CN110961869A - 一种连续油管管管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管管对接工艺，属于连续油管施工技术领域,包括步骤1，对接连续油管接头端部清理，去除污物、杂质和毛刺；步骤2，对接连续油管接头端部使用锤击端面的方法进行增加壁厚处理；步骤3，对锤击后的连续油管接头端部加工焊接坡口；步骤4，将对接的两段连续油管接头端部对齐，周向一遭氩弧焊接牢固可靠；步骤5，对焊口部位进行清理，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，提高管管对接的焊接质量。本发明还公开了本工艺中使用的对连续油管接头端部进行锤击增厚的一种管管对接原材增厚设备。
Description
技术领域
本发明涉及连续油管施工技术领域，尤其涉及一种连续油管管管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；当连续油管无法满足作业需求的情况下，通常的做法是将两段连续油管对焊以增加连续油管的长度。
管管对接好后焊接时，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，影响管管对接的性能，和整个管体的抗压性能。
因此，有必要针对上述不足提供一种连续油管管管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管管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，提高管管对接的焊接质量。
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管管对接工艺，包括：步骤1，对接连续油管接头端部清理，去除污物、杂质和毛刺；步骤2，对接连续油管接头端部使用锤击端面的方法进行增加壁厚处理；步骤3，对锤击后的连续油管接头端部加工焊接坡口；步骤4，将对接的两段连续油管接头端部对齐，周向一遭氩弧焊接牢固可靠；步骤5，对焊口部位进行清理，去除焊接毛刺和焊瘤。
进一步的，所述步骤2中，所述连续油管接头端部锤击后壁厚为原壁厚的1.05～1.1倍。
一种管管对接原材增厚设备，用于上述工艺中对对接连续油管接头端部进行锤击增厚，包括端部依次相连的第一框架，第二框架和第三框架，所述第三框架上安装有风镐，所述风镐的工作端敲击锤击件，所述锤击件设置在所述第二框架上，所述第一框架内通过夹板固定连接有装夹装置，所述装夹装置装夹固定所述连续油管接头端部并与所述锤击件同轴设置，所述锤击件的锤头在所述风镐的驱动下不断锤击所述连续油管接头端部的端面。
进一步的，所述锤击件通过旋转机构安装到所述第二框架的侧壁上，所述旋转机构在驱动单元的驱动下旋转并带动所述锤击件锤击过程中旋转，对所述连续油管接头端部周遭端面进行锤击。
进一步的，所述旋转机构包括外套、轴承和从动轮，所述外套固定连接在所述第二框架的侧壁内侧，所述从动轮的轴一端通过所述轴承连接在所述外套内孔中，所述锤击件的尾杆滑动连接在所述从动轮的内孔中，所述从动轮轮部通过传动带连接所述驱动单元。
进一步的，所述锤击件还包括锁母和螺杆，所述螺杆同轴固定连接在所述尾杆的顶部，所述锤头穿装在所述螺杆上并由所述锁母锁紧。
进一步的，所述尾杆为等边棱柱杆，所述从动轮内孔的截面形状与所述等边棱柱杆相适应；所述锁母具体采用尼龙防松锁紧螺母。
进一步的，所述装夹装置具体采用液压涨紧卡盘。
进一步的，所述第一框架内还通过夹板连接有辅助支撑套，所述辅助支撑套同轴设置在所述装夹装置的后方。
进一步的，所述第一框架下方设置有支腿，所述第三框架下方设置有配重支腿，所述支腿和配重支腿支撑在地面上。
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管管对接工艺，通过对接连续油管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，使管接头端部的对接位置增厚，通过内芯控制使内径不发生变化，外径增大，厚度增大；增厚后通过焊接设备进行对焊，保证余高尽量小，外表面通过修磨，修整到原有管径的尺寸，跟现有技术相比，解决了管管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，解决了管管对接位置容易断裂的情况。本发明一种连续油管管管对接工艺，能够有效减少焊接过程中烧边和塌陷情况，提高管管对接的焊接质量。
