CN101541453B - 栓塞构件及其装卸装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种栓塞构件及其装卸装置，该栓塞构件装卸装置能自动进行将栓塞构件安装到管端部或将栓塞构件从管端部卸下。该栓塞构件(11)包括：具有密封构件(16a、16b)并且具有周向槽(12a)的外筒(12)；梭式件(13)；盖(14)；固定在盖(14)和梭式件(13)上的梭式件推压弹簧(15)，该栓塞构件装卸装置是用于将该栓塞构件(11)相对于油井管(P)装卸的装卸装置(21)。装卸装置(21)包括：保持筒体(22)；具有圆锥状的顶端部(23a)并且移动自如地配置在保持筒体(22)的内部的杆(23)；使保持筒体(22)和杆(23)独立移动的移动部件(24、25)。保持筒体(22)具有使与周向槽(12a)卡定的滚珠(26)嵌入的滚珠嵌入孔(22a)。使保持筒体(22)从基端部一侧插入外筒(12)的内部而使其顶端与梭式件的基端部一侧的端面抵接，使杆(23)相对于保持筒体(22)相对移动而使顶端部(23a)与滚珠(26)抵接，从而使滚珠(26)与周向槽(12a)卡合，将保持筒体(22)和外筒(12)连接起来，或相对于保持筒体(22)相对移动而使顶端部(23a)离开，从而解开保持筒体(22)和外筒(12)的连接。

Description

栓塞构件及其装卸装置

技术领域

本发明涉及栓塞构件(plug member)及其装卸装置。具体来说，本发明涉及一种栓塞构件以及用于将该栓塞构件安装到管子上或从管子卸下的装卸装置，该栓塞构件是例如在油井管等纵长的管子的端部上进行螺纹切削加工时，为了防止由该螺纹切削加工产生的切屑等进入到管子的内部，而安装在管子端部内部的构件。

背景技术

图5是表示例如在油井管等纵长的管子的端部进行螺纹切削加工的状况的说明图。如图5所示，该螺纹切削加工时，由卡盘1旋转自如地支承被进行螺纹切削加工的管子P的端部的附近。螺纹切削加工通过一边使该管子P旋转一边使能控制与管子P之间的相对位置的切削刀具2与管子P的端部的螺纹切削加工部抵接来进行。

在该螺纹切削加工时，由螺纹切削加工产生的切屑和切削油进入到油井管那样的纵长的管子的内部的深处时，不仅除去切屑和切削油很困难，而且需要额外的作业。因此，例如在专利文献1中公开了一种发明：在进行螺纹切削加工之前，将栓塞构件安装在管子的端部的内部，从而防止切屑等进入到管子的内部。该专利文献1所公开的栓塞构件将密封构件嵌合安装在设置于栓塞构件的外周面上的槽中。

但是，该栓塞构件安装到管子的端部、以及将栓塞构件从管子的端部卸下必须以手工作业进行。因此，阻碍管子的螺纹切削加工工序的全自动化，而且增加螺纹切削加工所需要的时间。

在专利文献2中公开了一种发明：将密封构件嵌合安装在设置于栓塞构件主体的外周面上的槽中，并且使管子装卸用的把持部突出设置在该主体一端的端面上。根据该发明，能利用装卸装置把持该把持部，因此能利用栓塞构件的装卸装置机械化地进行将栓塞构件安装到管子的端部、以及将栓塞构件从管子的端部卸下。

专利文献1：日本特开平07-246504号公报

专利文献2：日本特开平07-171701号公报

在由专利文献2公开的发明中，使朝向螺纹切削加工部侧的把持部突出于安装在管子的内部的栓塞构件，因此该把持部易于卷绕由螺纹切削加工产生的切屑。在切屑卷绕在把持部的状态下，欲利用装卸装置进行从管子的端部卸下栓塞构件的操作时，因为存在切屑，所以难以利用装卸装置可靠地把持把持部，因此无法利用栓塞构件的装卸装置进行栓塞构件的卸下操作。

而且，该发明的栓塞构件的装卸装置被安装在刀架转塔的槽架(pocket)上。因此，在管子的端部装卸栓塞构件时，必须进行转塔的移动和旋转这2个动作，增加栓塞构件的安装时间并且其驱动机构也变得复杂。

