CN101786115A - 管件锤击式电磁整形技术 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管件锤击式电磁整形技术及装置。其将待修复的管件竖直放置，设置有整形线圈的锥头和冲锤置于管件修复部位，脉冲电流通过整形线圈形成脉冲磁场，使锥头和冲锤之间产生排斥力，在排斥力作用下，冲锤向上运动，锥头向下运动，向下运动的锥头冲击到管件被压扁部位，就可以使管件产生第一次胀开，向上运动的冲锤在达到预定高度后，在重力作用下回跳，冲击到锥头上，锥头再次向下运动进一步冲击到管件被压扁部位，使管件产生第二次胀开，从而达到整形之目的。本发明具有可控性、可重复性及可设计性，使其在对管件整形，如石油套管的整形修复中具有重要的应用价值。

Description

管件锤击式电磁整形技术
技术领域
本发明涉及一种管件锤击式电磁整形技术及装置。
背景技术
火车、汽车、轮船等运输的各种管件在运输过程中会由于相互挤压、受到外来意外载荷的冲击作用等被压扁，各种工程上的结构管件由于设计不当或者意外载荷的冲击等作用，在使用中也会被压扁，从而影响其正常使用，减小其寿命。
石油井下套管在地应力作用下也会被压扁，发生“套损”现象。
为保障被压扁的管件能够正常使用或延长其使用寿命，就要对其进行修复整形。
目前管件整形的主要方法有机械修复法和化学爆炸修复法。机械修复法是通过液压装置把压力传至变形部位的膨胀器来实施膨胀修复作用的，结构比较繁杂，适用于管件形变量较小的油井(形变量小于10mm)，机械胀套工具要从小到大自成系列，每胀一处形变点，首先要用小直径工具，然后逐渐加大；化学爆炸修复法则是通过在变形部位施放化学药品，爆炸而产生很大的冲击力来实现的，需要解决好药量、爆速控制、布药方法和引爆点等关键问题。
管件受压挤扁已经成为限制其正常使用的一个严重问题，现有的机械胀形修复法难以适应形变较大的情形，爆炸整形修复法难于控制，发展新的管件整形修复方式和方法具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种管件锤击式电磁整形方法；
本发明的另一目的是提供一种管件锤击式电磁整形装置。
本发明的实现过程如下：
一种管件锤击式电磁整形方法，其特征在于：
将待修复的管件竖直放置，设置有整形线圈的锥头和冲锤置于管件内部待修复部位，脉冲电流通过整形线圈形成脉冲磁场，使锥头和冲锤之间产生排斥力，在排斥力作用下，冲锤向上运动，锥头向下运动，向下运动的锥头冲击到管件被压扁部位，就可以使管件产生第一次胀开，向上运动的冲锤在达到一定高度后，在重力作用下回跳，向下运动，冲击到锥头上，锥头再次向下运动进一步冲击到管件被压扁部位，使管件产生第二次胀开，从而达到整形之目的。
一种管件锤击式电磁整形装置，其特征在于：冲锤和锥头部位设置有整形器线圈。
整形器线圈可设置于冲锤和锥头内部；整形器线圈还可设置于冲锤和锥头之间，整形器线圈外部设置有支撑体。
上述管件锤击式电磁整形装置的冲锤和锥头外部设置有套管，冲锤为圆柱体。
本发明的优点与积极效果：
本发明提出的锤击式电磁装置进行管件整形修复，与其他修复方法相比，锤击式电磁法具有可控性、可重复性及可设计性等优点，使其在对管件整形，如石油套管的整形修复中具有重要的应用价值。
说明书附图
图1为本发明管件锤击式电磁整形装置1结构示意图。
图2为本发明管件锤击式电磁整形装置2结构示意图。
1为冲锤；2为整形器线圈；3为线圈之间的间隙；4为锥头；5支撑体。
具体实施方式
本发明提出的管件锤击式电磁整形技术原理如下：将待修复的管件竖直放置，设置有整形线圈的锥头和冲锤置于管件修复部位，脉冲电流通过整形线圈形成脉冲磁场，这个突如其来的磁场会在其周围的导体中产生强大的感应磁场，二者互相“排挤”，产生很大的“排斥力”，当这种排斥力处于冲锤与锥头之间的空间内时，会使冲锤在此瞬间排斥力作用下向上运动，而锥头向下运动。向下的运动锥头冲击到管件被压扁部位，就可以使管件产生第一次胀开。向上运动的冲锤在达到一定高度后，在重力作用下回跳，冲击到锥头上，锥头会再次向下运动进一步冲击到管件被压扁部位，就可以使管件产生第二次胀开，从而达到整形之目的。
冲锤向上运动所能够达到的高度可以通过改变整形线圈、脉冲电流来达到调节控制的目的。
本发明通过电磁力作用将锥头向下运动使管件胀开，同时冲锤举起再落下冲击锥头使管件再次胀开的整形器设计和基本要求，为管件整形修复提供了新的方式和技术。
如图1和2所示，1为冲锤，高度L；2为整形器线圈；3为线圈之间的间隙d，在0～3mm之间可调；4为锥头，其均匀段高度和顶部锥角可调；5支撑体，置于整形器冲锤和锥头之间，其尺度可调。
实施例1
将整形器冲锤高度L取为800mm；锤头均匀段高度为5mm，顶部单侧锥角为5度。
将变形管件竖直放置固定，将管件锤击式电磁整形装置置入原始内径为130mm，厚度为3mm，变形量4mm的管件中，给整形器线圈通入脉冲电流10KA，冲锤向上运动，跳起约20厘米，然后在重力作用下向下运动冲击锤头，经重复2次修复，在电磁力作用下变形管件缓慢胀开恢复原状。
实施例2
将整形器冲锤高度L取为800mm；锤头均匀段高度为5mm，顶部单侧锥角为5度。
将变形管件竖直放置固定，将管件锤击式电磁整形装置置入原始内径为130mm，厚度为8mm，变形量4mm的管件中，给整形器线圈通入脉冲电流12KA，冲锤向上运动，跳起约25厘米，然后在重力作用下向下运动冲击锤头，经重复3次修复，在电磁力作用下变形管件缓慢胀开恢复原状。
实施例3
将整形器冲锤高度L取为800mm；锤头均匀段高度为5mm，顶部单侧锥角为5度；整形器线圈之间的间隙d为2mm；支撑体高度为100mm。
将变形管件竖直放置固定，将管件锤击式电磁整形装置置入原始内径为130mm，厚度为3mm，变形量4mm的管件中，给整形器线圈通入脉冲电流10KA，冲锤向上运动，跳起约20厘米，然后在重力作用下向下运动冲击锤头，经重复2次修复，在电磁力作用下变形管件缓慢胀开恢复原状。
实施例4
将整形器冲锤高度L取为800mm；锤头均匀段高度为5mm，顶部单侧锥角为5度；整形器线圈之间的间隙d为1mm；支撑体高度为100mm。安装好后置入原始内径为130mm和厚度为8mm，变形量4mm的扁管中，给整形器线圈通入脉冲电流10KA，在电磁力作用下扁管缓慢胀开缓慢恢复原状。
实施例5
将整形器冲锤高度L取为800mm；锤头均匀段高度为4mm，顶部单侧锥角为6度；整形器线圈之间的间隙d为1mm，支撑体高度为80mm。安装好后置入原始内径为130mm和厚度为3mm，变形量3mm的扁管中，给整形器线圈通入脉冲电流10KA，在电磁力作用下扁管缓慢胀开缓慢恢复原状。
实施例6
将整形器冲锤高度L取为800mm；锤头均匀段高度为4mm，顶部单侧锥角为3度；整形器线圈之间的间隙d为1mm；支撑体高度为80mm。安装好后置入原始内径为130mm和厚度为3mm，变形量4mm的扁管中，给整形器线圈通入脉冲电流10KA，在电磁力作用下扁管缓慢胀开缓慢恢复原状。
实施例7
将整形器冲锤高度L取为500mm；锤头均匀段高度为4mm，顶部单侧锥角为6度；整形器线圈之间的间隙d为1mm；支撑体高度为70mm。安装好后置入原始内径为130mm和厚度为3mm，变形量5mm的扁管中，给整形器线圈通入脉冲电流10KA，在电磁力作用下扁管缓慢胀开缓慢恢复原状。
实施例8
将整形器冲锤高度L取为500mm；锤头均匀段高度为4mm，顶部单侧锥角为10度；整形器线圈之间的间隙d为1mm；支撑体高度为70mm。安装好后置入原始内径为130mm和厚度为8mm，变形量3mm的扁管中，给整形器线圈通入脉冲电流10KA，在电磁力作用下扁管缓慢胀开缓慢恢复原状。
实施例9
将整形器冲锤高度L取为600mm；锤头均匀段高度为3mm，顶部单侧锥角为15度；整形器线圈之间的间隙d为1mm；支撑体高度为80mm。安装好后置入原始内径为130mm和厚度为5mm，变形量3mm的扁管中，给整形器线圈通入脉冲电流10KA，在电磁力作用下扁管缓慢胀开缓慢恢复原状。
实施例10
将整形器冲锤高度L取为800mm；锤头均匀段高度为3mm，顶部单侧锥角为15度；整形器线圈之间的间隙d为3mm；支撑体高度为80mm。安装好后置入原始内径为130mm和厚度为3mm，变形量3mm的扁管中，给整形器线圈通入脉冲电流10KA，在电磁力作用下扁管缓慢胀开缓慢恢复原状。
实施例11
将整形器冲锤高度L取为600mm；锤头均匀段高度为6mm，顶部单侧锥角为15度；整形器线圈之间的间隙d为0mm；支撑体高度为80mm。安装好后置入原始内径为130mm和厚度为3mm，变形量8mm的扁管中，给整形器线圈通入脉冲电流10KA，在电磁力作用下扁管缓慢胀开缓慢恢复原状。

