块、刀杆和进退刀调节机构，轴向滑杆下侧呈右部相对于左部向下倾斜状，轴向滑杆下侧固定安装有刀具座，刀具座后部下侧固定有上窄下宽的后固定块，刀具座前部上侧左右间隔设有若干个上下贯通的调节螺孔，刀具座下侧设有与后固定块结构相同且对称分布的前固定块，前固定块上侧与刀具座下侧沿前后向滑动安装在一起，对应每个调节螺孔位置的前固定块上侧均设有长圆形调节孔，每个调节孔内均设有端部螺接于对应的调节螺孔内的间隙调节螺栓，刀具座下侧、后固定块前侧和前固定块后侧形成上宽下窄的梯形刀具安装槽，刀具安装槽内沿左右向滑动安装有刀具滑块，刀具滑块中部下侧设有左右贯通的刀具固定槽，刀具固定槽内可拆卸固定安装有刀杆，刀杆靠近外套管外侧的端部固定安装有刀头，刀具座右侧设有能够使得刀杆左右移动的进退刀调节机构。3.依据权利要求2所述的井口套管螺纹加工装置，其特征是进退刀调节机构包括短权利要求书1/3页2CN116160072B2程气缸和进刀构件，刀具座前部右侧固定安装有气缸座，气缸座右侧固定安装有短程气缸，第二轴段上端间隔设有第一内通气孔和第二内通气孔，第一内通气孔下端和第二内通气孔下端均延伸至第一轴段外侧，并且第一内通气孔下端位于第二内通气孔下端的上方或者下方，第一轴段外侧安装有气动滑环，气动滑环外侧间隔有与第一内通气孔连通的第一过气孔、与第二内通气孔连通的第二过气孔，对应第一过气孔位置的第二安装套外侧设有第一外通气孔，对应第二过气孔位置的第二安装套外侧设有第二外通气孔，第一外通气孔和短程气缸的进气孔之间固定连通有第一连接气管，第二外通气孔和短程气缸的出气孔之间固定连通有第二连接气管，第一外通气孔和第一过气孔之间固定连通有第三连接气管，第二外通气孔和第二过气孔之间固定连通有第四连接气管，刀具座右侧设有进刀构件，进刀构件包括限位板、进给螺杆、刻度盘、棘齿、棘爪、推刀滑块和开关轴，刀具滑块右方设有滑动安装于刀具安装槽内的进给座，进给座前部与短程气缸的活塞杆左端固定安装在一起，进给座右侧固定安装有限位板，刀具滑块后部右侧设有左右贯通的进给螺孔，对应进给螺孔位置的进给座左侧设有左右贯通的第一安装孔，对应第一安装孔位置的限位板左侧设有左右贯通的第二安装孔，第二安装孔内套装有左端穿过第一安装孔后螺接于进给螺孔内的进 给螺杆，对应限位板左侧位置的进给螺杆外侧固定安装有棘轮，棘轮外侧有棘齿，进给座右 侧设有安装仓，安装仓下部内侧沿前后向滑动安装有推刀滑块，推刀滑块后侧和安装仓内 侧之间设有第一压缩弹簧，推刀滑块前部铰接安装有与棘齿相配合的棘爪，棘爪后部和推 刀滑块后部上侧之间设有第二压缩弹簧，推刀滑块前侧面呈右部相对于左部向前倾斜状， 推刀滑块后侧设有右端和气缸座固定安装在一起的进给销，进给销后部设有开口向后且与 推刀滑块前侧面相匹配的进给槽，进给螺杆右端外侧固定安装有调节手轮，对应调节手轮 和限位板之间位置的进给螺杆外侧固定安装有刻度盘，限位板上侧固定安装有标尺，对应 棘爪上侧位置的限位板上设有左右贯通的固定通孔，固定通孔内安装有向右移动时下部外 侧与棘爪上侧相抵使得棘爪与棘齿相互分离的开关轴。 4.依据权利要求2或3所述的井口套管螺纹加工装置，其特征是内胀组件包括定位 盘、第一安装管和中心螺栓，定位盘上端中央设有限位环槽，法兰座下部固定安装于限位环 槽内，定位盘下侧设有第一安装管，第一安装管外侧沿圆周间隔均布有若干个第一斜翼，第 一斜翼外侧面从上至下由内向外倾斜，第一斜翼外侧面上设有上下贯通的第一滑槽，对应 每个第一滑槽位置的定位盘下端均设有径向贯通的第二滑槽，对应每个第一斜翼位置的定 位盘下侧均设有径向滑块，每个径向滑块内侧均固定安装有滑动安装于对应位置的第一滑 槽内的第一导向块，每个径向滑块上端均固定安装有滑动安装于对应位置的第二滑槽内的 第二导向块，定位盘中央穿设有下部外侧螺接于第一安装管内侧的中心螺栓，所述中心螺 栓转动时第一安装管上下移动同时径向滑块径向移动，对应定位盘上侧位置的中心螺栓上 部外侧固定有限位环台，对应限位环台上端位置的中心螺栓上端固定安装有卡块，中心轴 下端设有卡槽，卡块卡设于卡槽内。 