冲击器外套管的制作方法

本实用新型涉及一种冲击设备零部件，特别是冲击器外套管。

背景技术：

冲击器外套管为一缸筒结构工件，其内部装有冲击活塞等部件构成配气机构。冲击器工作时活塞能在其内部进行往返运动。外套管一端通过螺纹副与前接头相连，从而带动前接头上的钻头旋转；另一端通过螺纹副与后接头相连，而后接头通过螺纹连接钻杆。最终使得钻头、前接头、外套管及后接头能在工作时随钻杆一起转动。

外套管在工作中主要承受钻机向下的轴压力、旋转的扭矩、弯曲力矩、振动载荷等，受力情况相对复杂。现场使用过程中往往会因外套管端面破裂而造成外套管报废。经多次取样分析确定破裂裂纹往往产生在外套管外圆端面处，由于外套管在服役过程中岩粉对其表面的冲刷，产生尖边造成应力集中，同时外加上工作时多种载荷的叠加，所受应力值大于自身抗拉强度后导致裂纹的发生。

由于冲击器外套管所受负荷很大程度上是由钻机的输出以及岩层工况决定的，因此，作为钻具生产厂家如何减少部件应力集中也是至关重要的。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供冲击器外套管，此外套管保证了其与前接头和后接头相接触的端面始终为钝角，进而有效的避免了棱角的产生，避免了产生应力集中，防止了其在应力集中位置发生破裂，进而保证了其结构强度，延长了其使用寿命。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：冲击器外套管，它包括外套管本体，所述外套管本体的端头位置沿着其外圆截面边线加工有用于减少应力集中的斜边线，所述外圆截面边线与斜边线之间构成第一倾角；所述斜边线与外套管本体的端面截面边线之间构成第二倾角；所述外套管本体的内孔边线与斜边线的起始端面位置构成斜边起始值，所述外套管本体的内孔边线与外套管磨损报废极限时的外圆边线构成厚度尺寸；所述厚度尺寸和斜边起始值之间的尺寸关系为，d≥t。

所述第一倾角的取值为a＞90°。

所述第一倾角的取值为150°≥a≥120°。

所述斜边线和外圆截面边线之间设置有第一圆弧，所述斜边线与端面截面边线之间设置有第二圆弧。

本实用新型在结构上进行了重大变革，相对而言具有以下优点：

通过采用上述结构的外管套，其与前接头和后接头相接触的端面始终为钝角，进而有效的避免了棱角的产生，进而避免了产生应力集中，防止了其在应力集中位置发生破裂的问题，进而保证了其结构强度，延长了其使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1冲击器与外套管结构示意。

图2冲击器外套管示意图。

图3图2中外套管端面q部放大图。

图4本实用新型外套管第一种端面设计示意图。

图5本实用新型外套管第二种端面设计示意图。

图中：后接头1、外套管本体2、前接头3、钻头4、螺纹副5、6；

第一倾角a、斜边线a、第二倾角b、端面截面边线b、厚度尺寸d、外圆截面边线d、内孔边线e、磨损报废极限时的外圆边线f、斜边起始值t。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图2-4，冲击器外套管，它包括外套管本体2，所述外套管本体2的端头位置沿着其外圆截面边线d加工有用于减少应力集中的斜边线a，所述外圆截面边线d与斜边线a之间构成第一倾角a；所述斜边线a与外套管本体2的端面截面边线b之间构成第二倾角b；所述外套管本体2的内孔边线e与斜边线a的起始端面位置构成斜边起始值t，所述外套管本体2的内孔边线e与外套管磨损报废极限时的外圆边线f构成厚度尺寸d。通过采用上述结构的外套管本体2其在端头位置加工斜边线a，进而形成大倾角，采用上述结构，会使得外套管本体2在作业磨损过程中的端面始终为钝角，有效的避免了产生棱边，进而避免了产生应力集中，防止其发生劈裂，保证了结构的稳定性，延长了其使用寿命。