本发明一种管管对接原材增厚设备，通过风镐驱动锤击件的锤头对连续油管接头端部的端面进行锤击，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，通过旋转机构的设置，锤击件锤击过程中旋转，对连续油管接头端部周遭端面进行锤击，配合控制电机驱动速度，能够均匀的锤击所述端面，保证周遭均匀受力，变形均匀。通过分体结构的锤击件，锁母锁紧锤头在螺杆上，便于对长时间冲击磨损的锤头进行更换，进行维护和保养；通过尾杆具体采用等边棱柱杆并在从动轮内孔中滑动连接，便于传递使锤击件旋转的扭矩；通过锁母具体采用尼龙防松锁紧螺母，便于防止锁母在高频锤击冲击振动下发生松动，造成锤头脱落。通过辅助支撑套的设置，进行锤击增厚的所述连续油管的尾部穿过辅助支撑套，有利于缓冲锤击冲击力，减少锤击冲击对所述连续油管的尾部的影响，对所述连续油管起到保护作用。通过在配重支腿内增加配重，保证本设备的前后端平衡，避免锤击冲击过程中造成的失衡倾覆。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明管管对接工艺流程示意图；
图2为本发明的管管对接原材增厚设备的立体结构示意图；
图3为本发明的管管对接原材增厚设备的主视结构示意图；
图4为本发明的管管对接原材增厚设备的俯视结构示意图；
图5为图4的A-A剖视结构示意图；
图6为图5的I部位局部放大示意图；
图7为本发明的锤击件立体结构示意图；
附图标记说明：1、第一框架；101、支腿；102、夹板；103、吊环；2、第二框架；3、第三框架；301、配重支腿；4、风镐；5、锤击件；501、锤头；502、锁母；503、螺杆；504、尾杆；6、旋转机构；601、外套；602、轴承；603、从动轮；7、液压涨紧装置；8、辅助支撑套；9、电机；901、主动轮；10、传动带。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种连续油管管管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，提高管管对接的焊接质量。
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为本发明管管对接工艺流程示意图；图2为本发明的管管对接原材增厚设备的立体结构示意图；图3为本发明的管管对接原材增厚设备的主视结构示意图；图4为本发明的管管对接原材增厚设备的俯视结构示意图；图5为图4的A-A剖视结构示意图；图6为图5的I部位局部放大示意图；图7为本发明的锤击件立体结构示意图。
在一具体实施方式中，如图1所示，一种连续油管管管对接工艺，包括：
步骤1，对接连续油管接头端部清理，去除污物、杂质和毛刺；
步骤2，对接连续油管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接头端部进行加热；
步骤3，对锤击后的连续油管接头端部加工焊接坡口，根据焊接作业规范，使用手持电动角磨机进行开设坡口作业；
步骤4，将对接的两段连续油管接头端部对紧对齐，周向一遭氩弧焊机焊接牢固可靠；
步骤5，对焊口部位进行清理，去除焊接毛刺和焊瘤。
通过对连续油管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，使管接头端部的对接位置增厚，通过内芯控制使内径不发生变化，外径增大，厚度增大；增厚后通过焊接设备进行对焊，保证余高尽量小，外表面通过修磨，修整到原有管径的尺寸，跟现有技术相比，解决了管管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，解决了管管对接位置容易断裂的情况。本发明一种连续油管管管对接工艺，能够有效减少焊接过程中烧边和塌陷情况，提高管管对接的焊接质量。
