JPS5890421A - 管状部品の再ねじ切り加工法と加工装置 - Google Patents

管状部品の再ねじ切り加工法と加工装置

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JPS5890421A
JPS5890421A JP57193570A JP19357082A JPS5890421A JP S5890421 A JPS5890421 A JP S5890421A JP 57193570 A JP57193570 A JP 57193570A JP 19357082 A JP19357082 A JP 19357082A JP S5890421 A JPS5890421 A JP S5890421A
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JP
Japan
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program
adapter
turret
threaded
defective
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JP57193570A
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ジエリ−・ヘイグツド
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RIIDO CHIYUBURAA PURODAKUTSU C
RIIDO CHIYUBURAA PURODAKUTSU CO
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RIIDO CHIYUBURAA PURODAKUTSU C
RIIDO CHIYUBURAA PURODAKUTSU CO
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Publication date
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23GTHREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G7/00Forming thread by means of tools similar both in form and in manner of use to thread-cutting tools, but without removing any material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23GTHREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G1/00Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor
    • B23G1/22Machines specially designed for operating on pipes or tubes
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02Program-control systems electric
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    • G05B19/182Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオイルウェル、即ち油井などに使用する工具継
手、ケーシング及び管状部材で、ねじ痺が破損したり、
又ねじ溝が不正aに形成された管状部材を再ねじ切りす
る方法と装置に1達する。
本発明は最初の機械加工間にねじ婢が破損したり、又ね
じ溝が不正確に形成された管状部材を再ねじ切りする方
法と装置に41連する。n紀すれば、管状部材にねじの
り加工する数値制御(NC’)加工機及びコンビエータ
数値制御(CNC1加工機に有利に使用できる方法と装
置e1cm達する。
石油工業では、地下に塩蔵されている炭化水素、IOも
原油の採掘と鑞出に橋々の型式の管状部材が使用される
。蝋も広く用いられる管状部材は鋼鉄のような高債(材
料で約10メートルの長さKf’fsられ、このねじ切
り端部で接続される。
油井の掘削や産出に使用されるねじ11[lすした管状
部材は一般に、狭く定積された小数の型式ないしクラス
に分類される。filえば掘削に用いられる管状部材は
1ドリル・パイプ1と呼ばれ。
多数のドリル・パイプを*絖したものを1ドリル・スト
リング1と呼ぶ。通信、ドリル・パイプのねじ切り端部
は1工具継手” (tool jointm)と呼ばれ
、この部分はパイプと別a!Itcaaされ、未加工バ
イブに溶接してドリル・パイプにする。各ドリル・パイ
プは外ねじ(雄ねじ)を切った1ビン“と呼ばれる端部
と、内ねじ【Qねじ)を切った1ボツクス“と呼ばれる
端部とを有する。IIk41普通の工具継手ねじ型式は
1テーバ1ねじで、Ia手の接続と分4に少ないねじ溝
があればよいからドリル・パイプの!a伏と分−が短時
間で行われる利点がある。
掘削区画、即ちオイル−パッチに使用される別型式の管
状部材は薄肉大口径の油井ケーシングである。ケーシン
グは油井孔の内面を蔽い。
この内面の土砂の落込み、水層の汚染及び原油の低王有
孔地−を通る流入を防止するものである。ケーシングの
も手は通It’プレミアムねじゝ継手と呼ばれるもので
、テーパ付円筒形、又は膜付円筒形のねじを有する。ケ
ーシングはドリル・パイプのように幀*に油井から引き
出したり移動することができるから適材はテーパ接続を
使用せず、テーパはねじに小さいテーパが設けられるに
過ぎない。
第3跡目の型式の管状部材は油井パイプで。
油井から炭化水素を導出したり、原油111に泥。
水又は処理架剤を導入するのに使用される。この管状部
材は通唐、油井のケーシングの内部にあり、テーパねじ
1円間ねじ又は段付ねじを有する。
上記の全型式のねじは石油業界では公知である。例えば
、テーパの非qTic大白いドリル・パイプねじは米国
特許第1.932.427号!第2.277.899号
!及び第3.047,318号の明細書に紀@されてい
明細書に記載されている。油田管の段付円部ねじは米国
特許第2.992.019号及び第3.100.615
6号の明細書に記載されている。工具継手のねじ部分。
及びプレ2アムねじ端部の形成は、嵩慣度に対する厳し
い要求条件。驕び場合によってはねじ連結部分の^圧液
’l!FM止のため非盾に梼智に行われる。
最近のねじ#Dり操作で、工具継手のねじ切り部分、&
びプレ建アムねじ端部のねじll!lIり操作はコンピ
ュータ制御装置で行われ、これらのある−のものはNC
加工機又はCNC加工機と呼ばれる。これら2植の自動
加工機は数懺咋動テープ1lIII#装置を利用して加
工部分に自動化加工を行う、この棚の自動1i11#装
置と自動加工機Fi従来のlt値やフライス型に比べて
数倍の速さでねじ切り部材を作るのに成功した。NC又
はCNC加工法があまり改暑されなかった一分野は、ね
じが不正確に切られたり破損したりした部分を再加工す
る分野である。ねじ切り部分の再加工に現在使用されて
いる方法は非盾に長時間を必要とする方法である。従来
の再加工法は部品の原価よりも再加工コストの方が高価
になる場合が多いため、不正確にねじ切りしたり、ねじ
が損傷した管状部材は再加工ぜずにスクラップにする。
例えば、NC加工機を使用して大量生産すると。
1時間当り18錫の1真継手のねじ切り操作が可能であ
る。NC加工機は÷1ば完全に自動化されているから、
加工品を機械のチャックヤコレットにセットする咋業員
がいればよい。f!A械にセット後、#[IIl盤で4
尚なプログラムを始動させれば0機械の割出しヘッドが
ねじ切り及び正面削りなどの全必要操作を実施する。N
C加工機の高速性のため1時間当りlBC囚のねじ切り
が行われる。
公知の妖術を利用する従来の再加工法は31糧法である
。g1工程ではねじ部分が損傷した。
又は不1Edlな管状部品をタレット旋盤にセットし、
g手の端部の蜜封面の正面削りと中ぐりの再加工をする
。第2工程でねじフライス盤でねじ切りをして新しいね
じ溝を形成する。仄に第3工程で、正面の薄い−を切削
除去し0m手の端部とねじ溝との間に正確な隙間を形成
する。
これらの3工程はd!AJt一部品尚り30分ないし1
時間の加工時間を必要とする。これは普通型式のNC加
工機の10倍ないし20倍の時間であるから経済的に不
利である。この不経済性のためねじ溝がdA傷し走り不
正確な部品は再加工することなくスクラップ和する。
NC及びCNCNC加工機用してねじ婢の不良な管状部
品を再加工する他の方法も、従来のタレット魔盤ヤ7ラ
イス盤を使用する方法と同じように複雑かつ長時間を要
する。コンビエータを使用する加工機による従来の方法
は、 NC加工機のスピンドルやタレットIlc対して
回転方向と軸方内に対してねじ1り部品を正確な位置に
取り付けるため多数のダイヤルインジケータ及び−1!