5.依据权利要求4所述的井口套管螺纹加工装置，其特征是外胀组件包括定位中心 管、第二安装管和第三安装管，定位中心管套装于内套管外侧，定位中心管上端内侧固定有 与内套管上端接触的限位块，限位块与定位盘固定安装在一起，定位中心管下部外侧和支 撑环内侧固定安装在一起，对应支撑环下方位置的定位中心管下端外侧螺接有第二安装 管，第二安装管外侧沿圆周间隔均布有若干个第二斜翼，第二斜翼外侧面从上至下由外向 权利要求书 2/3 页 3 CN 116160072 B 3 内倾斜，第二斜翼外侧面上设有上下贯通的第三滑槽，第二安装管外侧同轴套装有第三安 装管，对应每个第二斜翼位置的第三安装管外侧均固定安装有凸翼，每个凸翼外侧均设有 径向贯通的滑动孔，滑动孔内套装有滑柱，滑柱内端面固定安装有滑动安装于对应位置的 第三滑槽内的第三导向块，对应支撑环下端和第二安装管上端之间位置的定位中心管外侧 套设有调节套，调节套上端外侧固定有拆卸环台，调节套下部外侧和第三安装管上端内侧 螺纹连接在一起，所述拆卸环台转动时滑柱外端能够径向移动。 6.依据权利要求5所述的井口套管螺纹加工装置，其特征是滑柱外侧和径向滑块外 侧均上下间隔设有若干个横向贯通的摩擦槽。 7.依据权利要求4所述的井口套管螺纹加工装置，其特征是第一安装管中央有上窄 下宽的第一安装孔，中心螺栓下部外侧螺接于第一安装孔的窄径段，中心螺栓下端固定安 装有套装于第一安装孔宽径段内的限位挡板，对应每个第一导向块两侧位置的定位盘下侧 均固定安装有第四导向块。 8.依据权利要求5或6所述的井口套管螺纹加工装置，其特征是第一安装管中央有上 窄下宽的第一安装孔，中心螺栓下部外侧螺接于第一安装孔的窄径段，中心螺栓下端固定 安装有套装于第一安装孔宽径段内的限位挡板，对应每个第一导向块两侧位置的定位盘下 侧均固定安装有第四导向块。 权利要求书 3/3 页 4 CN 116160072 B 4 井口套管螺纹加工装置 技术领域 [0001] 本发明涉及井口套管在线管螺纹加工技术领域，是一种井口套管螺纹加工装置。 背景技术 [0002] 国内外油田的采油井运行，大多数已经逐渐步入老龄化，受天气特征情况、地质环境、 注入二氧化碳等增产措施的影响，已经逐步不同程度地出现井口采油树与套管或表层套管 连接处的腐蚀泄漏现象，并日益增多，导致耐压强度降低甚至泄漏，影响正常生产，给安全 生产运行带来不可预估的隐患，亟待修复。由于没有针对该隐患的安全、合理、高效、经济的 专用技术设备，目前在万不得已的情况下，轻度腐蚀的还在勉强维持生产运行，腐蚀严重或 已经泄漏的，只能采取割焊方法更换损坏的管螺纹管段，或者上作业机通过更换整根损坏 管柱的办法来进行修复，井口处是易燃易爆场所，施工周期太长会成倍增加安全风险，采用的 施工方法并非理想技术方法，施工难度大、费用多、耗时长、可靠性低，亟需一种专用技术设 备来填补空白，合理解决这一技术难题，改变现状，确保每一口油井都能安全、健康可靠的 运行。 [0003] 公开号为CN109822352A，名称为一种便携式套管螺纹加工装置的专利文献中记载 了一种管螺纹加工装置，该装置包含装置外壳以及吊装点、装置旋转部位以及车削总成及 液压动力源系统，所述的装置旋转部位以及车削总成包括旋转定位轴、数控车削总成和数 控车扣总成；液压动力源系统包括液压马达、外夹油缸、内撑油缸和机械限位缸；装置外壳 为侧开口框型架，外夹油缸横向固定于框型架末端，夹持方向为纵向，内撑油缸横向固定于 框型架中间内侧，夹持方向为纵向，机械限位缸纵向固定于内撑油缸一侧，夹持方向为横 向；旋转定位轴固定于框型架末端内侧，数控车削总成与数控车扣总成相对应，设置于框型
