CN102756183B - 石油管具螺纹修理模块化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油管具螺纹修理模块化设备，包括撬装房、管螺纹车床和加工辅机，其中撬装房内的底板上具有与管螺纹车床的底座相匹配的安装位，所述加工辅机的机架的前端具有定位块，所述撬装房的底板侧面具有与定位块对应的定位槽。本发明的石油管具模块化设备易于组装，不需建厂，便于移动。

Description

石油管具螺纹修理模块化设备

技术领域

本发明涉及管材加工设备技术领域，尤其针对石油天然气工业中的油套管、钻杆、钻铤等各类圆柱形石油管具修理加工用的石油管具螺纹修理模块化设备。

背景技术

石油天然气工业中油井管使用时，易造成螺纹的损伤，对于可再用的油井管进行修理后可以继续使用。而修复油井管螺纹的车床的安装和工作具有一定的要求。所以，目前车床都安装在厂房内。一般在油气开采区建立配套的管具服务中心。随着国内外油田的进一步开采，出现了很多比较偏远和分散的开采区块。从建厂成本等方面考虑，不可能在每个施工现场均建设厂房安装车床。所以需要将待修油井管运至管子站或管具服务公司，对可再用油井管进行回收并进行螺纹修复。由于井队施工现场距离管子站或管具服务公司较远，在运输过程中运费昂贵，修复成本高，修复生产周期长。

为此，针对开采规模较小的开采区提供一套可对石油管具进行加工、修复的设备，是亟待解决的问题。该设备应易于安装和使用，不需大规模建厂。

有鉴于此，本发明人依靠多年的现场工作经验及丰富的专业知识积极加以研究和创新，最终发明了一种石油管具螺纹修理模块化设备，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种石油管具螺纹修理模块化设备，本发明的石油管具模块化设备易于组装，不需建厂，便于移动。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

石油管具螺纹修理模块化设备，包括撬装房、管螺纹车床和加工辅机，其中撬装房内的底板上具有与管螺纹车床的底座相匹配的安装位，所述加工辅机的机架的前端具有定位块，所述撬装房的底板侧面具有与定位块对应的定位槽。

进一步，所述加工辅机包括机架和设于机架上的扶正器、翻板式进出料系统、推拉机构和与推拉机构连接的传输滚轮机构，其中翻板式进出料系统包括：与机架固定连接的底座、固定于底座上的第一支臂和第二支臂、第一翻板、第二翻板和驱动第一翻板和第二翻板翻转的第一伸缩装置，所述第一翻板的第一端与第一支臂铰接，所述第二翻板的第二端与第二支臂铰接，所述第一翻板的第二端与第二翻板的第一端铰接，所述第一翻板的第一端和第二翻板的第一端分别具有一凹弧面，所述第一伸缩装置的壳体与底座固定连接，所述第一伸缩装置的伸缩部与连接第一翻板和第二翻板的铰轴相连接，所述第一翻板的两端的铰孔中的一个和第二翻板的两端的铰孔中的一个为条形铰孔，所述条形铰孔的长度能够使第一翻板和第二翻板在第一伸缩装置驱动下由V形翻转成倒V形。

进一步，所述第一伸缩装置为电动推杆、液压推杆、电液推杆、气缸或油缸。

进一步，所述第一翻板的第二端的铰孔和第二翻板的第一端的铰孔为条形铰孔。

进一步，所述第一翻板的第一端的端部和第二翻板的第一端的端部呈上翘的锐角，该锐角的内侧边与凹弧面相连接。

进一步，所述扶正器包括：与机架固定连接的固定底座，固定底座上方设有升降底板，固定底座上固定有第二伸缩装置，第二伸缩装置的伸缩部与升降底板连接，升降底板上固定有扶正板，扶正板上设有两个扶正轴承，固定底座上设有至少一个导向套筒，升降底板的底部固定有与导向套筒对应的导向柱，导向柱设于相对应的导向套筒内。

