美制梯形螺纹在石油测井仪器中的设计与应用_吴少威

参 考文献
[ 1] 杨黎明, 机械零 件简明 设计手 册. 北京: 兵 器工业 出版社, 1992: 117- 119
[ 2] 上海市金属切削 技术协会 金属切削手册 2版. 上 海: 上海科学技术出版社 , 1992: 251
第一作者简介: 吴少威, 工 程师, 生于 1971年, 1997 年毕业于西安石油学 院机械设 计与制 造专业, 现从 事仪器 维修和科研工作。地址: ( 718500) 陕西省 靖边县。 电话: ( 029) 86505884或 86029655。
因其金属波纹管可防止气体进入电机油, 该保护器亦可适用于含气井。另外, 它还可防止 H 2 S腐蚀, 更适合高温和含 H2 S的油井。其设计还将新型保护器头和可升高的轴密封挡砂板和排砂孔相结合, 可使 任何经由保护器顶部的沙子和固相转向井筒。
冯耀忠摘译自 W orld O i,l 2007, 228 ( 5)
2 美制梯形螺纹概述 19世纪中期, 英国和美国发 布了英制螺纹国 家标准 ( 英国的惠氏螺纹 W; 美国的国家螺纹 N 和布氏螺纹 ); 19世纪末, 以法国为首的欧洲 5国 联合提出了米制螺纹标准 ( 普通螺纹 M ) 。从此, 螺纹标准进入了英制、美制和米制螺纹 3家抗衡时 代。世界上螺纹有几百种, 按标准来源, 主要分为 英制、美制和米制螺纹 3种; 按螺纹用途, 可以分 为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹和专用螺纹。 通常应用一般用途梯形螺纹。如果使用一般用 途梯形螺纹有困难, 如内外螺纹经常出现卡死的场 合, 则选用对中梯形螺纹。矮牙梯形螺纹仅仅适用 于空间受限制的极特殊场合。美制梯形螺纹也可用 于紧固联接场合。但它不适用于对传动精度有较高 要求的精密传动螺纹。 美制梯形螺纹标 记由螺纹尺寸 代号、特 征代 号、公差带代号、检验体系代号及旋向代号组成。 单线梯形螺纹的尺 寸代号为 公称直径 - 牙 数 !, 公称直径的单位为英寸。多线梯形螺纹的尺 寸代号为 公称直径 - 螺距 P - 导程 L !, 公称直 径、螺距和导程的单位为英寸。 美制梯形螺纹特征代号为 梯形 !。 美制梯形螺纹的公差带代号为 2G、 3G和 4G。 螺纹特征代号与公差带之间用 - ! 分开。 检验体系代号为 ( 21) 、 ( 22)、 ( 23)。其具体 含义见 ASME B1 3M。
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左旋螺纹应在公差带代号之后标注 LH ! 代 号。右旋螺纹不标注旋向代号。
示例: 右旋、单线的美制梯形螺纹: 1 750- 4- A c m e- 2G ( 21) ; 左旋、单线的美制梯形螺纹: 1 750- 4- A c m e- 2G LH ( 21) ; 右旋、多线的美制梯形螺纹: 2 875 - 0 4P 0 8L - A cm e- 4G ( 22)。
关键词 美制梯形螺纹 螺纹联接 测井仪器
石油测井、射孔与井下作业仪器有相当一部分 从国外进口或者与国外进口仪器配接使用, 其螺纹 联接部分通常是美制梯形螺纹 ( A cm e) 联接, 甚 至一些国产仪器出于某些因素考虑也采用美制梯形 螺纹联接。由于对国内外螺纹联接不了解, 中国石 油测井有限公司的相当一部分工作人员在生产、维 修以及外协加工部分零部件中往往把美制梯形螺纹 误认为是英制螺纹, 而且混淆了美制梯形螺纹、英 制螺纹以及我国采用的米制螺纹概念。笔者在从事 相关生产、科研的长期工作中, 结合国产米制螺纹 标准、公差与配合等技术要求, 成功地将美制梯形 螺纹 国产化 !, 绘制出了大量的带有美制梯形螺 纹联接的机械零部件的图纸并试制 成功机械零部 件。实践证明这种做法是安全可行的。尤其是多年 负责参与研制的可取式桥塞、复合射孔枪以及各类 打捞器等科研项目工作期间, 大部分螺纹联接均采 用 国产化 ! 的美制 梯形螺纹并获得 成功。这里 对美制梯形螺纹联接加以阐述, 以供测井行业同仁 们参考。
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技术讨论
