CN2652531Y - 石油钻杆外壁的清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种石油钻杆外壁的清洗装置。它具有承载钻杆轴向行走的滑动小车，在该小车上设有钻杆的轴向夹持旋转机构，该轴向夹持旋转机构由外丝端夹持头和内丝端夹持旋转头组成，外丝端夹持头安装在设在滑动小车一端的机械滑台上，内丝端夹持旋转头安装在设在滑动小车另一端的另一个机械滑台上，在该小车的中部还设有钻杆的支承机构和托举气缸；在滑动小车侧部设有一个旋转钢丝刷，并在该旋转钢丝刷上设有钻杆外壁的“电靠模”机构。本实用新型将钻杆旋转运动与直线运动的分离，使钻杆的旋转平稳，大大提高了清洗洁净度，并且还具有结构简单、调整方便、通用性好特点。

Description

石油钻杆外壁的清洗装置

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻杆的清洗设备，具体地说，它是一种石油钻杆外壁的清洗装置。

背景技术

在石油钻井过程中，钻杆承受着很大的扭矩和弯矩，一旦钻杆发生断裂，则会造成巨大经济损失。为了保证钻井过程的安全与可靠性，在钻杆使用前必须进行探伤。而为了保证探伤效果，需要对钻杆外壁进行清洗，特别是后续对钻杆裂纹的探伤，主要是针对其外壁进行的，故除去钻杆外壁的锈污是保证探伤效果的重要因素。在已有技术中，钻杆外壁的清洗装置大致分为两类，一类是水洗，一类是干洗。由于水洗设备要采用高压水对外壁进行清洗，不仅功率损耗大、水消耗量大，而且还需要复杂的水处理设施，故应用前景不好。干洗设备采用的是用钢丝刷对外壁干刷的方式进行清洗，该类设备功耗低，可节电节水，同时，只要在清洗装置的上方加装吸尘装置，即可保证设备具有较好的环保性能，故干洗设备是目前钻杆外壁清洗的发展方向。目前国内较普遍采用的干洗设备一般都是通过交错轮结构来输送钻杆，使钻杆在产生旋转运动的同时又直线向前运动而送至清洗器，清洗器是一个由电机带动的旋转钢丝刷。在清洁过程中，旋转钢丝刷不停地转动，钻杆旋转地向前通过该旋转钢丝刷，从而完成对钻杆外壁的清洗。它的主要问题是：钻杆的旋转及直线运动交织在一起，使其旋转运动和直线运动都不平稳，从而影响清洗的洁净度。再者，由于钻杆是两头大中间小、其口径有变化的杆状体，所以交错轮在传送过程中也必须通过调节来适应这种变化，这样，就使得交错轮的控制变得较为复杂。同时，清洗器也得适应上述钻杆口径的变化，才能使钻杆外壁的每个部位都清洗到。所以，该装置采用了一种机械靠模，旋转钢丝刷根据机械靠模来调整其靠近钻杆的距离，从而适应钻杆外壁口径的变化。该机械靠模虽然能够解决上述问题，但是结构复杂，不易调整，而且还难以通用在不同长度的钻杆上。综上所述，已有干洗装置主要存在着清洗洁净度不高，控制及调整复杂、通用性不好的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对已有技术中的问题，提供一种清洗洁净度高、控制及调整简单、通用性好的石油钻杆外壁的清洗装置。

为实现上述目的，本实用新型的解决方案如下：

它具有一个承载钻杆轴向行走的滑动小车，在该滑动小车上设有一个钻杆的轴向夹持旋转机构，该轴向夹持旋转机构由一个外丝端夹持头和一个内丝端夹持旋转头组成，所述的外丝端夹持头安装在设在滑动小车一端的机械滑台上，所述的内丝端夹持旋转头安装在设在滑动小车另一端的另一个机械滑台上，在该滑动小车的中部至少还设有钻杆的支承机构，在所夹持钻杆外壁的相应位置上设有内丝端机械滑台的行程控制开关；

在所述的滑动小车侧部固定装有旋转钢丝刷，该旋转钢丝刷安装在一个气动滑台上，该气动滑台的行程方向与所夹持钻杆的轴线垂直，并在该气动滑台的行程方向的相应位置上设有前、后两个行程限位块，这两个限位块所限定的气动滑台的行程距离与钻杆粗端到细端的台阶尺寸相当，在钻杆最大口径的外壁线上并排设有两个接触开关，这两个接触开关的横向距离与旋转钢丝刷的宽度相当。