器臭を準備する必要がある。!14加工すべき部品を真
値のコレットに対して回転方向及び縦軸方向に対して正
確な方位と位置にクランプすることは重要で、この理由
は再加工部品のねじ溝を1条又は2条以上除去してから
、前のねじ溝の肩に新しいねじ溝を切削する必要がある
ためである。このクランプ位置が正確でなければ新しい
ねじ擲は喧のねじ溝間の開放区域内に砥び出すことにな
ろう、このため不遍幽なねじ溝を有する別の欠陥ねじ部
品になる。
従って本発明は、タレツ)j1盤中7ライス盤を使用す
る従来の加工法を改良し、ljK:NC加工機のコレッ
トに不am品を取り付ける従来の再加工法をも改良する
ものである0本発明はこの再加工を、ねじ切りしたマス
タ一部品、即ち!スターピースと、アダプタ本体に形成
した定位置配置t&蝋を有するねじ切りしたアダプタを
利用することによって経済的かつ比較的短時間に達成す
るものである。
好遍実施例の親羽 1111Ldハコンピユータ数値制# (CNC)加工
機lOの分解斜視図で回転スピンドル11と多位置タレ
ット12とを有する。このCNC加工機は憤固なベース
アセ/プリ13を有し、この上部にスピンドル11と一
レット12が値rAに装着サレル、スピンドル11はI
jI定装着装着用カラー15転装着され、かつこの上部
に半径方向に滑―する#1足用コレット16を有するほ
ぼ円形の回転ヘッド14を有する。コレット16はスピ
ンドル11の41111K形成され走擲に滑−可能に装
着され、電動式又は油圧式の装置などで作動される。こ
れらのコレットはヘッド14上を半径方向に柊−し、支
持アーム17に114!!などで固着されたほぼ円筒形
のクランプ板18を形成する・この圧力作動クランプ位
置重となるコレット16を設けることによってヘッドl
l内に加工品を1jili!する尊信に正確な装置が帰
られる。
工具タレツ)12は従来のNC又はCNC加工機のよう
に半径方向に砥び出す複数の加工アームを有するタレッ
トで、矢印A及びBで示されるような回転運・又は削り
出し運動を行うものである。タレット12は外−に突出
する工員ステージ日ン21.22.23を有し、これら
はそれぞれ回転加工品に特定の切削を行う鋭利な金−切
削1真を有する。タレツ)12は又第4アーム24を有
し、このアームはNC装置に整列機化を与えるものであ
る。アーム24上には位置決め装置、即ちロケータアセ
ンブリ2Bが配置され、この位置決め装置は装着用ロッ
ド26を含み、該ロッドはタレットアーム2AKrll
ib懐着され、かつアーム24に吋して鏝着用aツド2
6を1jfl疋するとめねじのような@主装置を有する
はば円筒形の整列カラー28はロッド26の露出端部に
固着され、かつ1対の横整列アーム29と30を有し、
これらの各アームはAなる厚さを胃する・ 欠陥ねじのある管状部材20は411図ではスピンドル
11と位置決め装置2Sとほぼ同軸位置に示されている
。′s1図に示される特定の加工品は工具4手のビン端
部で、管状材料で作られたねじりり大径部品として示さ
れ、過度、ドリルパイプの砲手#C溶接されてねじ退入
コネクタを形成し、このドリルノ(イブを多数連結して
ドリル−ストリングを形成する。@示の例では工具砲手
のビン端部が例示されているか本発明はこれに限定され
るものではない。本発411は又編1図に示される工具
継手のボックス端部31のような内ねじ部品の加工にも
使用できる。欠陥ねじ部品、即ちビン端部20は、厚内
の管本体32.テーパ付外ねじを切ったビン部分33゜
及びねじを切らないテーパ溶接部分34を含み。
この溶接部分は摩擦s11又はフラッジ5L溶接等によ
ってドリル−パイプ−品にe#接される。
欠陥ビア114!flI20 ’ti−HK第1 図t
D 35 f示されるよりな工美嶋手素材、即ちブラン
クから製造する。これらは一般にビレット−片の鍛造で
作り、厚肉部32とテーパのあるビン端部83mを形成
した後、このビン端部にねじ切りしてビン部分33を形
成する。嘉1図に示すビンアダプタ36はtlば円11
1@の弧837で、ピン端W632のテーパねじ端部3
3がねじ込まれる内ねじテーパ孔38を有する。直径上
反対ri置でアダプタ36の1m11411には1対の
スロット、即ち切込@311と40が形成されるユこの
スロット40は反rjIIのスロット39よりも円周方
向の轍が広い、カラー状のアダプタ36の孔のベベル端
部、即ち傾斜し+6部41の内径は位置決め装置2Ei
のカラーの外径が密着歌合する大きさである。同様にス
ロット400大きさばω置決めfifilzsのアーム
2Q&CIl!FIilel、、 スロット39は別の
アーム30と萱着寂合する異なる大きさである。
従って典型的な操作では工j11継手のビン端部ブラン
ク32はドリル・パイプ部品に連結する丸め完成工具継
手を形成する初Ia段階で第1図に示される形状に鋳造
される。このブランクは次(嬉1図の参照数字lOで示
されるものと類似のねじ切り加工機に送られる。このね
じ1り加工機は類似型式のスピンドル11と同定用コレ
ット16を有するCNC−動加工機でよい。勿論、工具
ステージ冒ン21.22及び23を有する類似のタレッ
ト12を1更用する。適材、テーバビン部分33a V
C対するねじrjJり加工は問題なく行われ、完成した
工具継手は使用可能で欠陥はない。
しかし場合によっては作4員の誤操作、動力故障又はね