Claims (6)

1.一种管件锤击式电磁整形方法，其特征在于：将待修复的管件竖直放置，设置有整形线圈的锥头和冲锤置于管件内部待修复部位，脉冲电流通过整形线圈形成脉冲反磁场，使锥头和冲锤之间产生排斥力，在排斥力作用下，冲锤向上运动，锥头向下运动，向下运动的锥头冲击到管件被压扁部位，就可以使管件产生第一次胀开，向上运动的冲锤在达到一定高度后，在重力作用下回跳，向下运动，冲击到锥头上，锥头再次向下运动进一步冲击到管件被压扁部位，使管件产生第二次胀开。
2.一种管件锤击式电磁整形装置，其特征在于：冲锤和锥头部位设置有整形器线圈。
3.根据权利要求2所述的管件锤击式电磁整形装置，其特征在于：整形器线圈设置于冲锤和锥头内部。
4.根据权利要求2所述的管件锤击式电磁整形装置，其特征在于：整形器线圈设置于冲锤和锥头之间，整形器线圈外部设置有支撑体。
5.根据权利要求2至4任意之一所述的管件锤击式电磁整形装置，其特征在于：冲锤和锥头外部设置有套管。
6.根据权利要求2至4任意之一所述的管件锤击式电磁整形装置，其特征在于：冲锤为圆柱体。
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