进一步的，所述厚度尺寸d和斜边起始值t之间的尺寸关系为，d≥t。提供上述的尺寸关系，保证了外套管本体2在磨损报废之前，其斜边线a始终存在，保证其整个生命周期都能够起到有效的避免产生棱角的问题，有效延长其寿命。

进一步的，所述第一倾角a的取值为a＞90°。通过采用上述的角度，保证其为钝角结构。

进一步的，所述第一倾角a的取值为150°≥a≥120°。通过采用上述的取值范围，能够保证最佳的防裂效果。从几何关系可以分析出，此时夹角b范围也是120-150°，使得两个夹角都为≥120°了。

实施例2：

如图2-3、5，冲击器外套管，它包括外套管本体2，所述外套管本体2的端头位置沿着其外圆截面边线d加工有用于减少应力集中的斜边线a，所述外圆截面边线d与斜边线a之间构成第一倾角a；所述斜边线a与外套管本体2的端面截面边线b之间构成第二倾角b；所述外套管本体2的内孔边线e与斜边线a的起始端面位置构成斜边起始值t，所述外套管本体2的内孔边线e与外套管磨损报废极限时的外圆边线f构成厚度尺寸d。所述斜边线a和外圆截面边线d之间设置有第一圆弧r1，所述斜边线a与端面截面边线b之间设置有第二圆弧r2。所述厚度尺寸d和斜边起始值t之间的尺寸关系为，d≥t。在本实施例中，通过在斜边线a和外圆截面边线d与端面截面边线b的交叉位置设置过渡的圆弧，避免了其在过渡位置产生应力集中，起到了全面防护的作用。

进一步的，所述第一倾角a的取值为a＞90°。

进一步的，所述第一倾角a的取值为150°≥a≥120°。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

技术特征：

1.冲击器外套管，其特征在于：它包括外套管本体（2），所述外套管本体（2）的端头位置沿着其外圆截面边线（d）加工有用于减少应力集中的斜边线（a），所述外圆截面边线（d）与斜边线（a）之间构成第一倾角（a）；所述斜边线（a）与外套管本体（2）的端面截面边线（b）之间构成第二倾角（b）；所述外套管本体（2）的内孔边线（e）与斜边线（a）的起始端面位置构成斜边起始值（t），所述外套管本体（2）的内孔边线（e）与外套管磨损报废极限时的外圆边线（f）构成厚度尺寸（d）；所述厚度尺寸（d）和斜边起始值（t）之间的尺寸关系为，d≥t。

2.根据权利要求1所述的冲击器外套管，其特征在于：所述第一倾角（a）的取值为a＞90°。

3.根据权利要求1所述的冲击器外套管，其特征在于：所述第一倾角（a）的取值为150°≥a≥120°。

4.根据权利要求1所述的冲击器外套管，其特征在于：所述斜边线（a）和外圆截面边线（d）之间设置有第一圆弧（r1），所述斜边线（a）与端面截面边线（b）之间设置有第二圆弧（r2）。

技术总结
本实用新型涉及冲击器外套管，它包括外套管本体，所述外套管本体的端头位置沿着其外圆截面边线加工有用于减少应力集中的斜边线，所述外圆截面边线与斜边线之间构成第一倾角；所述斜边线与外套管本体的端面截面边线之间构成第二倾角；所述外套管本体的内孔边线与斜边线的起始端面位置构成斜边起始值，所述外套管本体的内孔边线与外套管磨损报废极限时的外圆边线构成厚度尺寸。通过采用上述结构的外套管本体其在端头位置加工斜边线，进而形成大倾角，采用上述结构，会使得外套管本体在作业磨损过程中的端面始终为钝角，有效的避免了产生棱边，进而避免了产生应力集中，防止其发生劈裂，保证了结构的稳定性，延长了其使用寿命。

技术研发人员：孙超;龚康强
受保护的技术使用者：宜昌市五环钻机具有限责任公司
技术研发日：2019.06.28
技术公布日：2020.05.29