じ切り加工機のコンピュータ#作の中断等によってブラ
ンク32の端Saaに欠陥ねじが発生することがある・
このねじは轍が挟すイたり又断面形状に欠陥がある場合
もある。
通膚、製品のねじはマスターゲージで検嚢して完成ねじ
の使用可否を決定する。もしねじ切りした工具継手のね
じ部分に欠陥があると肉加工装置区域に送られ欠陥ねじ
を修正する。従来の製造過程ではこの再加工程製造コス
ト以上の時間がかかるため魔秦するかスクラップ(した
本発明により欠陥ねじ一手部品は短時間内に能率よく再
加工できる。本発明の方法では欠陥−手は再加工機区域
に送られて再加工して回収できる。
再加工サイクルの初め、即ち欠陥ねじのME71011
[IK、 rPilMはNcm工dlt*ットL、 ′
Km部品を面倒な1贅を必要とせずに正確な位置に配置
しなければならない、これは1i1足用ス17−7’1
6を解枚状−にしたままブランク32をスピンドルに挿
入することによって行われる。スピンドルヘッド11は
この回転ヘッド上の整列マーク42が@定りフグ15上
の整列マーり43に一致するよう#cf−め回転する。
これらの両マークが一致していればブランク32はコレ
ット16の同定位置に配置され、前記のようにクランプ
力が加えられるからコレット17は内側に移動されてブ
ランクは定位゛置Kij!定される。ブランクをスピン
ドルコレット内の定位置KIjl定した後、 NC加工
機を始動し、11141+的の一造プログラムによって
ねじを゛形成する。複数の工具ステーションでそれぞれ
切削及び加工を行うとねじ切りした工具継手が帰られ、
スピンドルと一定りフグ上の両マークは再び一致し、工
具ステーションは整列装置が完成工具継手と同軸になる
位置まで割出し移動される。次にねじ1Jtlt。
たアダプタ36が工具継手のねじ切り端部33にねじ込
まれてljl疋される。マスタ一部品上のアダプタの位
置は、再加工する工具継手部品の型式によって、テーパ
のあるねじ部分の構成。
又はマスタ一部品の肩部分及びアダプタの内側肩部分に
よって決定される。
(スターパターンの加工後、又再加工アダプタが*固に
ねじ込まれた後、に又はCNC制御装置内のプログラム
が標準生産プログラムから再加工ねじプロゲラ^(変虱
される。4加ニブaグラムの半径方向及び軸方向の整列
に対する制御値はiスター継手を生産する時KI′i2
用されるプログラム内−のit+御憾と同一である。プ
ログラムを6加工に変史後、止めねじ27をゆるめ。
ロッド26をできるだけ深くタレット内に滑り込ませる
0次に作業員は加工機の再加工サイクルを開始し、タレ
ットはNCプ四ダグラムセットされている停止位11に
前進する。同時に0位蓋決め装置25はアダプタ36か
も一定の距−分lI!される。次に作業員は位置決め装
置をゆるめてこれをアダプタ36に向けて軸方向に滑*
させ、延にこれを回転してスリーブ28をテーパ孔38
に:挿入してアーム29と30を対応スロット39と4
0に整合させる0位置決め装置21Sをアダプタに嵌合
後、ねじ27を締めて位置決め装置をタレット12に固
定する。タレットは既にコンピュータのプログラム内の
一項に移動されているから上記の操作で制御点が決定さ
れ。
この時点で位置決め装置はスピンドル11内の!スター
一手の整列線に一致する。上記のようにねじ!47JI
工に必要なNC加工機の全4ml+[1が完Tする。
次にプログラムが再開されタレットは予めセットされた
4に戻って停止する0次に作業員はコレット16をゆる
めてマスタ一部品をwiLり出し、アダプタ36をマス
タ一部品から離し、最初の欠陥ねじビン32を取り出し
、アダプタ36を取り付けてビン端11B3に1fl定
する0次に欠陥ねじビンをコレット16内にゆろ〈入れ
てプログラムを411すると、タレット12はスピンド
ルヘッド向けて移動し、プログラムされた停止h4に通
し1次にゆるく挿入されたビン32はコレラ)1gから
短距離滑動移動して位置決め装置2b上のアダプタ36
に接触し、各スロット39と40に対応アーム29と3
0が嵌合する。この時点で、欠陥ビンの整列線はマスタ
一部品の以前の整列線と一致し1次に作業員はコレラ)
16の姉付機構を作動して欠陥部品を1スタ一部品が固
定されていた位置と同一位置に1jlffiする。
?Xにプログラムが再開され、タレットは軌道上で3を
道し0作業員はアダプタ36を除去できる。アダプタの
除去後、再加エフ「コグラムを再開し、タレットは21
i!のアームを@転し、欠陥ビン32に9列させる。プ
ログラムを続行すると、スピンドルヘッド11は回転を
1給するからビン32が回転され、タレット12上の@
1切削工具が欠陥ビンに向けて1lil遍されψM作業
を開始する5IIItfli業が終了後、 NC加工機
はタレットを引き戻し、?xの工具が欠陥ビンVC管列
するようにタレットを割出し移動する1次KNC加工機
は再加ニブログラムを続行しタレット上の別の工具で残
りの7JII工操作を実施する。勿論。
この標準製造プログラムは、A加ニブログラムが位置決
め装置25とアダプタ36を含む付加的蝋列工程を有す
る点を除いては再加ニブログラムに惚めてa骸している
。又この再加ニゲログラムは、加工材料に十分な厚さを
与えて新しいねじ婢を切削するためl−又は2−以上の
深いねじ−を切削するようにセットされる点で1準製造
プログラムとは^なる。もしビン33上のねじのピッチ
