专利名称：用于制作外加厚铝合金钻杆的挤压模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及制作管体的挤压模具，尤其涉及一种用于制作外加厚铝合金钻杆
的挤压模具。
背景技术：
在油、气钻探中，常规的钢钻具由于其自身的特性，如抗腐蚀性差、密度大等，使得 在一些复杂钻井上如超深井，海洋钻井，高腐蚀性井，极地永冻带等的使用受到了一定程度 的限制，非钢钻杆的开发及应用成为必要。与常规钢钻杆相比，铝合金钻杆密度小，可以降 低钻机负荷，提高深井钻杆的过载拉伸能力，加快钻井速度。其次，铝合金弹性模量约相当 于钢材的33%，具有良好的抗弯曲载荷性能，从而提高钻柱的抗弯曲疲劳能力。此外，铝合 金钻杆还具有抗腐蚀能力强、无磁特性等优点。在国外，铝合金钻杆已经应用于超深井钻 井，定向钻井和大陆架海洋钻井等各种复杂钻井。 钢钻杆管体是管体两端外加厚、内加厚、内外加厚形式的一种变断面管，其制备是 通过对等截面无缝管两端镦粗的方法来实现。依据铝合金钻杆标准IS015546，铝合金钻杆 管体是管体两端为外加厚、内加厚形式的一种变断面管体，还包括管体两端为外加厚和中 间外增厚、内加厚和中间外增厚的复杂变断面管。但对于外加厚铝合金钻杆管体的内螺纹 加厚端的长度达到1300mm时，采用镦粗的方法存在着加厚长度太长，变形质量难以控制的 问题。而在IS015546标准中，对于如何制备这种具有超长加厚端的变截面的无缝铝合金 管，并未涉及。 目前，国内外挤压变断面管材最常用的方法是采用多套分瓣模分步挤压基本管材 部分和变断面部分。这就需要在挤压过程中停机，以便更换模具和调整机构，经常因模瓣组 合不佳、模瓣组合的间隙大，使管材部分的金属实体尺寸超标。由于是采用分段挤压法生 产，手工换模，易在近过渡区处发生模具碰伤管材表面，影响表面质量，对于尺寸精度和表 面质量要求较高的产品，往往需要进行后续的机械加工，使挤压的特点不能充分发挥。特别 是这些方法只能挤压断面由小到大一次变化的变断面管材，无法挤压断面由大到小、再由 小到大重复变化的连续变断面管材或异形零件，因而不能充分发挥变断面型材的优越性， 限制了变断面挤压件的品种和应用范围。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于制作外加厚铝合金钻杆的挤压
模具，利用本模具可制作外加厚的铝合金钻杆，也可制作外加厚和增厚保护器的铝合金钻
杆，其克服了传统制作方法的缺陷，提高了铝合金钻杆的制作质量和效率。 为解决上述技术问题，本实用新型用于制作外加厚铝合金钻杆的挤压模具包括挤
压针和挤压模，所述挤压模是一个模孔的整体挤压模，所述挤压模模孔沿轴向分别间隔设
有异径第一定径带和第二定径带，所述第二定径带内径大于所述第一定径带内径，所述第
一定径带和第二定径带之间斜面连接，所述挤压针针前端向后沿轴向依次间隔设有工作带和径縮带，所述工作带外径大于所述径縮带外径，所述工作带和径縮带之间斜面连接。[0007] 为保证铝合金钻杆制作的尺寸精度，上述挤压模的第一定径带横断面与所述挤压针的径縮带横断面面积之差大于所述挤压模的第二定径带横断面与所述挤压针的工作带横断面面积之差。 由于本实用新型用于制作外加厚铝合金钻杆的挤压模具采用了上述技术方案，即采用挤压针和挤压模作为挤压模具，挤压模是一个模孔的整体挤压模，其模孔沿轴向间隔设有两个异径定径带，两个定径带之间斜面连接；挤压针头端向后沿轴向间隔设有工作带和径縮带，工作带外径大于径縮带外径，工作带和径縮带之间斜面连接；利用本模具可制作外加厚的铝合金钻杆，其克服了传统制作方法的缺陷，提高了铝合金钻杆的制作质量和效率。
以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明[0010]
图1为本实用新型挤压模具的挤压模结构示意图，[0011] 图2为本实用新型挤压模具的挤压针结构示意图，[0012] 图3为本实用新型挤压模具组装的结构示意图。
具体实施方式如
