CN107842326A - 隔水管接头与管体自动对接装置 - Google Patents

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王志明
王桂涛
马会珍
李兆博
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/16—Connecting or disconnecting pipe couplings or joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes

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Abstract

本发明提供隔水管接头与管体自动对接装置，卡爪固定于液压油缸活塞两端，伸缩杆与左右行走丝杠固定连接，探测头固定于伸缩杆的顶端，左右行走丝杠与异步伺服电机连接；加持探测部分通过横支架与上下行走丝杠连接，上下行走丝杠固定于竖支架上，异步伺服电机安装于竖支架顶端，且与上下行走丝杠连接；装置行走丝杠上、减速齿轮、异步伺服电机分别固定于设备底座上方，竖支架固定于装置行走丝杠上，装置行走丝杠与异步伺服电机连接，前后行走轮固定于设备底座下方，前后行走轮与轨道配合；优点为：自动6方位调节加旋转，充分保证隔水管的直线度要求；代替吊起隔水管接头找管体，解决错边量大，提高生产质量和生产效率；安全可靠，分保障隔水管接头与管体对接施工的安全。

Description

隔水管接头与管体自动对接装置
技术领域
本发明涉及自动对接装置领域，尤其是涉及隔水管接头与管体自动对接装置。
背景技术
海上油气勘探开发的市场越来越大，油气勘探开发的海域和水深在不断增加，海域环境复杂。隔水管作为海上油气勘探开发的必须产品，其需求越来越大，要求也越来越高，特别是针对隔水管的直线度要求。隔水管的直线度直接关系到下井质量及内部套管的下井质量。之前出现过有井组因为隔水管的直线度问题，在下到百十米处下不下去，重新起钻，进行测量确认，换掉直线度差的隔水管，再重新下钻的现象。导致施工中费时费力费资金。而且还存在不安全的隐患。因此，除了保证隔水管的安全性，进行理论分析计算、拉伸水压型式试验，针对深水海况的风、浪、涌对隔水管产生的长期疲劳进行模拟试验外，还要保证隔水管的直线度。
发明内容
本发明的目的在于为解决现有技术的不足，而提供隔水管接头与管体自动对接装置。
本发明新的技术方案是：隔水管接头与管体自动对接装置，包括加持探测部分、固定部分及行走部分，所述探测部分包括探测头、伸缩杆、液压油缸、卡爪、左右行走丝杠及异步伺服电机，卡爪固定于液压油缸活塞两端，伸缩杆与左右行走丝杠固定连接，探测头固定于伸缩杆的顶端，左右行走丝杠与异步伺服电机连接；固定部分包括横支架、竖支架、上下行走丝杠和异步伺服电机，加持探测部分通过横支架与上下行走丝杠连接，上下行走丝杠固定于竖支架上，异步伺服电机安装于竖支架顶端，且与上下行走丝杠连接；行走部分包括异步伺服电机、减速齿轮、设备底座、前后行走轮、轨道、装置行走丝杠，装置行走丝杠上、减速齿轮、异步伺服电机分别固定于设备底座上方，竖支架固定于装置行走丝杠上，装置行走丝杠与异步伺服电机连接，前后行走轮固定于设备底座下方，前后行走轮与轨道配合。
所述的探测头采用数控找心原理，装置前端触点接触钢管内壁任意三点，自动定位圆心。
所述的异步伺服电机由PLC控制，移动到探针检测后反馈的轴线上，自动找轴线，保证卡爪中心轴线与管体轴线一致。
所述的卡爪上有3-9组同步油缸，以6组为最佳，保证接头夹持后与卡爪同心。
所述的减速齿轮控制两组旋转辊，减速齿轮由异步伺服电机控制，独立升降，左右移动。
所述的自动对接装置自动对心后，可利用旋转辊手动调节，更好的完成钢管与焊接接头的对接工作。
所述的自动对接装置设计直径范围为Φ406mm～Φ914mm，可实现直径范围为Φ406mm～Φ914mm的隔水管接头与管体精准对接。
本发明的有益效果为：自动6方位调节加旋转，充分保证隔水管的直线度要求；代替吊起隔水管接头找管体，解决错边量大，提高生产质量和生产效率；安全可靠，分保障隔水管接头与管体对接施工的安全。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1.探测头、2.伸缩杆、3.液压油缸、4.卡爪、5.左右行走丝杠、6.异步伺服电
机A、7.上下行走丝杠、8. 异步伺服电机B、9. 异步伺服电机C、10.减速齿轮、11. 设备底座、12.前后行走轮、13. 异步伺服电机D、14. 轨道、15. 装置行走丝杠、16. 隔水管接头、17.横支架、18.竖支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
隔水管接头与管体自动对接装置，包括加持探测部分、固定部分及行走部分，所述探测部分包括探测头1、伸缩杆2、液压油缸3、卡爪4、左右行走丝杠5及异步伺服电机A6，卡爪4固定于液压油缸3活塞两端，伸缩杆2与左右行走丝杠5固定连接，探测头1固定于伸缩杆的顶端，左右行走丝杠5与异步伺服电机A6连接；固定部分包括横支架17、竖支架18、上下行走丝杠7和异步伺服电机B8，加持探测部分通过横支架17与上下行走丝杠7连接，上下行走丝杠7固定于竖支架18上，异步伺服电机B8安装于竖支架18顶端，且与上下行走丝杠7连接；行走部分包括异步伺服电机、减速齿轮10、设备底座11、前后行走轮12、轨道14、装置行走丝杠15，减速齿轮10、异步伺服电机C9分别固定于设备底座11上方，竖支架18固定于装置行走丝杠15上，装置行走丝杠15与异步伺服电机D13连接，前后行走轮12固定于设备底座11下方，前后行走轮12与轨道14配合。
所述的探测头1采用数控找心原理，装置前端触点接触钢管内壁任意三点，自动定位圆心。
所述的异步伺服电机A6由PLC控制，移动到探针检测后反馈的轴线上，自动找轴线，保证卡爪4中心轴线与管体轴线一致。
所述的卡爪4上有3-9组同步油缸，以6组为最佳，保证接头夹持后与卡爪4同心。
所述的减速齿轮10控制两组旋转辊，减速齿轮10由异步伺服电机C9控制，独立升降，左右移动。
所述的自动对接装置自动对心后，可利用旋转辊手动调节，更好的完成钢管与焊接接头的对接工作。
所述的自动对接装置设计直径范围为Φ406mm～Φ914mm，可实现直径范围为Φ406mm～Φ914mm的隔水管接头16与管体精准对接。
工作原理：
探测头1是用来检测钢管内壁定位钢管圆心，伸缩杆2是针对探测头在工作时伸出或收缩，液压油缸3是给卡爪4加持隔水管接头提供动力，左右行走丝杠5与异步伺服电机A6用来实现加持的接头左右移动，上下行走丝杠7与异步伺服电机B8用来实现加持接头上下移动，异步伺服电机C9与减速齿轮10用来整个装置旋转工作，设备底座11保证设备的整体稳定性，异步伺服电机D13与装置行走丝杠15实现整个设备装置的前后移动，前后行走轮12与轨道14是辅助装置行走。

