一种铝合金石油钻杆制备装置 |
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| 申请号 | CN201710074527.2 | 申请日 | 2017-02-10 | 公开(公告)号 | CN106755820A | 公开(公告)日 | 2017-05-31 |
| 申请人 | 江苏德圣能源环保设备工程有限公司; | 发明人 | 韩广彬; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 铝 合金 石油 钻杆 制备装置，包括底座和 支撑 传送装置，底座与支撑传送装置连接；底座上设有旋扣系统，旋扣系统连接有加热系统，加热系统连接有控制系统，控制系统连接有冷却系统，冷却系统连接有 定位 夹持装置，定位夹持装置设在底座上，所述的加热系统包括 超 声波 探伤器，本发明的有益效果是：设计合理，结构简单，能够将钻杆在进行定位夹持时做到准确定位的，防止钻杆在夹持时受到表面破损，避免浪费，节约成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种铝合金石油钻杆制备装置，其特征在于：包括底座（7）和支撑传送装置（5），底座（7）与支撑传送装置（5）连接；底座（7）上设有旋扣系统（2），旋扣系统（2）连接有加热系统（1），加热系统（1）连接有控制系统（6），控制系统（6）连接有冷却系统（3），冷却系统（3）连接有定位夹持装置（4），定位夹持装置（4）设在底座（7）上，所述的加热系统（1）包括超声波探伤器，所述的加热系统（1）采用中频感应加热方式加热，所述的冷却系统（3）包括均含有水箱的中频冷却装置、外冷却装置和内冷却装置，其中外冷却装置与内冷却装置与同一水箱 |
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| 说明书全文 | 一种铝合金石油钻杆制备装置技术领域背景技术[0002] 俗话说“钻头不到，石油不冒”，钻井是石油工业的龙头，钻井工程是油气勘探开发的主要手段，钻井工程的实施对于油气勘探开发的成败起着决定性的作用。作为勘探开发的重要一环，合理的钻井工艺、适用的钻井技术和完井方法是提高油气勘探成功率、发现油气田、提高产量、提高采收率，推动并实现油气田勘探开发经济目标的重要保证。然而，钻井工程自身所具有的资金、技术密集，高投资、高风险的特点，又为钻井工艺技术的研发创新带来了前所未有的挑战。中国石化多年来十分重视钻井工程的龙头地位，充分发挥钻井工 程技术在油气勘探开发中的重要支撑作用，在老区增产、新区勘探等方面取得了显著效果，成为实施“油气硬稳定”战略的重要保障。 [0003] 当钻深井或超深井，特别是水平井的时候，保证钻柱的高可靠性、减少其应变-应力状态以及确保其在超高负载和温度工况下不出故障是至关重要的。在钻井过程中，钻柱 总体的状况及其重量会对钻井的技术和经济参数产生重大影响，钻井过程中阻力的大小决 定了钻机负载的高低。 [0004] 与传统钢制钻杆相比,铝合金钻杆具有其独到的物理机械性能；而现有的铝合金石油钻杆制备装置，在对铝合金钻杆由支撑传送到定位夹紧的过程无法做到准确定位，而 且经常会发生钻杆偏移和钻杆变形，从而造成钻杆无法进行旋扣，需要将钻杆进行重新加 工后才可使用，甚至报废，造成了资源的浪费，增加了成本。 发明内容[0005] 本发明要解决的技术问题是：提供一种能够将钻杆在进行定位夹持时做到准确定位的，防止钻杆在夹持时受到表面破损，避免浪费，节约成本的铝合金石油钻杆制备装置。 [0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种铝合金石油钻杆制备装置，其结构要点是，包括底座和支撑传送装置，底座与支撑传送装置连接；底座上设有旋扣系统，旋扣系统连接有加热系统，加热系统连接有控制系统，控制系统连接有冷却系统，冷却系统连接有定位夹持装置，定位夹持装置设在底座上，所述的加热系统包括超声波探伤器，所述的加热系统采用中频感应加热方式加热，所述的冷却系统包括均含有水箱的中频冷却装置、外冷却装置和内冷却装置，其中外冷却装置与内冷却装置与同一水箱连接，所述的水箱设 有冷却器，所述的定位夹持装置包括夹钳、油缸和托架，托架设在夹钳下方，夹钳与油缸活动连接，夹钳设有连接杆，连接杆连接有三个夹爪，三个夹爪分为“左”“中”“右”排列设置，其中“左”夹爪呈“<”型，“中”夹爪呈“I”型，“右”夹爪呈“>”型。 [0007] 作为本发明的优选方案，定位夹持装置为三个，其中一个设置于底座的一端，另一个设置在外冷却装置右侧，最后一个设在支撑传送装置与底座的连接端。 [0008] 作为本发明的优选方案，三个夹爪位于同一平面。 [0009] 作为本发明的优选方案，三个夹爪的末端位于同一圆周线上。 [0011] 作为本发明的优选方案，氧化铝陶瓷垫上设有橡胶垫。 [0013] 本发明的工作原理是：通过支撑传送装置将铝合金钻杆通过定位夹持装置进行稳定夹持，夹持后将铝合金钻杆通过冷却系统进行冷却定温，冷却定温后的铝合金钻杆通过 加热系统对铝合金钻杆进行加热淬火，加热淬火后的铝合金钻杆通过旋扣系统进行旋合； 其中，在对铝合金钻杆进行夹持时，由于定位夹持装置包括夹钳、油缸和托架，托架设在夹钳下方，夹钳与油缸活动连接，夹钳设有连接杆，连接杆连接有三个夹爪，三个夹爪分为 “左”“中”“右”排列设置，其中“左”夹爪呈“<”型，“中”夹爪呈“I”型，“右”夹爪呈“>”型；定位夹持装置为三个，其中一个设置于底座的一端，另一个设置在外冷却装置右侧，最后一个设在支撑传送装置与底座的连接端；三个夹爪位于同一平面，三个夹爪的末端位于同一圆周 线上，夹爪末端设有氧化铝陶瓷垫，氧化铝陶瓷垫的平面呈弧形，氧化铝陶瓷垫上设有橡胶垫，夹爪能够通过多点多向对铝合金钻杆进行稳固夹紧，同时防止将铝合金钻杆的表面划 损。 [0015] 图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的夹钳结构示意图； 其中，1-加热系统，2-旋扣系统，3-冷却系统，4-定位夹持装置，5-支撑传送装置，6-控 制系统，7-底座，8-连接杆，9-夹爪，91-“左”夹爪，92-“中”夹爪，93-“右”夹爪，10-氧化铝陶瓷垫，11-橡胶垫。 具体实施方式[0016] 下面结合附图对本发明做进一步解释说明，但不限制本发明的保护范围。 [0017] 如图1所示，一种铝合金石油钻杆制备装置，包括底座7和支撑传送装置5，底座7与支撑传送装置5连接；底座7上设有旋扣系统2，旋扣系统2连接有加热系统1，加热系统1连接有控制系统6，控制系统6连接有冷却系统3，冷却系统3连接有定位夹持装置4，定位夹持装置4设在底座7上，所述的加热系统1包括超声波探伤器，所述的加热系统1采用中频感应加热方式加热，所述的冷却系统3包括均含有水箱的中频冷却装置、外冷却装置和内冷却装 置，其中外冷却装置与内冷却装置与同一水箱连接，所述的水箱设有冷却器。 [0018] 所述的加热系统1包括感应电源和感应器，其采用中频感应加热方式，将公接头和母接头进行加热，加热至指定的温度340℃，工件的加热温度应根据接头壁厚的不同而不 同，加热时测量的温度是接头最薄处的温度，而整个加热区域的表面温度应与壁厚成正比。 [0019] 所述的旋扣系统2包括旋扣机构和移动机构，旋扣机构包括直线导轨、滑块、马达、传动机构、传动轴及连接接头等；移动机构包括滑块、马达、齿轮、齿条及连接杆等，其给旋扣机构提供前后移动的动力，旋扣机构旋扣时，移动机构停止工作，靠螺纹的旋合力带动旋扣机构移动（直线导轨阻力很小）。 [0020] 所述的冷却系统3包括中频冷却装置、外冷却装置和内冷却装置；中频冷却装置包括水箱，软水、水泵、冷却器和必要的管路、阀门等。其主要作用是为中频加热装置提供持续的冷却水，保证加热装置正常工作；外冷却装置包括水箱、水泵、喷淋装置、支撑棍子、护罩、进水管汇、回水管汇等。其主要为旋合后的钻杆接头进行外部冷却，冷却时间约为7min;内冷却装置包括水泵、送入机构、循环管路、中空循环管及可换密封接头。其主要作用是在高温接头与钻杆旋合过程中，冷却铝合金钻杆，保证正常旋合；外冷却装置与内冷却装置公用一个水箱，水箱配置有冷却器，保证水箱温度。 [0021] 所述的定位夹持装置4为三个，其中一个设置于底座7的一端，另一个设置在外冷却装置右侧，最后一个设在支撑传送装置5与底座7的连接端。定位夹持装置4主要有油缸、夹钳、导向杠、托架组成，主要作用是夹持并固定钻杆，使钻杆旋扣时与接头同心且不会转动；另一个设置在外冷却装置右侧的定位夹持装置用于压紧钢接头，使其固定，方便内冷工装的穿过和旋扣工装的旋合，而设在支撑传送装置5与底座7的连接端的定位夹持装置4能 够对铝合金钻杆进行稳固夹紧，防止铝合金钻杆便宜和损伤。 [0022] 所述的支撑传送装置5包括支撑架和传送机构；支撑架共有三个，主要是支撑各种内加厚或外加厚钻杆；支撑架可液压升降，降下来后方便钻杆就位；支撑架可按照钻杆的外径规格手动调整其最高支撑高度，使支撑架升到最高后在设备的轴线上；传送机构安装在 其中一个支撑架上，其通过驱动一个支撑架，带动所有支撑架及钻杆一起移动，方便钻杆的送入和移出；这种结构特别适用于外圆有台阶的外加厚钻杆，外圆无台阶的也同样适用。 [0023] 所述的控制系统6包括液压泵站、液控系统、电控系统；液压泵站包括电机、油泵，用于整套系统的液压机构的动力提供；液控系统包括手动换向阀、调压阀、压力表、扭矩表等液压元件组成，主要用于整套系统中液压结构的各种动作的操作和执行；电控系统包括温度感应器、温度显示仪表等。能实现温度的实时采集；温度感应器采用红外温度感应器，测温方便。 [0024] 所述的底座7作为主机部分的支撑，其总长为6米，主要为冷却系统3、旋扣系统2、加热系统1等提供固定支撑，为移动部件导轨提供安装位置。 [0025] 如图2所示，本发明的定位夹持装置4包括夹钳、油缸和托架，托架设在夹钳的下方，夹钳与油缸活动连接，夹钳设有连接杆8，连接杆8连接有三个夹爪9，三个夹爪9分为 “左”“中”“右”排列设置，其中“左”夹爪91呈“<”型，“中”夹爪92呈“I”型，“右”夹爪93呈“>”型；所述的三个夹爪9位于同一平面；所述的三个夹爪9的末端位于同一圆周线上；所述的夹爪9末端设有氧化铝陶瓷垫10，氧化铝陶瓷垫10的平面呈弧形；所述的氧化铝陶瓷垫10上设有橡胶垫11；在夹爪9对铝合金钻杆进行夹紧时，由于连接杆8连接有三个夹爪9，三个夹爪9分为“左”“中”“右”排列设置，其中“左”夹爪91呈“<”型，“中”夹爪92呈“I”型，“右”夹爪93呈“>”型，三个夹爪9位于同一平面；所述的三个夹爪9的末端位于同一圆周线上，所以夹爪9能过多点多向对铝合金钻杆进行夹持，而且“左”夹爪91和“右”夹爪93分别呈“<”型和“>”型，能够进行微量的塑形变形，而夹爪9末端设有氧化铝陶瓷垫10，氧化铝陶瓷垫10的平面呈弧形；氧化铝陶瓷垫10上设有橡胶垫11，在夹爪9对铝合金钻杆进行夹持时，与铝合金钻杆的表面接触不会造成磨损和划伤。 [0026] 本发明不局限于上述的优选实施例，凡是与发明具有相同或者相近似的技术方案，均属于本发明的保护范围。 |
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