具体而言，在上述步骤2中，连续油管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，控制连续油管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管管对接样件力学性能明显优于现有技术中直接进行管管对接的样件，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
本发明还公开一种管管对接原材增厚设备，如图2～5所示，用于上述连续油管管管对接工艺中对对接连续油管接头端部进行锤击增厚，包括端部依次通过螺栓连接的第一框架1，第二框架2和第三框架3，第三框架3上安装有风镐4，风镐4的工作端敲击锤击件5，锤击件5设置在第二框架2上，第一框架1内通过夹板102固定连接有装夹装置，所述装夹装置装夹固定连续油管接头端部并与锤击件5同轴设置，锤击件5的锤头502在风镐4的驱动下不断锤击连续油管接头端部的端面。
通过风镐4驱动锤击件5的锤头502对连续油管接头端部的端面进行锤击，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2～6所示，锤击件5通过旋转机构6安装到第二框架2的侧壁上，旋转机构6在驱动单元的驱动下旋转并带动锤击件5锤击过程中旋转，对连续油管接头端部周遭端面进行锤击。
具体而言，如图5和图6所示，旋转机构6包括外套601、轴承602和从动轮603，外套601固定连接在第二框架2的侧壁内侧，从动轮603的轴一端通过轴承602连接在外套601内孔中，锤击件5的尾杆504滑动连接在从动轮603的内孔中，从动轮603轮部通过传动带10连接所述驱动单元。所述驱动单元包括电机9，电机9安装在第二框架2的下方，电机9的输出端连接主动轮901，主动轮901通过传动带10传动连接从动轮603，电机9具体采用伺服电机或者变频电机，传动带10具体采用同步齿形带，主动轮901和从动轮603采用同步带轮。
通过旋转机构6的设置，锤击件5锤击过程中旋转，对连续油管接头端部周遭端面进行锤击，配合控制电机9驱动速度，能够均匀的锤击所述端面，保证周遭均匀受力，变形均匀。
在本发明的一具体实施方式中，如图6和图7所示，锤击件5还包括锁母502和螺杆503，螺杆503同轴固定连接在尾杆504的顶部，锤头502穿装在螺杆503上并由锁母502锁紧。
具体而言，如图6和图7所示，尾杆504为等边棱柱杆，从动轮603内孔的截面形状与等边棱柱杆相适应；锁母502具体采用尼龙防松锁紧螺母。
通过分体结构的锤击件5，锁母502锁紧锤头502在螺杆503上，便于对长时间冲击磨损的锤头502进行更换，进行维护和保养；通过尾杆504具体采用等边棱柱杆并在从动轮603内孔中滑动连接，便于传递使锤击件5旋转的扭矩；通过锁母502具体采用尼龙防松锁紧螺母，便于防止锁母502在高频锤击冲击振动下发生松动，造成锤头502脱落。
在本发明的一具体实施方式中，如图2和图5所示，装夹装置具体采用液压涨紧卡盘7，类似于扣管机的液压加压装置。使用压涨紧卡盘7对所述连续油管的外壁进行锁紧，提供足够大的锁紧力。
在本发明的一具体实施方式中，如图2、图4和图5所示，第一框架1内还通过夹板102连接有辅助支撑套8，辅助支撑套8同轴设置在装夹装置的后方。
通过辅助支撑套8的设置，进行锤击增厚的所述连续油管的尾部穿过辅助支撑套8，有利于缓冲锤击冲击力，减少锤击冲击对所述连续油管的尾部的影响，对所述连续油管起到保护作用。
在本发明的一具体实施方式中，如图2～5所示，第一框架1下方固定连接有支腿101，第三框架3下方固定连接有配重支腿301，本设备通过支腿101和配重支腿301支撑在地面上；第一框架1和压涨紧卡盘7的顶部均设置有便于吊装的吊环103。
通过在配重支腿301内增加配重，保证本设备的前后端平衡，避免锤击冲击过程中造成的失衡倾覆。