并且，不仅无法使用该发明的安装了栓塞构件的安装装置的槽架，栓塞构件的装卸部也与该槽架之外的相邻的槽架干涉，因此也无法使用这些相邻的槽架。

发明内容

本发明想要解决的问题在于，无法利用栓塞构件的装卸装置进行栓塞构件的卸下，其中，该栓塞构件为了防止切屑等进入到管子的内部而被安装在管子的端部。

而且，本发明想要解决问题在于，利用装卸装置进行该栓塞构件的装卸时，栓塞构件的安装需要很长时间，并且不仅无法使用安装了栓塞构件的装卸装置的槽架，而且由于与该槽架之外的相邻的槽架干涉，也无法使用相邻的槽架。

本发明是被安装在进行螺纹切削加工的管子端部的内部的栓塞构件，其特征在于，包括：外筒，具有基端部和顶端部；梭式件，其配置为在基端部和顶端部之间的外筒的内部自如地往返移动；被安装在顶端部用来封闭该顶端部开口的盖；一端被固定在盖上并且另一端被固定在梭式件上的梭式件推压弹簧；

外筒具有被设置在外周面上来对外筒与管子之间进行密封的密封构件，并且具有设置在基端部的内周面上的周向槽，

梭式件具有对位用的嵌合部，该嵌合部被配置在基端部的内部的规定位置，最好被形成在基端部侧的端面上，并且，

梭式件推压弹簧由于梭式件从规定位置向顶端部一侧移动而产生将该梭式件向基端部一侧推压的弹力。

本发明是用于将上述本发明的栓塞构件安装在管子上，或从管子卸下该栓塞构件的栓塞构件装卸装置，其特征在于，包括：保持筒体，相对于外筒朝着外筒的轴向相对移动自如地配置在外筒的内部；杆，该杆相对于保持筒体向保持筒体的轴向相对移动自如地配置在保持筒体的内部，具有形成为外径从基端部一侧向顶端部一侧变小的圆锥状的顶端部；移动部件，用于使保持筒体和杆独立移动；最好还具有挡块，该挡块被配置在具有与保持筒体连接的外筒的栓塞构件的前方，通过使安装栓塞构件的管子的端面抵接来同时进行栓塞构件和管子的对位、以及将栓塞构件安装到管子上的安装作业，

保持筒体在规定位置具有滚珠嵌入孔，该滚珠嵌入孔使能与周向槽卡定的滚珠以不从保持筒体的外周面向外侧突出的方式嵌入，通过该保持筒体从基端部一侧插入外筒的内部，使该保持筒体的顶端与梭式件的基端部一侧的端面抵接；保持筒体最好具有嵌合部，该嵌合部形成在该保持筒体的顶端，与形成在梭式件的基端部一侧的端面的对位用的嵌合部嵌合，

杆相对于保持筒体相对移动使顶端部与滚珠抵接，使滚珠向保持筒体的外周面的更外侧突出而与周向槽卡合来将保持筒体和外筒连结，或相对于保持筒体相对移动使顶端部离开，使滚珠嵌入滚珠嵌入孔，从而解开保持筒体和外筒的连结。

根据本发明，保持栓塞构件的内部来装卸栓塞构件，因此能完全解决由螺纹切削加工产生的切屑卷绕在栓塞构件上的问题。因此，不仅将栓塞构件安装到管子端部能利用栓塞构件的装卸装置机械化地自动进行，而且将栓塞构件从管子的端部卸下也能利用栓塞构件的装卸装置机械化地自动进行。

而且，根据本发明，能同时进行管子的对位和将栓塞构件安装到管子的安装作业，因此通过整个周期来看时，能缩短栓塞构件的装卸所需要的周期。

附图说明

图1是本发明的栓塞构件的纵剖视图。

图2是表示连结本发明的栓塞构件而插入纵长的管子的内部时的本发明栓塞构件装卸装置的主要部分的纵剖视图。

图3是从侧面观察的本发明的栓塞构件装卸装置的整体图

图4是图3的A-A视图。

图5是表示以往的端部加工装置的概略图。

附图标记说明

11、栓塞构件；12、外筒；12a、周向槽；13、梭式件；13a、凹部；14、盖；15、梭式件推压弹簧；16a、16b、密封构件；21、栓塞构件装卸装置；22、保持构件；22a、滚珠嵌入孔；23、杆；23a、顶端部；24、25、移动部件；26、滚珠；27、挡块。