が4(即ち1インチ当c24条のねじ)であれば、再加
ニブログラムは切削器具を正確1’cl/4インチ前場
さぜ欠陥ねじ部分を除去して新しい、lE確なねじ溝を
形成する。
NC加工機が再加ニブログラムを実施して欠陥継手部品
、即ち欠陥ビンに新しいねじ溝を形成した後、タレット
は後退して停止し、コレット16は解放され、これで再
加工継手は完全な櫂出ラインに組込む準備ができる。
xIII図には工具継手のボックス端Mに上記と同じ加
工をするのに使用される装置が示される。このボックス
端部は工具継手20のテーパビン33&Cねじ込まれる
内ねじな切った部品である。ボックス端1mK?tする
操作は別のII4整アダプタ44を使用する以外はビン
端部と同じであ石。このアダプタは円筒体部45.テー
パ内ねじビン部46及びアダプタ36と同じ整列孔38
を有する。同(I!にこのボックス用アダプタ44は孔
38のIII!に具なる大きさの整列スロット47と4
.8が形成される。ビンアダプタ36の場合と同様にス
ロット47と48は位置決め装置アーム29と30が嵌
合する大急さである。
欠陥ビンの再加工に関す石上記の加工方式は不特定数の
再加工ねじビンIIc対して1lilのマスタ一部品の
加工のみが必要であることに注意すべ龜である。碍加工
機で最初のマスタ一部品を障った後は別のマスタ一部品
を咋ることなく。
数に制限なく欠陥ビン部品に再加工できる。又再加工す
る作業員がビン部品からボックス部品に切り換える時は
NCIIII造プログラムを使用してこの再加工機で、
ビンマスタ一部品と同様にボックスマスタ一部品を作ら
なければならない。
マスターボックス部品を形成後、アダプタ44をマスー
ーボックス部品に限暖壇で憤くねじ込む0次に止めねじ
27をゆるめてから位置決め装置25を前進させてアダ
プタ44KB合し。
止めねじ27を碑め付けて位置決め装置25を固定する
0次にプログラムの次の工程によりタレットを反転棒−
してマスタ一部品とアダプタをコレットから分離する1
次に欠陥ボックス部品をコレットにゆるく鉄人しアダプ
タ44をボックス部品のねじ端部に催〈ねじ込む6次に
タレットをmadせプログラムした点で停止する。
この時点で位置決め装置25はゆるく保持されたボック
ス部品31に尊信に接近した位1lIKある。
次にボックス部品31を僅かにコレット16から外il
K#*してスロット47と48を位置決め装置のアーム
29と30Kd1合させ1次にコレラ)16を作動さt
てボックス部品31を憤〈締め付ける0次にタレットを
次のプログラム@まで戻しボックスアダプタ44をねじ
切りしたボックス部品から分離する。次KNC加工機を
作動させ残りの再加ニブログラムを実施させ。
スピンドル11を回転させタレット12を移動して複数
の切削工具を欠陥ボックス部品に別(K接触させる。こ
の切削操作は、a記のように少くとも1条のねじ暢だけ
切削工具を心押台に向けて1IIr4させる以外は正膚
の製造操作と同じである。残りの操作はビン部品と同様
である。
次に′!s2図と第3図について説明すると、これらの
図面はテーパねじボックス部品31に使用されるねじ切
りアダプタ44の#細を示す。
アダプタ44は標準工具−手のテーパビン部と同じ大き
さのテーパビン部50を有する。ボックスアダプタ44
は又環状肩51を有し、このll4VCはアダプタな碑
め付けたりゆるめたりするのに使用されるレンチが歌合
するように半径方向の1−又は2−以上のポケット52
が形成される。第3図には半径方向の整列孔47と48
が膵@に示され、これらの孔は図示のようvc@が異な
る。
第4図と第5図は位置決め装置のアームフレームの断面
図と正面図を示す、嬉5図はボックスアダプタ44とビ
ンアダプタ36のスロット47と48に嵌合するアーム
29と30の大急さを明示するものである。このアーム
フレームはねじ53でロッド26に連結される。これら
の整列用アーム29と30はそれぞれ#S斜した肩54
が形成されているから容aにアダプタのスロットに嵌合
することができる・ 第6図と第7図はビンアダプタ36の断面図と正面図を
示す。第7図は位置決め装置25を整列するため異なる
−のスロット39と40を示す、アダプタ36は又欠陥
部品のビン端部−Eにアダプタを装脱するレンチ孔!5
5が形成されている。アダプタ36の内孔区域IS6は
継手のテーパねじ端g33が密着嵌合するテーノ(ねじ
邪である。このねじ部はビン端部33のねじがねじ込!
れる相補的ねじ切り部57である。
第8図は管状部材とケーシング内の欠陥部品を再加工す
るための組立体、即ちアセンブリを示す、このアセンブ
リは特KlII記の円筒形及び殺性ねじの再加工に有用
である0図示の整列アセンブリ110は位置決め装置ア
セノブ!j 111とアセンブリ112とを含む、第8
図に示されるアダプタは円筒形連結と段付連結のボック
ス端部の繕ねじに使用される謹ねじ・アダプタである。
位置決め装置アセンブリ111はロッド113を含^こ
れに中心ロッド113がね碧込まれる。ロッド113に
は接触層1’lfiが形成され、この外llllFil
l辺部にはカラー116が密着嵌合される。ロッド11
mにはカラー116の下方位置に環状$ 117が設け
られ、カラー116のねじ孔−119Kねじ込まれる止
めねじ118がこの環状#に接触する。好4にはこの止
めねじ118 Kは環状溝117に食−込む鋭い突出!