进一步，所述升降底板上设有调整升降底板和固定底座之间最短距离的限位螺栓。

进一步，所述第二伸缩装置通过吊环固定在固定底座的下方，第二伸缩装置的伸缩部穿过固定底座与升降底板相连接。

进一步，所述第二伸缩装置为电动推杆、液压推杆、电液推杆、气缸或油缸。

进一步，所述扶正板上具有凹槽，所述凹槽自中间向两边呈对称的台阶状上升，所述两个扶正轴承设于对称的台阶上。

进一步，所述传输滚轮机构包括传输滚轮、滚轮支撑座和驱动电机，所述传输滚轮的外径自中间向两端逐渐增大，在周向上形成V形环槽，所述传输滚轮通过固定于其两端的滚轮轴装配在所述滚轮支撑座上，所述驱动电机与所述传输滚轮的一端的滚轮轴连接以驱动所述滚轮轴带动所述传输滚轮转动，滚轮支撑座与推拉机构连接。

进一步，所述传输滚轮由本体和覆盖于本体表面的耐磨层构成。

进一步，所述耐磨层为聚胺脂橡胶层。

进一步，所述传输滚轮的本体的表面开设有截面呈“T”形的环槽，所述耐磨层的内表面形成有与所述环槽相应凸起，所述凸起嵌于所述环槽内。

进一步，所述环槽为相互平行的多个，且所述滚轮轴垂直于所述环槽所在的平面。

进一步，所述传输滚轮的本体采用铸钢制成。

进一步，所述传输滚轮与滚轮轴采用铸钢一体浇制而成。提高传输轮的平稳性及综合使用寿命。

进一步，所述驱动电机外罩设有电机护罩。

进一步，所述推拉机构包括第三伸缩装置、联动推拉杆、连杆和与传输滚轮机构连接的安装板，其中第三伸缩装置通过支撑底座固定于机架上，第三伸缩装置的伸缩部与联动推拉杆沿轴向连接，安装板为多个，每一安装板固定于一转轴上，转轴的两端分别装配于支撑座上，支撑座固定于机架上，连杆的一端与转轴固定连接，另一端与联动推拉杆通过销轴铰接，连杆上的铰孔呈长条形。

进一步，所述联动推拉杆由联接套和联接杆交替连接而成。

进一步，所述联接套上具有沿轴向延伸的槽孔，所述连杆的一端插入槽孔内，并通过销轴将联动推拉杆和连杆铰接。

进一步，所述第三伸缩装置为电动推杆、液压推杆、电液推杆、气缸或油缸。

进一步，所述第三伸缩装置为电液推杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明可以随意移动，满足石油管具螺纹加工要求。可以快速组装，具有较高的灵活性、适应性、功能性；

2、本发明优选电液推杆作为动力系统，可避免使用气缸而需要建立与辅机配套产生的压缩空气气压站，提高了辅机灵活性、适宜性；

3、本发明设置了推拉机构，通过推拉机构的作用调整传输滚轮的支撑高度，实现对各种管径不一的管材其支撑中心始终保持一致，满足管螺纹车床加工中心固定的使用要求；

4、本发明通过在加工辅机前端和撬装房设置对应的定位装置实现加工辅机与撬装房快速定位、组装。

附图说明

图1为本发明的撬装房的内部结构示意图；

图2为本发明的撬装房的端面结构示意图；

图3为本发明的加工辅机的结构示意图；

图4为图3的俯视结构示意图；

图5为本发明的翻板进出料装置的结构示意图；

图6为本发明的翻板进出料装置的另一状态的结构示意图；

图7为本发明的扶正器的结构示意图；

图8为本发明本发明的传输滚轮机构的局部剖视图；

图9为本发明的推拉机构的结构示意图；

图10为图9的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

图1为本发明的撬装房的内部结构示意图；图2为本发明的撬装房的端面结构示意图；图3为本发明的加工辅机的结构示意图；图4为图3的俯视结构示意图。如图1至图4所示，石油管具螺纹修理模块化设备，包括撬装房1、管螺纹车床和加工辅机2，其中撬装房1内的底板3上具有与管螺纹车床的底座相匹配的安装位4，加工辅机2的机架50的前端具有定位块51，撬装房1的底板3侧面具有与定位块51对应的定位槽6。撬装房1的具体结构可参考集装箱，根据需要在撬装房的四周设有门7和操作平台8。定位块51和定位槽6的截面呈倒梯形。定位槽6由两个导轨61固定与底板3的侧面形成，两个导轨61之间形成定位槽6。撬装房1的顶部还设有电葫芦9，便于管螺纹车床的安装。管螺纹车床为现有技术，在此不再赘述。撬装房内还设有配电箱、空调等设施。

