CN110860773B - 一种连续油管钢带对接工艺及其原材增厚设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续油管钢带对接工艺，属于连续油管加工制造技术领域,包括步骤1，连续油管钢带接头端部清理，去除污物、杂质和毛刺；步骤2，连续油管钢带接头端部使用锤击端面的方法进行增加壁厚处理；步骤3，将对接的两段接连续油管钢带接头端部使用带锯修齐然后对紧对齐，使用等离子焊机焊接牢固可靠；步骤4，对焊口部位进行精整，打磨去除焊接毛刺和焊瘤。能够有效减少焊接过程中烧边和塌陷情况，避免焊接区域精整打磨后壁厚变薄，提高钢带对接的焊接质量。本发明还公开了本工艺中使用的对连续油管钢带接头端部进行锤击增厚的一种钢带对接原材增厚设备。
Description
技术领域
本发明涉及连续油管加工制造技术领域，尤其涉及一种连续油管钢带对接工艺及其原材增厚设备。
背景技术
连续油管作业技术是近年兴起的新型油气田开发作业技术，连续油管作为实现上述作业技术的关键装备，其长度决定了连续油管作业技术能够作业的井的深度。一种连续油管的加工制作工艺是利用钢带弯圆后对焊成管，钢带原材料的长度一般为300～900米，制作长度较长的连续油管时往往需要首先将两段钢带原材料对接焊接在一起在进行弯圆制管。
然而，现有技术中，钢带板板对接好后焊接时，焊接过程容易产生的氧化烧边、焊接塌陷等情况，无法解决，精整时通过打磨等一些手段后会造成管材的焊接烧边位置变薄，同时由于此处变薄，使用过程中受到弯折容易疲劳出现折断的情况。
因此，有必要针对上述不足提供一种连续油管钢带对接工艺及其原材增厚设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续油管钢带对接工艺及其原材增厚设备，能够有效减少焊接过程中烧边和塌陷情况，避免焊接区域精整打磨后壁厚变薄，提高钢带对接的焊接质量。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种连续油管钢带对接工艺，包括：步骤1，连续油管钢带接头端部清理，去除污物、杂质和毛刺；步骤2，连续油管钢带接头端部使用锤击端面的方法进行增加壁厚处理；步骤3，将对接的两段接连续油管钢带接头端部使用带锯修齐然后对紧对齐，使用等离子焊机焊接牢固可靠；步骤4，对焊口部位进行精整，打磨去除焊接毛刺和焊瘤。
进一步的，所述步骤2中，所述接连续油管钢带接头端部锤击后壁厚为原壁厚的1.05～1.1倍。
一种钢带对接原材增厚设备，用于上述工艺中对对接连续油管钢带接头端部进行锤击增厚，包括机架，上顶出和风镐，所述机架的两个侧板顶部水平设置有顶夹板，所述上顶出设置在所述顶夹板下方并由液压缸驱动做出上升下降动作，所述上顶出上升时将所述连续油管钢带接头端部悬臂压紧在所述顶夹板和上顶出之间，所述机架在所述连续油管钢带接头端部对应的一侧设置所述风镐，所述风镐的锤击头反复锤击所述连续油管钢带接头端部。
进一步的，所述顶夹板的上方设置有侧加强板，两个所述侧加强板使用螺杆连接件夹持在所述机架的两个侧板顶部，吊环穿过所述侧加强板螺纹连接在所述机架的两个侧板顶部。
进一步的，所述机架的前方设置有前托板，所述前托板上设置有两个相对的夹块，所述夹块在第一轨道上滑动并由第一驱动机构驱动做出夹紧或者放松所述连续油管钢带侧边的动作。
进一步的，两个所述第一轨道设置在第一平台上，所述第一平台在第二轨道上滑动并由第二驱动机构驱动做出向前或者向后移动所述连续油管钢带的动作，所述第二轨道与所述第一轨道垂直设置，两个所述第二轨道设置在所述前托板上。
进一步的，所述机架的后方设置有后托板，所述后托板上设置有第二平台，所述风镐通过夹板安装在所述第二平台上。
进一步的，所述第二平台在第三轨道上滑动并由第三驱动机构驱动做出带动所述风镐沿着所述连续油管钢带接头端部短边方向左右移动动作，两个所述第三轨道设置在所述后托板上。
