一种快速拆除的固定螺栓螺母的制作方法

本实用新型机械制造技术领域，具体涉及一种快速拆除的固定螺栓螺母。

背景技术：

目前，油田现场油、气井口控制安装时使用的螺栓螺母仍然是普通的常规型螺栓螺母。此种螺栓由螺杆和一个与之相配的螺母组成，拆除螺栓螺母的时，需要先将螺栓一端的螺母一圈一圈的拧下来。由于井口装置所用固定螺栓数量较多，拆除螺栓的操作过程在正常作业时就显得特别烦琐。一旦遇到井涌需要紧急拆除螺栓，安装其它井口装置时，在短时间内要拆除12条螺栓，就难以做快速拆除，往往因拆除不及时而发生井喷事故。

技术实现要素：

本实用新型针对冲砂、起下钻作业过程中，井口安装自封封井器或防落物装置时，设计了一种快速拆除的固定螺栓螺母，当井口出现溢流、井涌等事件，需要拆除自封封井器或防落物装置装置时，能够快速、可靠地拆除该螺栓，减少了井控风险。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种快速拆除的固定螺栓螺母，至少包括螺栓、螺母及垫片，所述螺栓由螺栓头和螺杆组成，所述螺杆与螺母螺纹连接，且螺杆与螺母连接处加装有垫片。

所述螺杆的上端与螺栓头一体化连接，螺杆的下端内侧设有与螺母相匹配的母螺纹；所述螺母包括螺母本体，螺母本体的一侧固设有连接杆，连接杆的外侧设有与螺杆上的母螺纹相匹配的公螺纹；螺母本体的侧面钻有十字通孔。

所述螺母本体的外径与螺杆外径大小一致。

所述垫片为方形开口垫片，夹在螺栓和螺母之间。

所述垫片的开口大小大于螺母公螺纹的外径，小于螺母本体的外径；且垫片的外部尺寸大于井口螺栓孔。

所述垫片厚度不小于10mm。

该固定螺栓螺母还包括螺母专用板手，所述螺母专用板手包括把手，把手的前端固设有扳手头；扳手头前端呈十字型，并与螺母上十字通孔组成离合定位结构。

所述把手表面滚花。

所述螺栓头为正四方或六方螺帽。

本实用新型的有益效果：

一种快速拆除的固定螺栓螺母的研制，解决了井下作业起下钻作业过程中，井口安装自封封井器或防落物装置时，当井口出现溢流、井涌等事件时，需要拆除自封封井器或防落物装置装置时，能够快速、可靠地拆除该螺栓，减少了井控风险。经现场检验，该螺栓螺母单个拆除时间在2S内可以完成，目前在井口安装自封封井器或防落物装置推广使用。

附图说明

图1为一种快速拆除的固定螺栓螺母的结构示意图；

图2的螺栓结构示意图；

图3为螺母的结构示意图；

图4为垫片的结构示意图；

图5螺母专用扳手的结构示意图。

附图标记说明

1、螺栓；1.1、螺栓头；1.2、螺杆；2、螺母；2.1、螺母本体；2.2、连接杆；3、垫片；4、螺母专用板手；4.1、把手；4.2、扳手头；5、十字通孔。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种快速拆除的固定螺栓螺母，至少包括螺栓1、螺母2及垫片3，所述螺栓1由螺栓头1.1和螺杆1.2组成，所述螺杆1.2与螺母2螺纹连接，且螺杆1.2与螺母2连接处加装有垫片3。

本实用新型所述固定螺栓螺母的主要特点是不需要将螺纹全部卸完，只需一拧，拔出垫片，就可以抽出螺纹，起到快速拆除的目的。

实施例2

在实施例1的基础上，如图2所示，所述螺杆1.2的上端与螺栓头1.1一体化连接，螺杆1.2的下端内侧设有与螺母2相匹配的母螺纹。

如图3所示，所述螺母2包括螺母本体2.1，螺母本体2.1的一侧固设有连接杆2.2，连接杆2.2的外侧设有与螺杆1.2上的母螺纹相匹配的公螺纹，公螺纹的旋向与母螺纹的旋向相反；所述螺母本体2.1的外径与螺杆1.2外径大小一致，螺母2的下端钻有十字通孔5，方便螺母专用板手4插入转动。

对螺杆1.2、螺母2进行调质处理，可以将螺杆1.2及螺母2的布氏硬度范围控制为HB240～280。

如图4所示，所述垫片3为方形开口垫片，夹在螺栓1和螺母2之间；垫片3的开口大小大于螺母2公螺纹的外径，小于螺母本体2.1的外径；且垫片3的外部尺寸大于井口螺栓孔，起到普通螺母受力的作用。

所述垫片3经过调质处理，使得其上形成调质层。通过对垫片3进行调质处理，可以将垫片的布氏硬度范围控制为HB240～280，同时垫片3的一般必须达到10mm以上，以保证其足够硬度和抗拉强度。

实施例3

在上述实施例的基础上，如图5所示，该固定螺栓螺母还包括螺母专用板手4，所述螺母专用板手4包括把手4.1，把手4.1的前端固设有扳手头4.2，扳手头4.2前端呈十字型，并与螺母2上十字通孔5组成离合定位结构；把手4.1表面滚花。

本实用新型所述固定螺栓螺母的具体使用方法为：将螺栓穿过自封封井器或防落物装置、井口螺栓通孔，将螺母的外螺纹与螺栓的内螺纹相连，中间加下垫片，按一定扭矩拧紧螺纹，起到固定作用，当拆除螺栓时，用螺母专用板手插入螺母相对应的拆卸孔，拧半圈，抽出垫片，取出螺栓。

实施例4

螺栓现场便用受力分析：根据工作时的受力情况，螺纹牙多发生剪切和弯曲破坏，如果将一圈螺纹沿螺纹大径处展开，则可看作宽度为πd的悬臂梁。假设毎圈螺纹所承受的平均拉力为Q/u(Q为螺杆受的总拉力，u为螺纹圈数)，并作用在以螺纹中经d2为直径的圆周上，则螺纹牙危险截面的剪切强度条件为：

τ＝Q/(πdbu)≤【τ】

式中：τ—螺纹受的切应力

【τ】—许用切应力 【τ】＝0.3σb＝0.3×655MPa＝196.5MPa

Q—螺纹受的总拉力 Q＝20t＝20x1000x9.8＝196000N

b—螺纹根部的厚度 b＝0.75P＝0.75×2＝1.5mm

u—螺纹圈数 u＝L/P＝40/2＝20

代入公式中

τ＝196000/(3.14×39×1.5×20)＝53.35MPa

τ＝53.35MPa≤【τ】＝196.5MPa

安全系数n

n＝196.5MPa/53.35MPa＝3.68

通过计算可知，螺纹受的剪切应力小于材料的许用剪切应力，在每一条螺栓承受20T拉力的情况下，6条螺栓可承受120T的拉力，考虑安全因素，6条螺栓最低也可承受96T的拉力。故连接螺栓的强度满足现场使用要求。

因此本实用新型所述的快速拆除的固定螺栓螺母，其结构简单、拆装方便、实用性强，且不影响正常操作习惯，该装置能够快速安装和拆卸；该装置解决了井下作业起下钻作业过程中，井口安装自封封井器或防落物装置时，当井口出现溢流、井涌等事件时，需要拆除自封封井器或防落物装置装置时，能够快速、可靠地拆除该螺栓，减少了井控风险。经现场检验，该螺栓螺母单个拆除时间在2S内可以完成，目前在井口安装自封封井器或防落物装置推广使用。