具体实施方式

下面，参照图1～图4对用于实施本发明的最佳方式进行说明。另外，在以后的说明中以管子是油井管的情况为例。

图1是本发明的栓塞构件的纵剖视图。图2是表示连结本发明的栓塞构件而插入纵长的管子内部时的本发明的栓塞构件装卸装置的主要部分的纵剖视图。图3是从侧面观察的本发明的栓塞构件装卸装置的整体图。并且，图4是图3的A-A视图。

在图1中，附图标记11是被安装到例如进行螺纹切削加工的油井管P的管端的内部的本发明的栓塞构件。栓塞构件11由外筒12、梭式件13、盖14和梭式件推压弹簧15构成。

外筒12具有基端部(图1的右侧的端部)和顶端部(图1的左侧的端部)。外筒12将密封构件16a、16b安装在其外周面的两端部侧，该密封构件16a、16b的直径稍微大于所安装的油井管P的内面的直径，例如由硬质橡胶构成。密封构件16a、16b对外筒12和油井管P之间进行封闭。而且，在外筒12的基端部一侧(密封构件16a被安装的一侧)的内周面设有周向槽12a。后述的滚珠26与周向槽12a卡合。

在图1所示的本实施方式中，密封构件16a相对于外筒12的外周面的定位通过具有向外的凸缘的筒体12b的凸缘进行，密封构件16b的定位由介于密封构件16b和密封构件16a之间的隔离套筒12c进行。

梭式件13通常被配置在外筒12的基端部一侧的内部。梭式件13在基端部和顶端部(与基端部相反的端部)之间的外筒的内部移动自如地配置。在图1所示的本实施方式中，凹部13a作为对位用的嵌合部形成在梭式件13的基端部一侧的端面，该凹部13a的顶部是平面且形成为内径从基端部一侧向顶端部一侧变小的圆锥状。

盖14被拧紧安装在外筒12的顶端部，堵住形成在外筒12的顶端部的开口。并且，在本实施方式中，通过将螺母17拧紧在盖14上，将密封构件16a、16b都固定在上述的位置而进行定位。

并且，梭式件推压弹簧15将其一端固定在盖14上，并且将另一端固定在梭式件13上，被配置在外筒12的内部。在与后述的栓塞构件装卸装置未连结时，梭式件推压弹簧15对梭式件13施力，使得梭式件13位于外筒12的基端侧的内部的位置(图1所示的位置)。在图1所示的本实施方式中，将贯穿了设置在盖14的中心的通孔的起吊螺栓18拧进梭式件13中，通过调整该旋进量使得梭式件13存在于外筒12的基端部一侧的内部。

本实施方式的栓塞构件11像以上那样构成。接着，说明本实施方式的栓塞构件装卸装置21。

本实施方式的栓塞构件11利用图2和图3所示的本发明的栓塞构件装卸装置21自动地装卸于油井管P的管端部。栓塞构件装卸装置21包括保持筒体22、杆23、用于使上述保持筒体22和杆23独立移动的移动部件24、25。

保持筒体22具有比栓塞构件11的外筒12的内径稍小的外径，从栓塞构件11的基端部一侧插入到栓塞构件11的外筒12的内部，为了比如单臂支承栓塞构件11，例如利用驱动器24等移动部件，将保持筒体22构成为在外筒12的内部向外筒12的轴向移动自如。

在保持筒体22的规定位置例如设有4个滚珠嵌入孔22a，滚珠26分别嵌入上述滚珠嵌入孔22a中。该滚珠26具有能与设置在外筒12的内周面上的周向槽12a卡定的尺寸。嵌入滚珠嵌入孔22a的滚珠26被收容成不从保持筒体22的外周面向外侧突出的状态。

而且，在图2所示的本实施方式中，在保持筒体22的顶端安装有圆锥状的盖22b，该圆锥状的盖22b能与上述的设置在梭式件13上的对位用的凹部13a嵌合，由此，能可靠地进行保持筒体22相对于栓塞构件11的对位。

杆23被配置在保持筒体22的内部。杆23构成为，例如利用驱动器25等移动部件，在保持筒体22的内部相对于保持筒体22向其轴向相对移动。而且，杆23的顶端部23a形成为外径从基端部一侧向顶端部一侧变小的圆锥状。