进一步的，所述机架的底部连接有水平设置的底板转台，所述底板转台通过回转支承轴承可以旋转的连接在第三平台上，所述底板转台上安装有第一减速电机，所述第一减速电机的输出轴连接有小齿轮，所述小齿轮啮合连接所述回转支承轴承的外齿圈。
进一步的，所述第三平台在第四轨道上滑动并由第四驱动机构驱动沿着所述第四轨道滑动，两个所述第四轨道设置在底座上，所述底座上设置有地脚螺栓安装孔。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明一种连续油管钢带对接工艺，通过连续油管钢带接头端部的轴向锤击，使得金属本体组织出现冷变形，或者加热后再进行锤击产生热变形，使钢带接头端部的对接位置增厚，钢带接头端部短边均匀厚度增大；增厚后通过等离子焊接设备进行对焊，保证余高尽量小，焊口部位外表面通过修磨，修整到原钢带的尺寸。跟现有技术相比，解决了钢带对接焊接后烧边和打磨减薄的现象，焊接位置和热感应区增厚后，此位置强度更高，屈服位置转移到原管位置，解决了钢带对接位置容易断裂的情况。本发明一种连续油管钢带对接工艺，能够有效减少焊接过程中烧边和塌陷情况，避免焊接区域精整打磨后壁厚变薄，提高钢带对接的焊接质量。
本发明一种钢带对接原材增厚设备，通过风镐驱动锤击头对连续油管钢带接头端部的端面进行轴向垂直锤击，能够提高锤击强度，保证锤击力度均匀一致，保证均匀增厚效果，而且节省了人力，提高了生产作业效率。
此外，通过侧加强板的设置，便于增加机架侧板顶部的强度，使得顶夹板不容易受到冲击力时发生移动或者脱落；通过吊环的设置，增加侧加强板的连接强度的同时，便于设备吊装作业。通过两个夹块在第一轨道上滑动并由第一驱动机构驱动做出夹紧或者放松连续油管钢带侧边的动作，便于对需要增厚处理的连续油管钢带进行预夹紧，同时第一平台带着夹块和连续油管钢带向前或者向后移动，便于调整连续油管钢带接头端部漏出顶夹板和上顶出的悬臂长短，有利于调整钢带增厚区域的长度并防止悬臂过长造成的弯曲。通过第二平台在第三轨道上滑动并由第三驱动机构驱动做出带动风镐沿着连续油管钢带接头端部短边方向左右移动动作，便于手动控制风镐左右移动的速度和方向，有利于均匀增加连续油管钢带接头端部的厚度，同时做到增加厚度尺寸和质量可控。通过底板转台可以旋转的连接在第三平台上，能够使底板转台上部的机构进行旋转，便于对齐较长的连续油管钢带，因为300米左右的连续油管钢带不方便调整进入装夹装置的角度，所有使得装夹机构部分能够旋转将极大的方便作业，提高作业效率。通过第三平台在第四轨道上滑动，能够调整第三平台以上部分机构的左右位置，便于对齐较长的连续油管钢带，因为300米左右的连续油管钢带不方便调整左右位置进入装夹装置，所有使得装夹机构部分能够左右移动将极大的方便作业，避免人工调整连续油管钢带位置，节省人力。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明钢带对接工艺流程示意图；
图2为本发明的钢带对接原材增厚设备的主视结构示意图；
图3为本发明的钢带对接原材增厚设备的右视结构示意图；
图4为本发明的钢带对接原材增厚设备的立体结构示意图一；
图5为本发明的钢带对接原材增厚设备的立体结构示意图二；
附图标记说明：1、机架；101、顶夹板；102、测加强板；103、前托板；104、后托板；105、底板转台；106、第一减速电机；2、上顶出；3、夹块；301、第一轨道；302、第一驱动机构；4、第一平台；401、第二轨道；402、第二驱动机构；5、第二平台；501、第三轨道；502、第三驱动机构；6、风镐；601、夹板；602、锤击头；7、第三平台；701、第四轨道；702、第四驱动机构；703、回转支承轴承；8、底座。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种连续油管钢带对接工艺及其原材增厚设备，能够有效减少焊接过程中烧边和塌陷情况，避免焊接区域精整打磨后壁厚变薄，提高钢带对接的焊接质量。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考附图，图1为本发明钢带对接工艺流程示意图；图2为本发明的钢带对接原材增厚设备的主视结构示意图；图3为本发明的钢带对接原材增厚设备的右视结构示意图；图4为本发明的钢带对接原材增厚设备的立体结构示意图一；图5为本发明的钢带对接原材增厚设备的立体结构示意图二。