1B120が形成され、aラド11a上のカラー116
は軸方向にも半径方向にも一定されゐ。
位置決め装置保持カラー121はカラー116の1辺に
密着嵌合され孔122を通る複数の止めねじで1jl定
される。カラー116は大急さの輿なる前方突起を有し
、これらの突dはボックスアダプタ112のスロットI
Ic嶽合する。ダイヤルインジケータ125かロッド1
11i上に配置されロッド113のJl 127にねじ
込まれる薄ナツ) 126で同定される。ダイヤルイン
ジケータ125は保持カラー121 K形成され・た孔
を通る軸部123を有する。この軸dl112gはアダ
プタ112の端[1129に接触する。ダイヤルインジ
ケータを設けることによって上記の位置決め装置のアダ
プタ112に対するiE!Iな位置決めが行われる。
第9.lO及び11−は円藺形凌び酸性ねじのピノ端部
とボックス端部に使用する21−のア110は内ねじを
切った管状gillとフランジ−18gを有する。7ラ
ンジ藝132は位fiIl決め装置カラーの2門の突4
123が歌合する嘲の異なる1対の整列スロット133
とC14が形成される。
@11図は第8図のボックスアダプタ112を示す。こ
のボックスアダプタ112は円@ ml 140を有し
、この円筒部は外側に砥び出すフランジ14mを有する
。フランジ141は位置決め装置の両突(iJ 123
が嵌合する整列スロツ)142と141を有する。ボッ
クスアダプタ112はねじ切り管状部材のボックス端部
の内ねじにかみ合う外ねじ144を有する。ピンアダプ
タ130とボックスアダプタ112trJi、*Ka 
 これがかλ合うねじりり部材の21Ilの肩ycg列
接触する肩150を有する。
第9図はスロットlag 、  142 、  xB4
及び143を何するアダプタ11mと130のフランジ
部の典型的な端面図である。この環状フランジにはアダ
プタを鋏脱するし/チが挿入される1組の半径方向凹部
−51が形成される。第12ないし第15図は118図
の位置決め!!置方ラー116と保持カッ−121の詳
411−である。
第8ないし總lS図に示される第2実施例の操作はI1
1実施偶の操作に極めて類似している。
例えば、もし作桑員が段付ねじのボックス端部の欠陥ね
じを再加工しようとする場合には、蝋初、第1実施例と
同様に、 NC加工機のコレットにボックス端部ブラン
クを装着する1次にNC71111機の44[klll
j造タログツタログツム標準内ねじを形成する。この−
準内ねじ形成後、ボックスアダプタ112を偵〈ねじ込
^、アダプタl12のll1150を41i準部品の内
情ランド、即ち肩にla触さぜる0位置決め装@ li
tをNC加工機のタレットにゆ、る〈保持し、再加ニブ
ログツムを作動してタレットを前進させ、アダプタ11
2に接近シたプログラム停止l:Ltでig*部品内で
移動させる。C0時点で整列ロッド114をアダプタ1
12内で移動し0位置決め装置カラーの突[12Ilm
と123bをアダプタ112の対応スロット124と1
43に嵌合させる。突4125mと121bが完全にス
ロツ) 124と143 K嵌合後0位置決め装置の止
めねじを締め付けて位置決めM−111をNC加工機の
タレット内に@定する。この時点でダイヤルインジケー
タ12zの指示を読み取るが、仁のaIIE値はインジ
ケータのaラド128とアダプタ112の前方7ランジ
129間の−めしろ緻を示す。
■に再論ニブログラムを次の工程に作動し。
この1穫でタレットは作業区域から後退されるから位置
決め装置はアダプJ ttzから分1IIIされる。こ
の製品、即ち1マスター“をコレットから分離し、ボッ
クスアダプタ112を1スタ一部品から除去する。/X
K欠陥部品をコレットに装着し、これにアダプタ112
を嵌合する。欠陥−品はゆるくコレットに保持され1次
にプログラムを次の工程に#4させると位置決め装置は
NC加工機内で前進される。タレットがIItIにプロ
グラムされた停止点まで前進するとタレットは停止し、
この点は標準製造部品の停止点と事夷上同−である1次
にアダプタ112を含む外加工品をロッド114上で鵠
進させ、スロット124と142を位置決め装置111
の突5123aとL23b ic[1(せる。ダイヤル
インジケータの読取値がマスタ一部品の読取値と一致し
た時スピンドルのカラーを再加工品上で締め付けろと、
再ねじ切りf!4が正確かつ効率的に行われる。所望に
応じ、ダイヤルインジケータ128の正確な読取値を得
るため、再加工すべ龜部品の4111壷に止めねじ等を
使用して加工品のバーニア−壷を行うことも可能である
。上記の方法は、再加工ねじの更に正確な軸方向整列を
遣成するためダイヤルインジケータ読取りの付加的工程
を除けば第1実施例の方法と同じであることに注意すべ
きである。これは円1*形及び段付ねじの場合TL6要
で、この理由はねじとII触表面tSO間の1441+
14噛によって憾準JQ付ねじと円118ねじ連結の内
部IIF封が行われるからである。
従って本発明は欠陥及び損傷のあるねじ付−手部品を迅
速かつIE1i*に再加工する方法と装置を提供するも
のである。この方法とij&@はドリル・パイプ、ケー
シング及び管状部材のように油井で使用されゐ管状部材
、特にこれらの部材のテーパ付9円WA形及びII&付
ねじを再加工するのに有用である1本発明者はある製造
環境でテーパピノの標準製造率は1時閲嶺り約1811
であることをa認した。欠陥又は損傷のあるねじ切りテ
ーバビンの従来の昇加工率は成鳥でも1時間轟り2−0
4着はこれ以下である0本発明の方法と装置を使用する
とテーパビンの再加工率は1時間蟲り11−であるから
ねじ−手の加工は&II済的に有利で又実際上便利であ
る。
円筒形ねじ及び段付ねじの場合は欠陥ねじの再加工法が
業界では実際Vc#在しなかったかも史に深刻である0
本発明の方法と装置を使用することによって、損傷又は
欠陥のある円筒形ねじ及び段付ねじを標準品に要求され
る正確な標準値まで再加工できるようになった。
上記に本発明を欠陥スは損傷のあるねじの再加工につい
て6明したが、完全なねじを有するが損傷又は欠陥のあ
る密封表面を有するねじ連結部品にも同4IIK有利で
ある。例えばj9寸又は円筒形のねじを切った管状部は
一手の異なるねじ切り部分に3纏類もの禍なる密封表面
を有する。これらの表面は厳格な液密要求に対応する管
状部材の操作で重要である。これらの表面は。
ねじ管状部材が他の管状部材にII続された時。
接触面の金II4対金属密封部に液臂接触が要求される