图3为本发明的加工辅机的结构示意图；图4为图3的俯视结构示意图；图5为本发明的翻板进出料装置的结构示意图；图6为本发明的翻板进出料装置的另一状态的结构示意图。如图3至图6所示，加工辅机包括机架50和设于机架50上的扶正器20、翻板式进出料系统10、推拉机构40和与推拉机构40连接的传输滚轮机构30，其中翻板式进出料系统10，包括底座110、固定于底座110上的第一支臂120和第二支臂130、第一翻板140、第二翻板150和驱动第一翻板140和第二翻板150翻转的第一伸缩装置160。第一翻板140的第一端与第一支臂120铰接。第二翻板150的第二端与第二支臂130铰接。第一翻板140的第二端与第二翻板150的第一端铰接。第一翻板140的第一端和第二翻板150的第一端分别具有一凹弧面141、151。第一伸缩装置160的壳体161与底座110固定连接，第一伸缩装置160的伸缩部162与连接第一翻板140和第二翻板150的铰轴170相连接。第一翻板140的两端的铰孔中的一个和第二翻板150的两端的铰孔中的一个为条形铰孔。条形铰孔的长度能够使第一翻板140和第二翻板150在第一伸缩装置160驱动下由V形翻转成倒V形。

作为优选，第一伸缩装置160为电动推杆、液压推杆、电液推杆、气缸或油缸。在上述实施例中第一伸缩装置160采用液压推杆，其壳体通过两个吊臂固定于底板110的下方。液压推杆的伸缩部（推杆）穿过底座110与连接第一翻板140和第二翻板150的铰轴170连接。通过推杆的伸缩，使第一翻板140和第二翻板150在V形和倒V形之间变换，从而实现进料和出料。

作为本实施例的优选，参见图5和图6，第一翻板140的第二端的铰孔和第二翻板150的第一端的铰孔为条形铰孔。

作为本实施例的一个优选，第一翻板140的第一端的端部142和第二翻板150的第一端的端部152呈上翘的锐角，锐角的内侧边与凹弧面相连接。

如图3和图4所示，本发明的翻板进出料装置一般为至少两个呈线性排列使用，参见图5和图6，当进料之后，第一翻板140和第二翻板150呈V形，对管材加工完成后，需要出料时，第一伸缩装置160的伸缩部162（本实施例中为推杆）向上运动，从而带动第一翻板140和第二翻板150相连接的一端向上运动。参见图4，第二翻板150的凹弧面151兜住加工完成后的管材B，当第一翻板140和第二翻板150呈倒V形时，管材B沿第二翻板150滚落出去，落到位于第二翻板150的第二端一侧的下料管架上，实现出料。同时，堆放在第一翻板140的第一端一侧的待加工管材中的一个管材A沿管架支撑滚动到第一翻板140的第一端的凹弧面141处。然后伸缩部162向下运动，带动第一翻板140和第二翻板150由倒V形向V形转变，管材A沿第一翻板140滚落入第一翻板140和第二翻板150之间，完成进料。

图7为本发明的扶正器的结构示意图。如图7所示，扶正器20包括：与机架50固定连接的固定底座210，固定底座210上方设有升降底板230，固定底座210上固定有第二伸缩装置220，第二伸缩装置220的伸缩部221与升降底板230连接，升降底板230上固定有扶正板240，扶正板240上设有两个扶正轴承250，固定底座210上具有至少一个导向套筒260，升降底板230的底部固定有与导向套筒260对应的导向柱270，导向柱270设于相对应的导向套筒260内。

作为本实施例的一个优选，升降底板230上设有两个调整升降底板230和固定底座210之间最短距离的限位螺栓280。升降底板230的两侧设有分别设有通透的螺孔，两个限位螺栓280分别螺纹连接于螺孔内。通过调整升降底板230和固定底座210之间的限位螺栓280的长度，从而达到调整升降底板230和固定底座210之间最短距离的目的。这样，当第二伸缩装置220带动升降底板230缩至最低位置时，可以保证承托的相同管径的管材的轴线位于同一位置。实现了承托不同管径的管材时的快速调整。