石油机械 CH INA PETROLEUM M ACH INERY
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美制梯形螺纹在石油测井仪器中的设计与应用
吴少威 黄晓昆
( 中国石油测井有限公司长庆事业部 )
摘要 简要介绍了美制梯形螺纹 ( A cm e) 的种类、用途及标记。以 55 英制螺纹为基础, 将美 制梯形螺纹与国标米制梯形螺纹相结合, 研究了一种美制梯形螺纹 国产化 ! 的设计方法和加工手 段。Acm e螺纹从设计到应用的 国产化 ! 过程拓宽了螺纹设计的范围, 提高了螺纹设计的灵活性。 将国标米制梯形螺纹联接与 A cm e螺纹联接进行对比和分析, 结果表明, A cm e螺纹联接具有更多的 灵活性和可靠性, 可解决带有美制梯形螺纹联接的测井仪器存在的问题, 并提高工作实效。
收稿日期: 2007- 10- 11 (本文编辑 赵连禄 )
信息广角
新型电机保护器
美国 Schumberger公司生产了一种新型电机保护器, 它是为满足复杂工况而设计的, 具有不同的配 置, 可适用于蒸汽驱高温、高含砂和固相、高含气和腐蚀性油井。该保护器用可任意选择的金属波纹管取 代合成橡胶胶囊, 其使用温度可超过 306 % 。截至目前, 已将其用于蒸气驱高温油井中运行了 1 043 d。
美制梯形螺纹种类与概述
1 美制梯形螺纹的概念 美制梯形螺纹的牙形角为 29 , 而与之相对应 的米制梯形螺纹 (即国标梯形螺纹 ) 的牙形角为 30 。目前使用的美制梯形螺纹有 3种: 一般用途 的梯形螺纹、对中梯形螺纹、矮牙梯形螺纹。一般 用途梯形螺纹 与米制一般用途梯形螺纹 ( T r) 在
牙形和公差带分布方面较接近。米制梯形螺纹没有 与对中梯形螺纹和矮牙梯形螺纹相对应的标准。
英制螺纹 ( 55 ) 的示意图如图 1所示。
图 1 英制螺纹 ( 55 ) 示意图
图中
t=
25 n
4,
H = 0 960 49t,
h2 = 0 640 33t,
h = h2 -
e# 2
+
c# , 2
d #= 公称直径, d = d#- c#, d1 = d #- 2h2,
d#1 = d#- 2h2 + e#, d2 = d - h2,
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综上所述, 可得如下结论: ( 1) 由于美制梯形螺纹具有综合机械性能好、 装配不容易发生 咬扣 !、不易与密封面发生 干 涉 !、装配 速度 快等 诸多优 点, 不仅 在国 内外 飞 机、船舶以及精密机械等行业大量应用, 同样在美 国石油行业大规模应用, 所以建议国内石油行业尤 其是测井行业采用美制梯形螺纹。 ( 2) 限于国内石油机械加工行业的机械设计、 机械加工以及相关使用操作人员不具备这方的知识 和技术资料, 可以通过借鉴国标米制梯形螺纹的设 计手 段 以 及加 工 方法, 灵 活 地将 美 制 梯形 螺 纹 国产化 !。 ( 3) 目前中国石油测井有限 公司技术中心具 有自主知识产权的 E Ilog∀ 05测井仪器已开始大规 模装备使用, 其螺纹联接部分均采用国标米制梯形 螺纹, 在装配实践中存在诸如 咬 扣 ! 一 类的问 题, 而使用美制梯形螺纹, 能够充分利用美制梯形 螺纹的诸多优点, 可有效解决相关问题。
美制梯形螺纹的灵活 国产化 !
由于国内工程设计人员与车工手头美制螺纹资 料有限, 以及经常使用 国标标准 ( 米制 ) 螺纹的 习惯, 笔者以 55 英制螺纹为基础, 将美制梯形螺 纹与国标梯形螺纹相结合, 经过认真细致地研究, 总结出一套行之有效的美制梯形螺纹 国产化 ! 的设计方法和加工手段。
1 英制螺纹 ( 55 ) 的基本尺寸
f = 0 205 7t + 0 026ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ W = f # = 0 166 7t,
W #= 0 243 7t, e#∃ 0 148t, c#∃ 0 075t + 0 05
英制螺纹 ( 55 ) 的基本尺寸汇总如表 1 所 示。表中尺寸均由图 1中的公式计算所得 [ 1 ] 。
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