[发明专利]双向断开式钛合金薄片弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹簧，尤其是垂直钻井系统中的智能钻杆用双向断开式钛合金薄片弹簧的结构，属于弹簧技术领域。

背景技术

高强度的钛合金薄片弹簧主要用于大口径“垂直钻井系统”中的智能钻杆，智能钻杆由多节钻杆连接而成，其通信电缆与电源线分开单独布线，每节钻杆两端采用磁感应式钻杆接头，钻杆接头由钻杆槽、铁氧体磁感应环、双向断开式钛合金薄片弹簧和线圈构成，钻杆槽为在钻杆内、外壁之间开出的凹形槽，铁氧体磁感应环也为凹形槽状，磁感应环放在钻杆槽中，双向断开式钛合金薄片弹簧放在铁氧体磁感应环中，线圈置于双向断开式钛合金薄片弹簧上并与钻杆上的通信电缆相连接，这样，每两节钻杆通信电缆之间就可通过电磁感应实现“软连接”，这种非接触传输方式解决了有线传输中对通信电缆的磨损问题。钻杆不工作时通信电缆为“断开”状态，钻杆工作转动时，各节钻杆接头相互紧扣，通过电磁感应实现各节钻杆间的信号连通，通信电缆为“开通”状态。如果感应环内的钛合金薄片弹簧因强度不够发生了松弛或蠕变，通过电磁感应实现自动“通、断”的“软连接”目的就不能达到。所以，研究开发出更适合于垂直钻井系统中的智能钻杆用的钛合金薄片弹簧，一直是科研部门、生产企业和使用单位迫切希望。

发明内容

本发明的目的就是为满足市场的需要，提供一种双向断开式钛合金薄片弹簧。

本发明的技术方案是，双向断开式钛合金薄片弹簧，包括钛合金薄片，其特征在于，所述钛合金薄片上设有上螺旋切割区域和下螺旋切割区域，上螺旋切割区域和下螺旋切割区域分别设有上螺旋弹簧和下螺旋弹簧。

所述钛合金薄片两端为半圆形，半径为6.75 mm，钛合金薄片厚度为0.5 mm，钛合金薄片表面粗糙度≤0.6μm，钛合金薄片平面度＜0.05mm，钛合金薄片厚度公差≤0.05mm。

所述上螺旋切割区域和下螺旋切割区域之间的边缘设有圆弧分界槽，分界槽的圆弧半径为0.5 mm。

所述上螺旋弹簧和下螺旋弹簧均为阿基米德螺线螺旋片弹簧，上螺旋弹簧的阿基米德螺线极点与下螺旋弹簧的阿基米德螺线极点之间的距离为12 mm。

所述阿基米德螺线螺旋片弹簧顶部（阿基米德螺线极点）设有太极头，螺旋片的宽度为0.7 mm。

本发明结构合理简单，生产制造容易，使用性能好。双向断开式钛合金薄片弹簧与现有的钛合金薄片弹簧相比，双向断开式钛合金薄片弹簧表面光泽度高，无暗藏的表面裂纹，不会发生疲劳断裂，经久耐用。弹簧的尺寸精度高，抗拉强度大，通过双向复合拉伸模一次成型，将弹簧的变形系数降到极小的范围内，极大提高弹簧的成品优良率，便于批量生产，生产效率显著提高，能够满足垂直钻井系统中的智能钻杆用的钛合金薄片弹簧需要。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的平面结构示意图。

图中：1钛合金薄片、2上螺旋弹簧、3下螺旋弹簧、4上螺旋切割区域、5下螺旋切割区域、6分界槽、7太极头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1、2所示，本发明所提供的双向断开式钛合金薄片弹簧，先对钛合金薄片进行磨削，使得最终加工后的材料表面在50倍的放大下无明显的加工过渡痕迹，制得厚度为0.5 mm的钛合金薄片1，钛合金薄片表面粗糙度≤0.6μm，平面度＜0.05mm，厚度公差≤0.05mm的钛合金薄片1。在钛合金薄片1上设置上螺旋切割区域4和下螺旋切割区域5，采用上、下双向复合拉伸模对钛合金薄片1上的上螺旋切割区域4和下螺旋切割区域5进行同时拉伸，形成上螺旋弹簧2和下螺旋弹簧3。所述钛合金薄片两端为半圆形，半径为6.75 mm，上螺旋切割区域和下螺旋切割区域之间的边缘设有圆弧分界槽6，分界槽的圆弧半径为0.5 mm。上螺旋弹簧和下螺旋弹簧均为阿基米德螺线螺旋片弹簧，上螺旋弹簧的阿基米德螺线极点与下螺旋弹簧的阿基米德螺线极点之间的距离为12 mm。阿基米德螺线螺旋片弹簧顶部（阿基米德螺线极点）设太极头7，阿基米德螺线螺旋片弹簧螺旋片宽度为0.7 mm。