在一具体实施方式中，如图1所示，一种连续油管钢带对接工艺，包括：
步骤1，对接连续油管钢带接头端部进行清理，去除污物、杂质和毛刺；
步骤2，对接连续油管钢带接头端部使用锤击端面的方法进行增加壁厚处理，可以手动锤击，也可以使用专用设备进行加工，锤击过程中可以对所述连续油管钢带接头端部进行加热；
步骤3，将对接的两段接连续油管钢带接头端部使用带锯修齐然后对紧对齐，使用等离子焊机焊接牢固可靠；
步骤5，对焊口部位进行精整，打磨去除焊接毛刺和焊瘤。
通过连续油管钢带接头端部的轴向锤击，使得金属本体组织出现冷变形，或者加热后再进行锤击产生热变形，使钢带接头端部的对接位置增厚，钢带接头端部短边均匀厚度增大；增厚后通过等离子焊接设备进行对焊，保证余高尽量小，焊口部位外表面通过修磨，修整到原钢带的尺寸。跟现有技术相比，解决了钢带对接焊接后烧边和打磨减薄的现象，焊接位置和热感应区增厚后，此位置强度更高，屈服位置转移到原管位置，解决了钢带对接位置容易断裂的情况。本发明一种连续油管钢带对接工艺，能够有效减少焊接过程中烧边和塌陷情况，避免焊接区域精整打磨后壁厚变薄，提高钢带对接的焊接质量。
具体而言，在上述步骤2中，接连续油管钢带接头端部锤击后壁厚为原壁厚的1.05～1.1倍。大量实验表明，控制接连续油管钢带接头端部锤击后壁厚在此范围内，能够在合理成本的前提下，取得较好的焊接效果。
在下述的对比试验的表1中可以看出经过本发明工艺加工的增厚钢带对接连续油管样件力学性能明显优于现有技术中直接进行钢带对接的连续油管样件，抗拉强度、屈服强度和疲劳次数均更接近于原管，焊接质量更高，提高了连续油管的使用寿命。
表1
本发明还公开一种钢带对接原材增厚设备，如图2～5所示，用于上述连续油管钢带对接工艺中对对接连续油管钢带接头端部进行锤击增厚，包括机架1，上顶出2和风镐6，机架1的两个侧板顶部水平固定连接有顶夹板101，上顶出2设置在顶夹板101下方并由液压缸驱动做出上升和下降动作，上顶出2上升时将所述连续油管钢带接头端部悬臂压紧在顶夹板101和上顶出2之间，机架1在所述连续油管钢带接头端部对应的一侧安装有风镐6，风镐6的锤击头602反复锤击连续油管钢带接头端部。
通过风镐4驱动锤击头602对连续油管钢带接头端部的端面进行轴向垂直锤击，能够提高锤击强度，保证锤击力度均匀一致，保证均匀增厚效果，而且节省了人力，提高了生产作业效率。
在本发明的一具体实施方式中，如图2～5所示，顶夹板101的上方设置有侧加强板102，两个侧加强板102使用螺杆连接件夹持在机架1的两个侧板顶部，吊环穿过侧加强板102螺纹连接在机架1的两个侧板顶部。
通过侧加强板102的设置，便于增加机架1侧板顶部的强度，使得顶夹板101不容易受到冲击力时发生移动或者脱落；通过吊环的设置，增加侧加强板102的连接强度的同时，便于设备吊装作业。
在本发明的一具体实施方式中，如图2、图4和图5所示，机架1的前方焊装有前托板103，前托板103上设置有两个面对面设置的角形板状的夹块3，夹块3在第一轨道301上滑动并由第一驱动机构302驱动做出夹紧或者放松连续油管钢带侧边的动作。第一驱动机构302具体采用手柄驱动双头丝杠旋转进而驱动两侧滑块相向运动的方式，所述滑块连接在夹块3的下方。