作为本实施例的一个优选，第二伸缩装置220通过吊环201固定在固定底座的下方，第二伸缩装置的伸缩部穿过固定底座与升降底板相连接。这样可以有效控制扶正器的尺寸。第二伸缩装置220可以先用电动推杆、液压推杆、电液推杆、气缸或油缸。优选为电液推杆，可以满足野外作业，避免了使用气缸需要配备产生压缩空气的气压站。参见图7，伸缩部221通过连接套290与升降底板230连接。

作为本实施例的优选，扶正板240上具有凹槽241，凹槽241自中间向两边呈对称的台阶242状上升，两个扶正轴承250设于对称的台阶242上。通过两个扶正轴承250设置在不同高度的对应的台阶242上，调整两个扶正轴承250之间的距离，使其适应不用管径的管材，保证了支撑过程中的稳定性。通过设置导向套筒和与之相对应的导向柱保证扶正器升降的稳定性，使扶正器升降不会左右晃动，影响电液推杆使用寿命。另外，为了始终保持扶正器在支撑的相同管径石油管具时，其中管具中心高度均保持一样。设置了限位螺栓，确定第二伸缩装置缩到最低限位处进行使用。保证了相同管径的管件的轴线处于相同的位置。设计不同高度的台阶，来调节两扶正轴承间的跨度，从而保证了石油管具支撑的稳定性能。

图8为本发明本发明的传输滚轮机构的局部剖视图。如图8所示，传输滚轮机构30包括传输滚轮301、滚轮支撑座302和驱动电机305，传输滚轮301的外径自中间向两端逐渐增大，在周向上形成V形环槽。传输滚轮301通过固定于其两端的滚轮轴304装配在滚轮支撑座302上。驱动电机305与传输滚轮301的一端的滚轮轴304连接以驱动所述滚轮轴304带动传输滚轮301转动。传输滚轮机构通过滚轮支撑座302与推拉机构连接。

作为优选，传输滚轮301由本体311和覆盖于本体表面的耐磨层312构成。耐磨层312为聚胺脂橡胶层。传输滚轮301的本体311的表面开设有截面呈“T”形的环槽303，耐磨层312的内表面形成有与环槽303相应凸起，凸起嵌于环槽303内，即环槽303内充满有耐磨层312。环槽303为相互平行的多个，且滚轮轴304垂直于环槽303所在的平面。通过耐磨层312嵌入到环形槽303内，使耐磨层312与本体311结合得更加紧密。传输滚轮301的本体311和滚轮轴304采用铸钢一体浇制而成。或本体311和滚轮轴304通过焊接连为一体。

作为优选，驱动电机305外罩设有电机护罩306。

该机构组成通过螺栓将支撑座与推拉机构面板进行连接、固定。

为满足不同外径和凹凸不平管材表面的等各类石油管具能顺利、平滑通过传输滚轮向前过渡、传输。在具体设计上，采用沙漏形，在表面形成V形环槽，用于容纳管材。同时为了提高传输滚轮表面耐磨性、耐用性，并降低传输噪声，通过在常见的铸钢滚轮表面加工一些截面呈“T”形的环槽，然后再在表面包裹一层，以此达到传输经久耐用效果。

图9为本发明的推拉机构的结构示意图；图10为图9的俯视图。如图9和图10所示，推拉机构40包括第三伸缩装置41、联动推拉杆42、连杆43和用于安装传输滚轮装置30的安装板44，其中第三伸缩装置41通过支撑底座45固定于机架50上，第三伸缩装置41的伸缩部410与联动推拉杆42沿轴向连接，安装板44为多个，每一安装板44固定于一转轴46上，转轴46的两端分别装配于支撑座47上，支撑座47固定于机架50上，连杆43的一端与转轴46固定连接，另一端与联动推拉杆42通过销轴48铰接，连杆43上的铰孔430呈长条形。

作为本实施例的优选，联动推拉杆42由联接套421和联接杆422交替连接而成。联接套421和联接杆422之间通过螺纹连接，这样便于组装成一个较长的联动推拉杆42。联接套421上具有沿轴向延伸的槽孔423，连杆43的一端插入槽孔423内，并通过销轴48将联动推拉杆和连杆铰接。第三伸缩装置可以是电动推杆、液压推杆、电液推杆、气缸或油缸。第三伸缩装置优选为电液推杆。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.石油管具螺纹修理模块化设备，其特征在于，包括撬装房、管螺纹车床和加工辅机，其中撬装房内的底板上具有与管螺纹车床的底座相匹配的安装位，所述加工辅机的机架的前端具有定位块，所述撬装房的底板侧面具有与定位块对应的定位槽；