本实用新型进一步的改进方案是：

上述钻杆内丝端夹持旋转头采用一个气动夹持旋转头，它具有一个夹持轴、该夹持轴的尾端通过双向止推轴承结构与一个气缸相接，在该夹持轴上还同轴套有一个旋转轴，该旋转轴通过销键与夹持轴联结一起，所述的旋转轴通过齿轮减速器与驱动电机轴相联。

通过上述解决方案可以看出，本实用新型通过滑动小车承载待清洗钻杆的轴向行走和滑动小车上的钻杆轴向夹持旋转机构对钻杆的夹持与旋转，实现了钻杆旋转运动与直线运动的分离，使钻杆的旋转平稳，大大提高了清洗洁净度；同时，钻杆轴向夹持旋转机构采用了气动夹紧机构，通过气缸气压的调整，可改变其夹紧力，使夹紧力的调整方便；再者，不论钻杆口径大小，所述的钻杆轴向夹持机构的轴线始终保持不变，因此不用调整清洗器的高度，并且该钻杆的轴向夹持方式，也不受钻杆长短的限制，所以通用性好。本装置还采用了电靠模来给出钻杆外壁口径的变化信号，通过该信号来控制气动滑台动作，使旋转钢丝刷前靠或后退，从而完成靠模功能，该电靠模不仅结构简单、调整方便、且通用性好。

附图说明

图1、本实用新型的结构示意图。

图2、钻杆内丝端气动夹持旋转器的结构示意图。

图3、清洗状态结构示意图(图1的A-A剖面图)。

图4、电靠模结构和工作示意图。

具体实施方式

下面根据实施例详细说明本实用新型的结构及工作原理。

参见图1、件号1是所述的滑动小车，该滑动小车由电机2驱动，可沿轨道3行走，该滑动小车可采用现有公知公用的机械滑动小车结构。在滑动小车的一端设有所述的机械滑台4，在该机械滑台上设有一个钻杆外丝端(公螺纹端)的夹持头5，在滑动小车的另一端设有另一个机械滑台6，在该机械滑台上设有一个钻杆内丝端(母螺纹端)的夹持旋转头7，在钻杆的轴向行进线上、并位于钻杆外丝部处设有机械滑台6的行程控制开关11，所述的机械滑台4、6均可采用现有公知公用的机械滑台结构。在滑动小车的中部设有一对球支承机构8和一对托举气缸9。由托举气缸9将料仓中待洗的钻杆10举起、再落下，使钻杆落到球支承机构8上，然后驱动机械滑台4前移(箭头方向)，直到钻杆外丝端夹持头5的前端伸入钻杆外丝端孔中时停止；之后再驱动机械滑台6前移，钻杆内丝端夹持旋转头7也随之前移而其前端***钻杆内丝端孔中，与此同时，钻杆外丝端碰到行程控制开关11，则行程开关控制机械滑台6停止前进，然后再通过夹持头7上气动夹紧结构进一步对钻杆进行轴向夹紧，最后再驱动内丝端夹持旋转头7的旋转驱动电机工作，从而使钻杆10旋转。

参见图2，本例的钻杆内丝端夹持旋转头采用一个气动夹持旋转头，它具有一个夹持轴12、该夹持轴的尾端通过双向止推轴承结构13与气缸14相接，在夹持轴12上同轴套有一个旋转轴15、该旋转轴通过销键16与夹持轴12联结在一起，并在夹持轴12上设有销键16的轴向滑动槽12.1，旋转轴的驱动电机17通过一个齿轮减速器18与旋转轴联结。其中销键16可使夹持轴12与旋转轴15得到周向固定，从而使旋转轴转动时也带动夹持轴旋转，而在轴向当夹持轴作伸缩运动时，销键16沿其滑动槽12.1的滑动，使夹持轴仍能在旋转轴中伸缩移动，对钻杆进行轴向夹紧。所述的双向止推轴承结构13可以使气缸推动夹持轴12的前进运动与该夹持轴的旋转运动分离。该气动夹持旋转头的工作过程是：当前述的机械滑台6停止前进后，再驱动气缸14前推夹持轴12，则气缸的活塞杆通过双向止推轴承结构推动夹持轴前顶，从而通过气缸的推动力，使钻杆夹持旋转机构对钻杆进行夹紧，然后再驱动电机17工作，则旋转轴带动夹持轴一起转动，同时，钻杆10也随之转动。调节气缸14的气压大小可方便实现对钻杆夹紧力的调整。