具体而言，两个第一轨道301设置在第一平台4上，第一平台4在第二轨道401上滑动并由第二驱动机构402驱动做出向前或者向后移动连续油管钢带的动作，第二轨道401与第一轨道301垂直设置，两个第二轨道401设置在前托板103上。第二驱动机构402具体采用手柄驱动丝杠旋转进而驱动滑块的方式，所述滑块连接在第一平台4的下方。
通过两个夹块3在第一轨道301上滑动并由第一驱动机构302驱动做出夹紧或者放松连续油管钢带侧边的动作，便于对需要增厚处理的连续油管钢带进行预夹紧，同时第一平台4带着夹块3和连续油管钢带向前或者向后移动，便于调整连续油管钢带接头端部漏出顶夹板101和上顶出2的悬臂长短，有利于调整钢带增厚区域的长度并防止悬臂过长造成的弯曲。
在本发明的一具体实施方式中，如图2～5所示，机架1的后方水平设置有后托板104，后托板104上设置有第二平台5，风镐6通过夹板601使用螺栓安装在第二平台5上。
具体而言，第二平台5在第三轨道501上滑动并由第三驱动机构502驱动做出带动风镐6沿着连续油管钢带接头端部短边方向左右移动动作，两个第三轨道501设置在后托板104上。第三驱动机构502具体采用手柄驱动丝杠旋转进而驱动滑块的方式，所述滑块连接在第二平台5的下方。
通过第二平台5在第三轨道501上滑动并由第三驱动机构502驱动做出带动风镐6沿着连续油管钢带接头端部短边方向左右移动动作，便于手动控制风镐6左右移动的速度和方向，有利于均匀增加连续油管钢带接头端部的厚度，同时做到增加厚度尺寸和质量可控。
在本发明的一具体实施方式中，如图2～5所示，机架1的底部连接有水平设置的底板转台105，底板转台105通过回转支承轴承703可以旋转的连接在第三平台7上，底板转台105上端部法兰方式安装有第一减速电机106，第一减速电机106的输出轴连接有小齿轮，在底板转台105下方所述小齿轮啮合连接回转支承轴承703的外齿圈。
通过底板转台105可以旋转的连接在第三平台7上，能够使底板转台105上部的机构进行旋转，便于对齐较长的连续油管钢带，因为300米左右的连续油管钢带不方便调整进入装夹装置的角度，所有使得装夹机构部分能够旋转将极大的方便作业，提高作业效率。
在本发明的一具体实施方式中，如图2～5所示，第三平台7在第四轨道701上滑动并由第四驱动机构702驱动沿着第四轨道701滑动，两个第四轨道701设置在底座8上，底座8上设置有地脚螺栓安装孔。第四驱动机构702具体采用电机驱动丝杠旋转进而驱动滑块的方式，所述滑块连接在第三平台7的下方。
通过第三平台7在第四轨道701上滑动，能够调整第三平台7以上部分机构的左右位置，便于对齐较长的连续油管钢带，因为300米左右的连续油管钢带不方便调整左右位置进入装夹装置，所有使得装夹机构部分能够左右移动将极大的方便作业，避免人工调整连续油管钢带位置，节省人力。
本发明钢带对接原材增厚设备，通过风镐4驱动锤击头602对连续油管钢带接头端部的端面进行轴向垂直锤击，能够提高锤击强度，保证锤击力度均匀一致，保证均匀增厚效果，而且节省了人力，提高了生产作业效率。此外，通过侧加强板102的设置，便于增加机架1侧板顶部的强度，使得顶夹板101不容易受到冲击力时发生移动或者脱落；通过吊环的设置，增加侧加强板102的连接强度的同时，便于设备吊装作业。通过两个夹块3在第一轨道301上滑动并由第一驱动机构302驱动做出夹紧或者放松连续油管钢带侧边的动作，便于对需要增厚处理的连续油管钢带进行预夹紧，同时第一平台4带着夹块3和连续油管钢带向前或者向后移动，便于调整连续油管钢带接头端部漏出顶夹板101和上顶出2的悬臂长短，有利于调整钢带增厚区域的长度并防止悬臂过长造成的弯曲。通过第二平台5在第三轨道501上滑动并由第三驱动机构502驱动做出带动风镐6沿着连续油管钢带接头端部短边方向左右移动动作，便于手动控制风镐6左右移动的速度和方向，有利于均匀增加连续油管钢带接头端部的厚度，同时做到增加厚度尺寸和质量可控。通过底板转台105可以旋转的连接在第三平台7上，能够使底板转台105上部的机构进行旋转，便于对齐较长的连续油管钢带，因为300米左右的连续油管钢带不方便调整进入装夹装置的角度，所有使得装夹机构部分能够旋转将极大的方便作业，提高作业效率。