。もしこれらの密封表面の一つがねじに対して不正確な
軸方向間隔で形成されろか、又は管状部材の中心軸線に
対して不正確な角1で形成された場合、1lLWc又こ
れらの表面に損傷がある場合には密封が不完全になり、
これらの欠陥部材は従来スクラップにした。本発明を使
用することによって、欠陥部品に正確に一つのねじ幅だ
け部分に再ねじすることによって全密封表面を完全に改
造できる。本発明以前は、ねじと密封属との間の隔離間
隔の許容量が小さいため。
従来のねじ再加工装置内で加工品を正1な位置VC@列
さすることは非実際的で経済的にも実行不可能であつt
’sこの許容量は0.001イyチC00025a)又
はこれ以下である0本発明によれば。
加工品は迅速かつ正−KNC加工機又はCNC加工機内
に整列させてねじと密封表面を完全に再加工できる。こ
の迅速かつ正1な整列には僅維な画定装置類やm秦操作
は必要ではない。
本発明の別の利点は、欠陥部品再加工の際の切削材料の
量が少量である点である。切151mが少ないことはね
じや密封面の清掃が簡単に行われる点で好適である。
例えば、もし欠陥部品のねじピッチが4であるとすれば
、これは軸方向Klイyチ蟲り4Ii!lのねじ山があ
ることを意味し、6加ニブログラムは再加工間に部品か
らねじ−又はこの整数倍の長さ除去するようにセットさ
れる。この場合はプログラムは1/4インチ、l/2イ
ンチ又は374インチ、・−−だけ凛準プログラムより
も深く部品を切削するように工具を前進させることにな
ろう。このプログラムで新しいねじ山が切削形成されき
れいな表面が得られるが切削量は非1IVc少ない。
従来の再加工法では、欠陥部品の全ねじ切り部を切除し
て残り部材に新しいねじ切り操作を行うことが多かった
。しかしこの方法の一点は。
多くのねじ切り管の形成ねじ山が不良(なったり端部が
薄肉になることである。従来の再加工法によると、この
不lL部分を切断するから新しいねじを形成する長さが
不足する。九とえこの長さが十分あっても再加工品の数
は111!1Kil+ll眼される。
本発明を#!用することによって再加工品数は従来の方
法よ妙も10倍又はそれ以上に拡大できろ。この利4)
よ、一つの油井のm Allで20[glも30回もパ
イプ部品を連結したり汁−したり。
又ドリルビットを交換するためドリル・ストリングを油
井に出入するいわゆる1ドリッピング1間にねじが多く
の損傷を生ずるドリル・パイプの場合に重要である。同
様に、″4aIパイプ部材やケーシングは油田鳴惜への
輸送又は油井内への下降間に重大な損傷を受けることが
ある。パイプのねじ騒び/又は密封表面に直入な損鴎が
あれば油井で使用することが不可能になり全量で工0メ
ナ・トレに4するパイプをスクラップにしなければなら
ない。これらの−41)部品に対する従来の再加工手段
は経済的に非夷録的で通f。
パイプはスクラップにする6本発明はこの鴫のタイプv
c対して有力な再加工法を提供するのみならずl−の欠
陥部品に一幾健も再加工することかで龜る。
上記に本発明の好適実m例についてd明したが本発明の
範囲内で一々のf!1Lji及び応用がOT4である6
例えば0本発明を油井に使用する管状部材について親羽
したが、仕置のねじ連結賃状部材、地下も地表も、又屋
内でも4外にも使用する管状部材にも本発明を応用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のアセンブリの分解斜視図1
第2及び3図はボックスアダプタの膵1iIA図1目凌
び5図は位置決め装置アーム7レームの膵−@I第6及
び7図はビンアダプタの詳細図11図は円m形及び段付
ねじに使用する位置決め装置のg+的断面図1第9.1
0及び11図は円筒@及びj11付ねじに使用するボッ
クスアダプタとビンアダゲタのAll的図面1@12及
び13図は′s8図のアセンブリの位置決め装置カラー
の詳細図で!@14及び15図は墨8図のダイヤルイン
ジケータカラーの酵細図である。 10・・・CNC7XI工1m、   11・・・スピ
ンドルアセンブリ。 12・・・タレット、   14・・・回転ヘッド、 
  Iト・・固定カラ+、1g・・中コレット、  1
7・・・支797− A 。 20・・・加工品、  2ト・・位置決め装置、  2
8・・・整列カラー、2Q、30・・・整列アーム、 
 32・・・ビン部材(ブランク)、  36・・・ビ
ンアダゲタ。 38・・・ねじテーパ孔、  44・・・ボックスアダ
プタ。 110・・・!1伺装置、   11B・・・aツド、
121・・・カラー、125・・・ダイヤルインジケー
タFIG、3 FIG、;? FIG、 4          FIG、 5半→6 FIG、 I/ 100寸  FIG、 /3 手続補正書 昭和57 年12月 27[1 特許庁長官 若 杉和夫殿 1 事件の′/2示    昭和5フイ「特許順回19
3570号2 発明の名称   管状部品の再ねじ切シ
加工法と加工装置 3 補正をする者 ′jg件との関係   特許出願人 住所(居所) 氏名(f’+R’)     リード・チェツラテ・プ
ロダクツ・カンパニー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 欠陥のあるねじ溝又は欠陥のあ4’Wl耐表面を
    有するねじ切りした管状部品を再加工する装置で: 回転スピンドル及び回転と滑動運動町@なタレットを有
    し、かつ管状素材に完成ねじ溝をプログラムに従いかつ
    自動的に形成するm動制御装置を備え、![K少くとも
    1つのプログラムされた位置決め装置停止位置と再加ニ
    ブログラムを内戚する自動加工装置暮 欠陥加工品に密着嵌合し、かつ位置決めW&装置接触装
    置有するアダプタ装置蟇 上記タレット上に配電され、かつ上記位置決めat停止
    位置にある管状部材に接近してこれと同軸に位置決めさ
    れる固定装置を有し、軸方向(も回転方向にもII4整
    可能な位置決め装置;繰び 上記位置決め装置上に設けられ、上記位置決め装置接触
    装置と密着嵌合するようになっている整列装置墨 を含む、管状部品再ねじのり加工装置。 2、 上記第1墳記載の再加工装置で、#I!加ニブロ
    グラムが完成ねじプログラムとほぼ同一であるか、又は
    軸方向のねじ暢の倍数の軸方向距−だけ欠陥加工品にね
    じ切り加工操作を加えるようになっているはで鵬ねって
    いる再ねじ切り加工a置。 3、 上記第1又はig2項記載の再加1鰻1で。 アダーブタ装置が、欠陥加工部材とねじ込みl1Il!