参见图3、4，在滑动小车1的侧部设有一个固定台19，在该固定台19上设有一个所述的气动滑台20，在该气动滑台上设有一个所述的旋转钢丝刷21，在气动滑台20的行程方向上设有前、后两个行程限位块，这两个限位块所限定的气动滑台的行程基本等于钻杆外壁的粗端到细端的台阶尺寸；在钻杆最大口径的外壁线上并排设有两个接触开关A₁、A₂，并且这两个接触开关之间的横向间距基本与旋转钢丝刷的宽度相等。清洗时，钻杆10沿箭头方向送至旋转钢丝刷21，当钻杆内丝大头C3通过旋转钢丝刷21时，接触开关A₁、A₂都被钻杆抵触而给出开关“接通”的信号(即编码信号为“10”“11”“01”时)，则旋转钢丝刷处于原位不动(即后限位块所限定的位置)，对钻杆C3部位进行刷洗；当钻杆继续前移而中间的小口径管C2通过旋转钢丝刷时，接触开关A₁、A₂被释放而给出“断开”的信号(即编码信号为“00”时)，该信号控制气缸推动旋转钢丝刷21前移而靠近钻杆的C2部位，其前移量由前限位块限定，从而对钻杆的C2部位进行清洗；当钻杆外丝大头C1通过时，接触开关A₁、A₂又被抵触而给出开关“接通”的信号(即编码信号又为“10”“11”“01”时)，该信号又控制气缸拉动旋转钢丝刷21回退，其回退量由后端限位块限定，从而对钻杆C1部位的清洗。从上述工作原理可以看出，该电靠模不受钻杆长短的限制，结构简单，工作可靠。

另外，本装置还可以方便地与接送料机构配合，从滑动小车的横向接料、送料，便于与其它钻杆的清洗装置(钻杆内壁清洗装置及内丝与外丝清洗装置)形成流水线。

Claims (2)

1、一种石油钻杆外壁的清洗装置，其特征是：

A、它具有一个承载钻杆轴向行走的滑动小车(1)，在该滑动小车上设有一个钻杆的轴向夹持旋转机构，该轴向夹持旋转机构由一个外丝端夹持头(5)和一个内丝端夹持旋转头(7)组成，所述的外丝端夹持头(5)安装在设在滑动小车一端的机械滑台(4)上，所述的内丝端夹持旋转头(7)安装在设在滑动小车另一端的另一个机械滑台(6)上，在该滑动小车的中部至少还设有钻杆的支承机构(8)，在所夹持钻杆外壁的相应位置上设有内丝端机械滑台的行程控制开关(11)；

B、在所述的滑动小车(1)侧部固定装有旋转钢丝刷(21)，该旋转钢丝刷(21)安装在一个气动滑台(20)上，该气动滑台的行程方向与所夹持钻杆(10)的轴线垂直，并在该气动滑台的行程方向的相应位置上设有前、后两个行程限位块，这两个行程限位块所限定的气动滑台(20)的行程距离与钻杆粗端到细端的台阶尺寸相当，在钻杆最大口径的外壁线上并排设有两个接触开关(A₁、A₂)，该两个接触开关(A₁、A₂)的横向距离与旋转钢丝刷(21)的宽度相当。

2、根据权利要求1所述的石油钻杆外壁的清洗装置，其特征是：所述钻杆内丝端夹持旋转头采用一个气动夹持旋转头，它具有一个夹持轴(12)、该夹持轴的尾端通过双向止推轴承结构(13)与一个气缸(14)相接，在该夹持轴(12)上还同轴套有一个旋转轴(15)，该旋转轴通过销键(16)与夹持轴(12)联结一起，并在夹持轴12上设有销键16的轴向滑动槽(12.1)，所述的旋转轴(15)通过齿轮减速器(18)与驱动电机(17)的轴相联。

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