通过第三平台7在第四轨道701上滑动，能够调整第三平台7以上部分机构的左右位置，便于对齐较长的连续油管钢带，因为300米左右的连续油管钢带不方便调整左右位置进入装夹装置，所有使得装夹机构部分能够左右移动将极大的方便作业，避免人工调整连续油管钢带位置，节省人力。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种钢带对接原材增厚设备，其特征在于：包括机架(1)，上顶出(2)和风镐(6)，所述机架(1)的两个侧板顶部水平设置有顶夹板(101)，所述上顶出(2)设置在所述顶夹板(101)下方并由液压缸驱动做出上升下降动作，所述上顶出(2)上升时将连续油管钢带接头端部悬臂压紧在所述顶夹板(101)和上顶出(2)之间，所述机架(1)在所述连续油管钢带接头端部对应的一侧设置所述风镐(6)，所述风镐(6)的锤击头(602)反复锤击所述连续油管钢带接头端部；
所述机架(1)的后方设置有后托板(104)，所述后托板(104)上设置有第二平台(5)，所述风镐(6)通过夹板(601)安装在所述第二平台(5)上；
所述第二平台(5)在第三轨道(501)上滑动并由第三驱动机构(502)驱动做出带动所述风镐(6)沿着所述连续油管钢带接头端部短边方向左右移动动作，两个所述第三轨道(501)设置在所述后托板(104)上；
所述顶夹板(101)的上方设置有侧加强板(102)，两个所述侧加强板(102)使用螺杆连接件夹持在所述机架(1)的两个侧板顶部，吊环穿过所述侧加强板(102)螺纹连接在所述机架(1)的两个侧板顶部；
使用所述钢带对接原材增厚设备的连续油管钢带对接工艺，其特征在于，包括：
步骤1，连续油管钢带接头端部清理，去除污物、杂质和毛刺；
步骤2，连续油管钢带接头端部使用锤击端面的方法进行增加壁厚处理；
步骤3，将对接的两段接连续油管钢带接头端部使用带锯修齐然后对紧对齐，使用等离子焊机焊接牢固可靠；
步骤4，对焊口部位进行精整，打磨去除焊接毛刺和焊瘤。
2.根据权利要求1所述的一种钢带对接原材增厚设备，其特征在于：使用所述钢带对接原材增厚设备的连续油管钢带对接工艺中所述步骤2中，所述连续油管钢带接头端部锤击后壁厚为原壁厚的1.05～1.1倍。
3.根据权利要求1所述的钢带对接原材增厚设备，其特征在于：所述机架(1)的前方设置有前托板(103)，所述前托板(103)上设置有两个相对的夹块(3)，所述夹块(3)在第一轨道(301)上滑动并由第一驱动机构(302)驱动做出夹紧或者放松所述连续油管钢带侧边的动作。
4.根据权利要求3所述的钢带对接原材增厚设备，其特征在于：两个所述第一轨道(301)设置在第一平台(4)上，所述第一平台(4)在第二轨道(401)上滑动并由第二驱动机构(402)驱动做出向前或者向后移动所述连续油管钢带的动作，所述第二轨道(401)与所述第一轨道(301)垂直设置，两个所述第二轨道(401)设置在所述前托板(103)上。
5.根据权利要求1～4任一项所述的钢带对接原材增厚设备，其特征在于：所述机架(1)的底部连接有水平设置的底板转台(105)，所述底板转台(105)通过回转支承轴承(703)可以旋转的连接在第三平台(7)上，所述底板转台(105)上安装有第一减速电机(106)，所述第一减速电机(106)的输出轴连接有小齿轮，所述小齿轮啮合连接所述回转支承轴承(703)的外齿圈。
6.根据权利要求5所述的钢带对接原材增厚设备，其特征在于：所述第三平台(7)在第四轨道(701)上滑动并由第四驱动机构(702)驱动沿着所述第四轨道(701)滑动，两个所述第四轨道(701)设置在底座(8)上，所述底座(8)上设置有地脚螺栓安装孔。
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