首先，使驱动器24工作，直到设置在保持筒体22上的滚珠嵌入孔22a与设置在外筒12上的周向槽12a对齐，从而使保持筒体22相对于外筒12相对移动。接着，通过使驱动器25工作，使杆23相对于在该状态下停止的保持筒体22相对移动，使杆23的圆锥状的顶端部23a与滚珠26抵接，从而使滚珠26从保持筒体22的外周面向外侧突出。由此，滚珠26与周向槽12a卡合，保持筒体22和外筒12被连结。

另一方面，如上所述在筒体22和外筒12被连结的状态下，通过使杆23相对于保持筒体22后退，杆23的圆锥状的顶端部23a从滚珠26离开，滚珠26嵌入滚珠嵌入孔22a而解开保持筒体22和外筒12的连结。

在本实施方式中，如图3和图4所示，挡块27被配置在具有与保持筒体22连接的外筒12的栓塞构件11的前方。通过使安装栓塞构件11的油井管P的端面与挡块27抵接，同时进行栓塞构件11和油井管P的对位、以及将栓塞构件11安装到油井管P的安装作业。即使在由于油井管P的弯曲等管端与保持筒体22的中心错位的情况下，为了能可靠地进行双方的对位(使中心轴对齐)，如图4所示，该挡块27表示使相邻的对顶角的大小不同的菱形形状的对顶角部分形成为圆弧的构件。

该挡块27由驱动器28支承。只要使该驱动器28工作而将挡块27预先定位在规定位置，就能进一步降低安装栓塞构件11时的油井管P的定位所需的周期。

另外，图3和图4中的附图标记29a～29d都表示支承挡块27的冲击吸收器，用于吸收油井管P的定位时油井管P碰到挡块27时的冲击。

以往，在具有栓塞构件装卸装置的车床那样的装置的情况下，在将栓塞构件装入纵长的管子的前工序中，首先将纵长的管子向其长度方向输送到栓塞构件装卸装置的内部，之后，定位在长度方向的规定位置之后，安装栓塞构件。此时，由于栓塞构件装卸装置被配置在管子的长度方向的后方(与管子的输送方向相反的一侧)，因此，规定的定位用的挡块不得不从管子的输送方向之外的方向(例如上方和下方)利用缸体进行动作。

因此，必然使该缸体的动作距离变长而使取出、放入挡块需要较长时间。此外，在管子进行定位时，挡块上作用有向与其动作方向不同的方向与管子碰撞所产生的外力，存在挡块的错位和故障频发等这样的问题。

相对于此，在本实施方式中，挡块27与欲将栓塞构件11安装在管端部的油井管P的端面抵接来进行油井管P的定位，使该挡块27在与栓塞构件装卸装置21组合的形态下配置在与保持筒体22连结的栓塞构件11的前方。因此，能节省挡块27利用缸体等进行取出、放入的时间。并且，使挡块27不向与油井管P的输送方向不同的方向移动，因此定位时的与油井管P的碰撞所产生的外力不作用在挡块27上，挡块27不容易发生故障等。

接着，对利用本发明的栓塞构件装卸装置21来将本发明的栓塞构件11安装在油井管P的管端部上的状况进行说明。

首先，进行了油井管P的定位之后，利用浮动卡盘等支承油井管P的管端的附近，并使管顶端的加工部分的芯与车床主轴的旋转芯对齐。由此，管和栓塞的芯也对齐。另一方面，上述那样使保持筒体22插入外筒12直到滚珠嵌入孔22a与栓塞构件11的外筒12的周向槽12a对齐的状态下，将杆23插入到保持筒体22中，从而将栓塞构件11和栓塞构件装卸装置21如图2所示那样连结起来。

并且，通过使驱动器24工作，使连接了栓塞构件11的栓塞构件装卸装置21前进，如图2所示将栓塞构件11插入到油井管P的管端部。

插入了栓塞构件11之后，杆23相对于保持筒体22后退，从而使保持筒体22和外筒12分离，解开栓塞构件装卸装置21和栓塞构件11的连结。之后，通过使驱动器24工作，以保持使栓塞构件11残留在油井管P的内部的状态使栓塞构件装卸装置21后退而从油井管P拔出，之后在油井管P的规定位置进行螺纹切削加工。