本发明管管对接原材增厚设备，通过风镐4驱动锤击件5的锤头502对连续油管接头端部的端面进行锤击，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，通过旋转机构6的设置，锤击件5锤击过程中旋转，对连续油管接头端部周遭端面进行锤击，配合控制电机9驱动速度，能够均匀的锤击所述端面，保证周遭均匀受力，变形均匀。通过分体结构的锤击件5，锁母502锁紧锤头502在螺杆503上，便于对长时间冲击磨损的锤头502进行更换，进行维护和保养；通过尾杆504具体采用等边棱柱杆并在从动轮603内孔中滑动连接，便于传递使锤击件5旋转的扭矩；通过锁母502具体采用尼龙防松锁紧螺母，便于防止锁母502在高频锤击冲击振动下发生松动，造成锤头502脱落。通过辅助支撑套8的设置，进行锤击增厚的所述连续油管的尾部穿过辅助支撑套8，有利于缓冲锤击冲击力，减少锤击冲击对所述连续油管的尾部的影响，对所述连续油管起到保护作用。通过在配重支腿301内增加配重，保证本设备的前后端平衡，避免锤击冲击过程中造成的失衡倾覆。
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 (10)
1.一种连续油管管管对接工艺，其特征在于，包括：
步骤1，对接连续油管接头端部清理，去除污物、杂质和毛刺；
步骤2，对接连续油管接头端部使用锤击端面的方法进行增加壁厚处理；
步骤3，对锤击后的连续油管接头端部加工焊接坡口；
步骤4，将对接的两段连续油管接头端部对齐，周向一遭氩弧焊接牢固可靠；
步骤5，对焊口部位进行清理，去除焊接毛刺和焊瘤。
2.根据权利要求1所述的连续油管管管对接工艺，其特征在于：所述步骤2中，所述连续油管接头端部锤击后壁厚为原壁厚的1.05～1.1倍。
3.一种管管对接原材增厚设备，用于上述权利要求1或2中对对接连续油管接头端部进行锤击增厚，其特征在于：包括端部依次相连的第一框架(1)，第二框架(2)和第三框架(3)，所述第三框架(3)上安装有风镐(4)，所述风镐(4)的工作端敲击锤击件(5)，所述锤击件(5)设置在所述第二框架(2)上，所述第一框架(1)内通过夹板(102)固定连接有装夹装置，所述装夹装置装夹固定所述连续油管接头端部并与所述锤击件(5)同轴设置，所述锤击件(5)的锤头(502)在所述风镐(4)的驱动下不断锤击所述连续油管接头端部的端面。
4.根据权利要求3所述的管管对接原材增厚设备，其特征在于：所述锤击件(5)通过旋转机构(6)安装到所述第二框架(2)的侧壁上，所述旋转机构(6)在驱动单元的驱动下旋转并带动所述锤击件(5)锤击过程中旋转，对所述连续油管接头端部周遭端面进行锤击。
5.根据权利要求4所述的管管对接原材增厚设备，其特征在于：所述旋转机构(6)包括外套(601)、轴承(602)和从动轮(603)，所述外套(601)固定连接在所述第二框架(2)的侧壁内侧，所述从动轮(603)的轴一端通过所述轴承(602)连接在所述外套(601)内孔中，所述锤击件(5)的尾杆(504)滑动连接在所述从动轮(603)的内孔中，所述从动轮(603)轮部通过传动带(10)连接所述驱动单元。
6.根据权利要求5所述的管管对接原材增厚设备，其特征在于：所述锤击件(5)还包括锁母(502)和螺杆(503)，所述螺杆(503)同轴固定连接在所述尾杆(504)的顶部，所述锤头(502)穿装在所述螺杆(503)上并由所述锁母(502)锁紧。
7.根据权利要求6所述的管管对接原材增厚设备，其特征在于：所述尾杆(504)为等边棱柱杆，所述从动轮(603)内孔的截面形状与所述等边棱柱杆相适应；所述锁母(502)具体采用尼龙防松锁紧螺母。
8.根据权利要求3所述的管管对接原材增厚设备，其特征在于：所述装夹装置具体采用液压涨紧卡盘(7)。
9.根据权利要求3或8所述的管管对接原材增厚设备，其特征在于：所述第一框架(1)内还通过夹板(102)连接有辅助支撑套(8)，所述辅助支撑套(8)同轴设置在所述装夹装置的后方。
10.根据权利要求3所述的管管对接原材增厚设备的工作方法，其特征在于：所述第一框架(1)下方设置有支腿(101)，所述第三框架(3)下方设置有配重支腿(301)，所述支腿(101)和配重支腿(301)支撑在地面上。
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