    にするようになっているねじ切O円向部材を倉み。 彼円11部材はI!に位置決め装置の複数の相補的突起
    が密着吠合する複数の開口部を有する再加工装置。 4、 上記第l又は第2墳記−の再加り装置で。 アダプタ装置が、欠陥加工部材とねじ込−2−接触する
    ようになっているねじ切り円筒部材を含24゜信円Ig
    1部材は延に位置決めfItItの複数の相浦的9!d
    が密着嵌合する複数の開口部を匈し。 ・位置決め装置は更に、憤張璽とアダプタ鰻櫨との閣の
    軸方向整列線を非膚に精密に測定するf#密測定装置を
    有する再加工装置。 5、 回転スピンドル、滑動及び回転可能なタレット、
    コレット内に支持される管状部材にねじを形成するよう
    に設けられたms製造プログラム、IItびこのねじ加
    工のため1紀タレツト上に設けられた工A![11,を
    有する自動加工装置で:解放可能なl3111定装置で
    上記タレット上に解欣可*@に支持され、かつ上記コレ
    ットと軸方向に整列して配置され、該タレット上で滑−
    可能かつ回転可能な位置決め装置アーム8 該位置決め装置アーム上に配置され九第11列偵置富 上記コレット内のねじllOり管状部材と密着してねじ
    込み接触するアダプタ装置ttび上記アダプタ装置上に
    配置され、上記嬉l贅列妓電と密着II触するようにな
    っている第2II列装置墓を含み。 上記1準−遭プログラムは、タレット九対してプログラ
    ムされた位置決め@置停止装置位置をゼし、該標準製造
    °プログラムは上記纂l整列装置を上記第2411列i
    装置に対して軸方向に9列させかつこれと接近さ忙るよ
    うに配置されている自動加工装置。 6、 上記第5項記載の装置で、−に 再加工11!造プログラムを含為、該プログラムはタレ
    ットをコレットに保持されている管状部材内に深く前亀
    さする以外は儂卓製造プログラムと同一で基 該付加的#魂距−はコレット内の管状部材のねじの少く
    とも軸方向の一つのねじ―を含む自動加工装置。 7、複数の管状部材の所定位置にねじ切り〃0工を反磁
    する自動加工装置の一姫に使用される定位電配II装置
    で: 目動加工am内に支持されるねじI11]り管状部材に
    密着嵌合するアダプタ墨 核アダプタ上の第1m列装置1jiび 彼自−加工!&櫨内の軸方向移動タレットに設けられ、
    軸方向及び回転方向に−a螢可嘘で、かつ上記ギt41
    列装置と密着嵌合するようになってい4第2脩列装−を
    有す4位置決め製置をきむ定位置配置装置。 8、 と記t47項記載の装置で、アダプタがねじ切り
    f、tll材と惰〈ねじ込み接触するねじのりカラーを
    有する逆位置配置装置16 9、 上記、第7項記載の装管で、21固の整列装置の
    一つが複数の成形溝な有し、地の整列装置が上記成形溝
    と相補的形状を有する複数の突起を有し、かつ該突起が
    上記成形溝と密着嵌合する定位置配置装置。 10、損傷した。又は欠陥のあるねじ、又は欠陥のあ4
    密封*rIBを有するねじ切り管状加工品に再ねじのり
    卯工凌び再表面加工する方法で:数錬制御加工装置のメ
    ビンドル内に、ねじ切りすべ自ブランク、即ち未加工管
    状部材を配置する工4z 該数値i11#加工装置の数値制御による一準製造fa
    グラ^を作#bさぜ、鎮ブランクに使用可能な一準ねじ
    と密封表面を形成する工程墨上記加工!!!置内に管状
    部材を保持したま重。 上記の新しく形成したねじ1j、4. Pfr定のねじ
    を切りかつ壷列i!I電が形成されているアダプタを豐
    着JI!醸さぜる工攪慕 上記加−工装雪内のプログラムを乍−し、タレットを上
    記アダプタに向けてブーグラム停止)+点まで@進させ
    る工程; 上記タレットから滑動位置決め鏝Itを4放し。 これを該アダプタの整列装置と蜂列する位11まで滑動
    移動させる工ali 信タレットがアダプタKiI触している間に上記位置決
    め装置を該タレ”/ )K同紙する工f45上記加工装
    置内のプログラムを作−してアダプタからタレットと位
    置決め装置を後退さぜる工程墨 該・アダプタを上記の**ねじ切りブランクから分−す
    る工程募 再ねじ切りすべき欠陥加工品をスピンドルのコレット内
    にゆるく配置する工程基 上記アダプタを加工品のねじに普くねじ込む工程墓 上記加工ii&置土の半径方向芝位置にスピンドルを整
    列さする工程1 上記加工装置内のプログラムを作動し、タレットを上記
    プログラム停止点!で移−さぜる工程i ゆるく保持されている上記加工品とアダプタを、核アダ
    プタが位置決め装置[f着嵌合するまで滑−させかつ回
    転させる工程基 上記加工装置を?11*L、管状部材をスピンドルのコ
    レット内にIjlKさせる工纜墓上記加工装璽を作動し
    、タレットを後退させて位置決め装置をアダプタから分
    −する工程募該アダプタを加工品から除去する工411
    及び上記加工装置内の再加ニブログラムを作動し。 −準ねじの1倍ないし数倍の距離にわたって。 製造プログラムの距離よりも長く、加工品の標準ねじと
    智封表面とを形成する工程基 を含む、ねじ1り管状部品に再ねじ切りと再表面加工を
    行う方法。 11、  欠陥ねじ切り管状加工品に再加工を行う方法
    で: (a)ブランク部材から所望の完成ねじIfOり管状部
    材を形成するため自動加工装置に、該鰻重の可動タレッ
    トをtめプログラムした整列停止I:Lまで移動する1
    −を含むプログラムを与える工4+ Cb)該可動タレットにa條可能、かつ@定可能な位置
    決め装置を設ける工411iI(C)彼プログラム加工