图1和图2所示，本实用新型用于制作外加厚铝合金钻杆的挤压模具包括挤压针1和挤压模2，所述挤压模2是一个模孔23的整体挤压模，所述挤压模2的模孔23沿轴向分别间隔设有异径第一定径带21和第二定径带22，所述第二定径带22内径大于所述第一定径带21内径，所述第一定径带21和第二定径带22之间斜面连接，第一定径带21内径控制外加厚铝合金钻杆管体外径，第二定径带22内径控制外加厚铝合金钻杆管体加厚段外径，所述挤压针1针前端向后沿轴向依次间隔设有工作带12和径縮带ll，所述工作带12外径大于所述径縮带11外径，所述工作带12和径縮带11之间斜面连接，工作带12外径控制外加厚铝合金钻杆管体内径，径縮带11与挤压模2的第一定径带21之间的间隙控制外加厚铝合金钻杆管体加厚段铝合金挤压料的量。 为保证铝合金钻杆制作的尺寸精度，上述挤压模2的第一定径带21横断面与所述挤压针1的径縮带11横断面面积之差大于所述挤压模2的第二定径带22横断面与所述挤压针1的工作带12横断面面积之差。 如图3所示，在外加厚铝合金钻杆制作时，挤压针1位于挤压机的挤压轴3中心通孔内，挤压轴3位于挤压筒4内，挤压模2设有第一定径带21的一端设于挤压筒4 一端，挤压机对挤压针1独立控制，挤压针1头端在挤压模2的模孔内移动，上述安装就位后，将经加工后的铝合金铸锭5装入挤压筒4内，铝合金铸锭5和挤压工具加热至适当温度，移动挤压轴3入挤压筒4，将挤压针1挤压入铝合金铸锭5并由挤压针控制系统将挤压针1的工作带12精确地移入挤压模2位于挤压模2的第二定径带22，利用挤压轴控制系统开始挤压铝合金钻杆管体的加厚段； 挤压轴3继续挤压铝合金铸锭5，同时挤压针控制系统将挤压针1逐渐回收，利用挤压模2第一定径带21和第二定径带22之间的斜面与挤压针1工作带12和径縮带11之间的斜面间距减小控制铝合金挤压料的量，通过准确控制挤压针1和挤压轴3的位置、移动 速度及两者的精确协调配合控制成形为挤压铝合金钻杆管体的过渡段； 挤压轴3继续挤压铝合金铸锭5，挤压针控制系统将挤压针1回收使挤压针1的工 作带12位于挤压模2的第一定径带21 ，挤压控制成形为挤压铝合金钻杆管体的标称壁厚的 薄壁部分； 挤压轴3继续挤压铝合金铸锭5，当铝合金钻杆管体标称壁厚的薄壁部分长度达 到要求，挤压针控制系统将挤压针1向前运动，利用挤压模2的第一定径带21和第二定径 带22的斜面与挤压针1的工作带12和径縮带11的斜面间距增大控制铝合金挤压料的量 控制成形为挤压铝合金钻杆管体的另一端过渡段； 挤压针控制系统将挤压针1向前运动使挤压针1的工作带12位于挤压模2的第 二定径带22，挤压轴3继续挤压铝合金铸锭5，利用挤压针1的工作带12和挤压模2的第 二定径带22控制挤压铝合金钻杆管体另一端的加厚段。 在铝合金钻杆管体另一端的加厚段尺寸达到设计要求时，切割机将成形的外加厚 铝合金钻杆管体切下，完成整个挤压工序。 挤压工序完成后，铝合金钻杆管体经过热处理，矫直，切定尺后，就形成了符合标 准的铝合金钻杆管体。
权利要求一种用于制作外加厚铝合金钻杆的挤压模具，其特征在于本模具包括挤压针和挤压模，所述挤压模是一个模孔的整体挤压模，所述挤压模模孔沿轴向分别间隔设有异径第一定径带和第二定径带，所述第二定径带内径大于所述第一定径带内径，所述第一定径带和第二定径带之间斜面连接，所述挤压针针前端向后沿轴向依次间隔设有工作带和径缩带，所述工作带外径大于所述径缩带外径，所述工作带和径缩带之间斜面连接。
2. 根据权利要求1所述的用于制作外加厚铝合金钻杆的挤压模具，其特征在于所述 挤压模的第一定径带横断面与所述挤压针的径縮带横断面面积之差大于所述挤压模的第 二定径带横断面与所述挤压针的工作带横断面面积之差。
专利摘要本实用新型用于制作外加厚铝合金钻杆的挤压模具，挤压模具包括挤压针和挤压模，挤压模是一个模孔的整体挤压模，其模孔沿轴向间隔设有两个异径定径带，两个定径带之间斜面连接；挤压针头端向后沿轴向间隔设有工作带和径缩带，工作带外径大于径缩带外径，工作带和径缩带之间斜面连接；利用本模具可制作外加厚的铝合金钻杆，其克服了传统制作方法的缺陷，提高了铝合金钻杆的制作质量和效率。
文档编号B21C25/02GK201482817SQ20092020966
公开日2010年5月26日 申请日期2009年9月14日 优先权日2009年9月14日
发明者余荣华, 欧阳志英, 王广群, 董强, 袁鹏斌 申请人:上海海隆石油管材研究所