这样进行了螺纹切削加工之后，通过进行与上述动作相反的动作，从油井管P的管端部取出栓塞构件11。

由于保持栓塞构件11的内部地进行栓塞构件11的装卸，因此本实施方式的栓塞构件11能完全解决伴随螺纹切削加工而产生的切屑卷绕在栓塞构件11上的问题。

此外，根据本实施方式，栓塞构件装卸装置21不进行旋转动作而只进行前后动作，能利用栓塞构件装卸装置进行油井管P的定位和将栓塞构件11安装到油井管P的管端部、以及将栓塞构件11从油井管P的管端部卸下。

Claims (5)

1.一种栓塞构件，其被安装在进行螺纹切削加工的管子的端部的内部，其特征在于，包括：外筒，具有基端部和顶端部；梭式件，其配置为在上述基端部和上述顶端部之间的上述外筒的内部自如地往返移动；盖，被安装在上述顶端部上用于封闭该顶端部的开口；梭式件推压弹簧，其一端被固定在上述盖上并且另一端被固定在上述梭式件上；

上述外筒具有被设置在外周面上用于对上述外筒与上述管子之间进行密封的密封构件，并且具有设置在上述基端部的内周面上的周向槽，

上述梭式件被配置在上述基端部的内部的规定位置，并且，

上述梭式件推压弹簧通过上述梭式件从上述规定位置向上述顶端部一侧移动，而产生将该梭式件朝向上述基端部一侧推压的弹力，

通过上述周向槽与栓塞构件装卸装置的滚珠的卡合来连结上述外筒和该栓塞构件装卸装置的保持筒体，

上述保持筒体相对于上述外筒朝着该外筒的轴向相对移动自如地配置到该外筒的内部，

上述保持筒体从上述基端部一侧插入到上述外筒的内部，由此上述保持筒体的顶端与上述梭式件的靠近上述基端部的一侧的端面抵接，

上述保持筒体在规定位置具有滚珠嵌入孔，该滚珠嵌入孔中嵌入有上述滚珠。

2.根据权利要求1所述的栓塞构件，其特征在于，

上述梭式件具有被形成在上述基端部一侧的端面的对位用的嵌合部。

3.一种栓塞构件装卸装置，用于将权利要求1或权利要求2所述的栓塞构件安装在上述管子中，或从上述管子中卸下，其特征在于，包括：保持筒体，其相对于上述外筒朝着该外筒的轴向相对移动自如地配置在该外筒的内部；杆，该杆相对于上述保持筒体向该保持筒体的轴向相对移动自如地配置在该保持筒体的内部，具有形成为外径从上述基端部一侧向上述顶端部一侧变小的圆锥状的顶端部；移动部件，用于使该保持筒体和上述杆独立移动；

上述保持筒体在规定位置具有滚珠嵌入孔，该滚珠嵌入孔使能与上述周向槽卡定的滚珠以不从该保持筒体的外周面向外侧突出的方式嵌入，并且通过从上述基端部一侧插入到上述外筒的内部，上述保持筒体的顶端与上述梭式件的靠近上述基端部的一侧的端面抵接，

上述杆相对于该保持筒体相对移动而使上述杆的上述顶端部与上述滚珠抵接，使上述滚珠向上述保持筒体的外周面的外侧突出而与上述周向槽卡合来将上述保持筒体和上述外筒连结，或相对于上述保持筒体相对移动而使上述杆的上述顶端部离开，使上述滚珠嵌入上述滚珠嵌入孔，从而解开上述保持筒体和上述外筒的连结。

4.根据权利要求3所述的栓塞构件装卸装置，其特征在于，

具有嵌合部，该嵌合部被形成在上述保持筒体的顶端，与被形成在上述梭式件的靠近上述基端部的一侧的端面的对位用的嵌合部嵌合。

5.根据权利要求3或4所述的栓塞构件装卸装置，其特征在于，

还具有挡块，该挡块被配置在与上述保持筒体连接的具有上述外筒的上述栓塞构件的前方，通过使安装该栓塞构件的管子的端面与该挡块抵接，同时进行该栓塞构件和上述管子的对位、以及将该栓塞构件安装到该管子上的安装作业。

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