    装置を咋−してブランクからマスター加工品を作る1権
    纂 (d)侵列! 11を号するアダプタを、加工装置に保
    持されたマスター加工品に蕾着螢触さぜる1捏慕 (e’)力0工装電を作動して整列停止点まで移動させ
    る工程基 (f)上記位置決め#&電を一壷して1記アダプタの整
    列装置を咳位重決め装置KIS’fさt、憤位置決め鉄
    喧をタレット内KrA疋する工程;(g)上記!スター
    加工11E+とアダプタを加工皺櫨から幀去する1、a
    i rh)上記アダプタを欠陥加工品に歌合させ。 咳加工品を、アダプタがプクグラム壷列停L11.位置
    の整列装置と嵌合接触するように加工装置内に移動する
    工m+ (i)上記アダプタを脩列装mc接1独さぜたまt、4
    加工品を加工装置のスピンドル内に一定する工程基 Cj)上記アダプタを除去する工程5 (k)上記加工装置内の再加ニブログラムを作動シ、上
    記加工品に、該加工品の完成ねじの一つの軸方向−の1
    倍ないし数倍の所定距離だけ標準ねじ加工する工程z及
    び Cロ再加工品を加工装置から除去する工程基を含む欠陥
    ねじ管状部品を再加工する方法。 12、上&!第第1項 1−の別のliI似の大きさの加工品に(h)ないし1
    口の工程を反復する工程を含む再加工法。 13、欠陥ねじ管状コネクタの再ねじ切り峻び再fII
    ili加工する方法で; (m)管状ブランクからねじりり管状コネクタを形成す
    る標準製造ねじI2!7Dプaグクムを.rI@定用コ
    レット装置を有する回転スピンドル、&び滑動可能かつ
    1転可能なm節可能位置決め装置を有する自動加工装置
    に与える工程基(b)上記滑#IIーレットの位置決め
    装置がスピンドルに接近する位置決め!ll1l停止点
    を加工装置にプログラムする工程基 (cI上上メスピンドルコレット装置内に管状ブランク
    を固定し.fs準プログラムを作動して標準ねじ部材を
    形成する工!11 (d)彼プログラムをfII勧してタレットを位置決め
    装置停止1:Lfで移動する工程基(e)上記位置決め
    懐璽を礁準ねじ部材に付して所定の位置に1優する工楓
    晶 (f)位置決め装置を上記所定位置のタレットに一定し
    た倣.ねじ切り部材を除去Cる[権6(g)欠陥ねじコ
    ネクタをゆる〈コレット装置内に配置するL権1 rh)上記工程rd)を−碇反復する工4ICム)欠陥
    −牟タ−を調優しく慢yIl力泣忙もも位置決め装置を
    憤コネクタに接触さぜ.■にこtt  t  −J v
      /  )  #+H  r勺−乙11111  m
      I  4  1. 剖− 0(j)加工装置内の再
    加ニブログラムを作替して欠陥コネクタのねじと密封表
    面をs 7JD工する工程基 を含む欠陥ねじ管状コネクタの再ねじ切り徒び再表面加
    工法。 14、  上記8g13項記載の再加工法で、更に:工
    程(3)の前に、標準製造プログラムとほぼ同一である
    が、欠陥コネクタに対するねじ形成及び密封面形成操作
    が、ねじ切り部材の一つの軸方向幅の少くとも1倍の距
    離にわたって該欠陥コネクタKWして行われる以外は標
    準製造プログラムとほぼ同一の再加ニブログラムが自動
    加工装置に与えられる工程を含む再加工法。 15、上記7413項記載の再加工法で、*に:工程(
    j)の前に、a1準製造プログラムとほば同一の再加ニ
    ブログラムが自動加工装置に与えられる工程を含む再加
    工法。 16、  欠陥管状コネクタのねじ切り部分と密封表面
    とを再加工する機能を有し6回転スピンドルと、滑動可
    能かつ回転可能なタレットとを備えた自動加工装置をm
    !Iする方法で: (a)半径方向及び軸方向に調整できる整列装置をタレ
    ットに配置する工程墨 【いブランク管状部材に標準製造ねじを形成するように
    自動加工装置にプログラムを与、t1麩に滑−タレット
    に対して、上記整列装置がスピンドルに接近移動するよ
    うにプログラムされた所定の位置決め装置停止点で停止
    するプログラムを与える工程墓 (c)ブランク管状部材をスピンドルの@足羽コレット
    内に配置してこれを固定する工捏基(d)上記プログラ
    ムをf’P@I、てブランク管状部材(標準ねじを形成
    する工程1 (e)上記プログラムを作−してタレットを位置決め装
    置停止点まで移−させる工橿蟇(f)上記整列装置をm
    41してねじ切り部材に整列させ、核脩列装置がこれ以
    上の調整ができないようにタレットに一定する工4+&
    び(g)ねじ切り部材を加工装置から除去する工橿慕 を含む自動加工装置a壷法。 17、自動加工iiiwK再加ニブログラムを与える工
    程を含む上記1m16項記載のalI法で。 核再加ニブログラムが、m準製造プログラムよりも兼い
    増分距離だけ欠陥コネクタに^ねじ切りを行うようにプ
    ログラムされている以外は。 −準製造プログラムとほぼ同一である自動加工装置Ij
    I4!1法。 18、  上記第17項記載の4111法で、増分距離
    が標準製造ねじの一つのねじの軸方向−の1倍ないし数
    倍である自動加工am、am法。 19、  上記第10.11,13.14又は15項記
    載の方法によって欠陥ねじ管状コネクタから機械加工で
    作られる合ねじ切り管状コネクタ。
JP57193570A 1981-11-06 1982-11-05 管状部品の再ねじ切り加工法と加工装置 Pending JPS5890421A (ja)

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