Claims (7)

1.隔水管接头与管体自动对接装置，包括加持探测部分、固定部分及行走部分，其特征在于：所述探测部分包括探测头（1）、伸缩杆（2）、液压油缸（3）、卡爪（4）、左右行走丝杠（5）及异步伺服电机A(6)，卡爪（4）固定于液压油缸（3）活塞两端，伸缩杆（2）与左右行走丝杠（5）固定连接，探测头（1）固定于伸缩杆（2）的顶端，左右行走丝杠（5）与异步伺服电机A(6)连接；固定部分包括横支架（17）、竖支架（18）、上下行走丝杠（7）和异步伺服电机B（8），加持探测部分通过横支架（17）与上下行走丝杠（7）连接，上下行走丝杠（7）固定于竖支架（18）上，异步伺服电机B（8）安装于竖支架（18）顶端，且与上下行走丝杠（7）连接；行走部分包括异步伺服电机、减速齿轮（10）、设备底座（11）、前后行走轮（12）、轨道（14）、装置行走丝杠（15），减速齿轮（10）、异步伺服电机C（9）分别固定于设备底座（11）上方，竖支架（18）固定于装置行走丝杠（15）上，装置行走丝杠（15）与异步伺服电机D（13）连接，前后行走轮（12）固定于设备底座（11）下方，前后行走轮（12）与轨道（14）配合。
2.根据权利要求1所述的隔水管接头与管体自动对接装置，其特征在于：所述的探测头（1）采用数控找心原理，装置前端触点接触钢管内壁任意三点，自动定位圆心。
3.根据权利要求1所述的隔水管接头与管体自动对接装置，其特征在于：所述的异步伺服电机A(6)由PLC控制，移动到探针检测后反馈的轴线上，自动找轴线，保证卡爪（4）中心轴线与管体轴线一致。
4.根据权利要求1所述的隔水管接头与管体自动对接装置，其特征在于：所述的卡爪（4）上有3-9组同步油缸，以6组为最佳，保证接头夹持后与卡爪（4）同心。
5.根据权利要求1所述的隔水管接头与管体自动对接装置，其特征在于：所述的减速齿轮（10）控制两组旋转辊，减速齿轮（10）由异步伺服电机C（9）控制，独立升降，左右移动。
6.根据权利要求1所述的隔水管接头与管体自动对接装置，其特征在于：所述的自动对接装置自动对心后，可利用旋转辊手动调节，更好的完成钢管与焊接接头的对接工作。
7.根据权利要求1所述的隔水管接头与管体自动对接装置，其特征在于：所述的自动对接装置设计直径范围为Φ406mm～Φ914mm，可实现直径范围为Φ406mm～Φ914mm的隔水管接头（16）与管体精准对接。
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