所述加工辅机包括机架和设于机架上的扶正器、翻板式进出料系统、推拉机构和与推拉机构连接的传输滚轮机构，其中翻板式进出料系统包括：与机架固定连接的底座、固定于底座上的第一支臂和第二支臂、第一翻板、第二翻板和驱动第一翻板和第二翻板翻转的第一伸缩装置，所述第一翻板的第一端与第一支臂铰接，所述第二翻板的第二端与第二支臂铰接，所述第一翻板的第二端与第二翻板的第一端铰接，所述第一翻板的第一端和第二翻板的第一端分别具有一凹弧面，所述第一伸缩装置的壳体与底座固定连接，所述第一伸缩装置的伸缩部与连接第一翻板和第二翻板的铰轴相连接，所述第一翻板的两端的铰孔中的一个和第二翻板的两端的铰孔中的一个为条形铰孔，所述条形铰孔的长度能够使第一翻板和第二翻板在第一伸缩装置驱动下由V形翻转成倒V形。

2.根据权利要求1所述的石油管具螺纹修理模块化设备，其特征在于，所述第一伸缩装置为电动推杆、液压推杆、电液推杆、气缸或油缸。

3.根据权利要求1所述的石油管具螺纹修理模块化设备，其特征在于，所述扶正器包括：与机架固定连接的固定底座，固定底座上方设有升降底板，固定底座上固定有第二伸缩装置，第二伸缩装置的伸缩部与升降底板连接，升降底板上固定有扶正板，扶正板上设有两个扶正轴承，固定底座上设有至少一个导向套筒，升降底板的底部固定有与导向套筒对应的导向柱，导向柱设于相对应的导向套筒内。

4.根据权利要求3所述的石油管具螺纹修理模块化设备，其特征在于，所述升降底板上设有调整升降底板和固定底座之间最短距离的限位螺栓。

5.根据权利要求3所述的石油管具螺纹修理模块化设备，其特征在于，所述第二伸缩装置通过吊环固定在固定底座的下方，第二伸缩装置的伸缩部穿过固定底座与升降底板相连接。

6.根据权利要求3所述的石油管具螺纹修理模块化设备，其特征在于，所述第二伸缩装置为电动推杆、液压推杆、电液推杆、气缸或油缸。

7.根据权利要求3所述的石油管具螺纹修理模块化设备，其特征在于，所述扶正板上具有凹槽，所述凹槽自中间向两边呈对称的台阶状上升，所述两个扶正轴承设于对称的台阶上。

8.根据权利要求1所述的石油管具螺纹修理模块化设备，其特征在于，所述传输滚轮机构包括传输滚轮、滚轮支撑座和驱动电机，所述传输滚轮的外径自中间向两端逐渐增大，在周向上形成V形环槽，所述传输滚轮通过固定于其两端的滚轮轴装配在所述滚轮支撑座上，所述驱动电机与所述传输滚轮的一端的滚轮轴连接以驱动所述滚轮轴带动所述传输滚轮转动，滚轮支撑座与推拉机构连接。

9.根据权利要求8所述的石油管具螺纹修理模块化设备，其特征在于，所述传输滚轮由本体和覆盖于本体表面的耐磨层构成。

10.根据权利要求9所述的石油管具螺纹修理模块化设备，其特征在于，所述传输滚轮的本体的表面开设有截面呈“T”形的环槽，所述耐磨层的内表面形成有与所述环槽相应凸起，所述凸起嵌于所述环槽内。

11.根据权利要求1所述的石油管具螺纹修理模块化设备，其特征在于，所述推拉机构包括第三伸缩装置、联动推拉杆、连杆和与传输滚轮机构连接的安装板，其中第三伸缩装置通过支撑底座固定于机架上，第三伸缩装置的伸缩部与联动推拉杆沿轴向连接，安装板为多个，每一安装板固定于一转轴上，转轴的两端分别装配于支撑座上，支撑座固定于机架上，连杆的一端与转轴固定连接，另一端与联动推拉杆通过销轴铰接，连杆上的铰孔呈长条形。

12.根据权利要求11所述的石油管具螺纹修理模块化设备，其特征在于，所述第三伸缩装置为电动推杆、液压推杆、电液推杆、气缸或油缸。

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