CN102794615A - 一种直缝梯形自洁筛管的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直缝梯形自洁筛管的生产方法，包括以下步骤：（1）制作滤芯；首先在梯形不锈钢线材上完成多个上固定环的热压融合；之后按照上固定环的尺寸进行冲裁，得到多个圆形的滤芯半成品；最后将滤芯半成品和下固定环热压融合为一体，得到滤芯；（2）基管钻孔；（3）基管孔攻牙；（4）组装滤芯组件；（5）机紧；（6）封口；（7）清洗抛光；本发明所述的直缝梯形自洁筛管的生产方法工序简单、过滤缝的精度高、生产效率高、自动化程度高，同时筛管的密封性、抗压性和抗扭曲性更好。

Description

一种直缝梯形自洁筛管的生产方法

技术领域

本发明属于石油采油防砂滤砂技术领域，具体涉及一种直缝梯形自洁筛管的生产方法。

背景技术

目前，石油天燃气行业普遍采用防砂筛管进行井下防砂。专利号为201010179236.8的中国专利《直缝梯形自洁筛管》中公开了一种滤缝为梯形直缝的防砂筛管，该直缝梯形自洁筛管的缝隙大小适当、渗透率高、挡砂精度高、不易堵塞，可广泛适用于各种地质特征的油气井防砂。但是，由于直缝梯形自洁筛管具有特殊的结构，采用传统的防砂筛管生产方法来制造，会导致其制造过程非常复杂，生产效率低。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种工序简单、生产效率高的直缝梯形自洁筛管的生产方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种直缝梯形自洁筛管的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制作滤芯；

（1.1）在第一热压工位的两侧分别安装一定位模具，将数条梯形不锈钢线材依次穿过两个定位模具的各个定位槽中；同时将数条梯形不锈钢线材装入第一自动送料机构中，第一自动送料机构用于沿着定位槽方向送料；将多个上固定环装入第二自动送料机构中，第二自动送料机构用于向第一热压工位送料；

（1.2）启动数控程序，首先控制第一自动送料机构推送梯形不锈钢线材；之后控制第二自动送料机构向第一热压工位推送一个上固定环，上固定环恰好位于数条梯形不锈钢线材之上；最后执行热压命令进行热压，将梯形不锈钢线材和上固定环融合为一体，实现了过滤缝隙为外窄内宽的梯形结构；重复执行上述数控程序，在梯形不锈钢线材上完成多个上固定环的热压融合；

（1.3）将融合有多个上固定环的梯形不锈钢线材切断，输送至冲床，按照上固定环的尺寸进行冲裁，得到多个圆形的滤芯半成品；

（1.4）将多个圆形的滤芯半成品装入第三自动送料机构中，第三自动送料机构用于向第二热压工位送料；同时将多个下固定环装入第四自动送料机构中，第四自动送料机构用于向第二热压工位送料；

（1.5）启动数控程序，首先控制第三自动送料机构推向第二热压工位推送一个滤芯半成品；之后控制第四自动送料机构向第二热压工位推送一个下固定环，上固定环与下固定环分别位于梯形不锈钢线材的上下两端；最后执行热压命令进行热压，将滤芯半成品和下固定环融合为一体，得到滤芯；

（2）基管钻孔；

将基管装入数控多头钻铣中心进行孔槽加工，钻铣中心的侧面装有分度卡盘，用分度卡盘夹紧基管端部，启动数控程序，先控制夹持机构夹紧固定基管，之后执行钻铣命令，让钻铣头沿基管的管壁进行圆形台阶孔钻铣加工，在基管的管壁上形成第一排轴向的圆形台阶孔；所述圆形台阶孔的大孔端与管壁外侧相通，小孔端与管壁内侧相通；

第一排轴向的圆形台阶孔加工完成后，松开夹持机构，执行分度卡盘命令，基管径向旋转至预定位置，启动夹持机构夹紧固定基管，之后执行钻铣命令，让钻铣头沿基管的管壁进行圆形台阶孔钻铣加工，在基管的管壁上形成第二排轴向的圆形台阶孔；如此重复，在基管的管壁上形成多排轴向的圆形台阶孔；

（3）基管孔攻牙；

将管壁上有多排轴向圆形台阶孔的基管装入攻牙机，在每个圆形台阶孔的大孔内壁上均攻出内螺纹；

（4）组装滤芯组件；

将步骤（1）中制得的滤芯装入基管的每个圆形台阶孔中，所述滤芯与圆形台阶孔的小孔端抵接；将保护罩旋入圆形台阶孔，罩在滤芯的上部；所述保护罩的顶面开有通孔，侧面有外螺纹；

（5）机紧；

采用机紧设备在每个保护罩上均施加一定的扭矩，使基管与保护罩紧固连接，完成筛管的组装；

（6）封口；

在筛管上每个保护罩的外边缘均选择多个封口点，采用封口机对各封口点施压，破坏保护罩侧面的外螺纹实现封口；

（7）清洗抛光；

将封口后的筛管进行清洗和抛光处理，得到直缝梯形自洁筛管。

本发明所述的直缝梯形自洁筛管的生产方法具有如下有益效果：

1、本发明直接通过梯形的不锈钢线材来制作滤芯，不需要打磨，利用定位模具来控制不锈钢线材之间的间距，使得过滤缝的精度高；

2、本发明通过多个自动送料结构实现了滤芯加工时的自动送料，生产效率高、自动化程度高；

3、本发明通过在基管上直接钻铣加工圆形台阶孔，使得装配滤芯组件工序简单；

4、本发明通过在每个保护罩上均施加一定的扭矩进行机紧，实现了基管与保护罩更加紧固的连接；

5、本发明通过封口机破坏保护罩侧面的外螺纹来实现封口，使得保护罩无法脱落，从而保证了筛管的密封性；

6、本发明所述的直缝梯形自洁筛管由于采用圆形的滤芯和保护罩，使得整个筛管的抗压能力更强；同时保护罩与基管之间采用螺纹连接，使得整个筛管的抗扭曲能力更强。

附图说明

图1为梯形不锈钢线材的结构图；

图2为上固定环的结构图；

图3为下固定环的结构图；

图4为保护罩的结构图；

图5为基管的结构图；

图6为定位模具的结构图；

图7为滤芯半成品的结构图；

图8为滤芯的结构图；

图9为基管钻孔后的结构图；

图10为滤芯组件组装图；

图11为基管的局部剖视图；

图中各标号的含义如下：

梯形不锈钢线材-1，上固定环-2，下固定环-3，保护罩-4，基管-5，定位模具-6，滤芯半成品-8，滤芯-9，圆形台阶孔-10，外螺纹-11，通孔-12。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

在进行直缝梯形自洁筛管的生产之前，需要准备原材料，本发明主要需要以下几种原材料：

如图1所示，第一种是梯形不锈钢线材1，用于生产滤芯；梯形不锈钢线材1上宽下窄，顶部为平面，底部为圆弧面，两侧向内对称收拢；上宽度W1为1-1.5mm，下宽度W2为0.6-1mm，高度H为3-7mm，上宽度W1、下宽度W2和高度H的取值范围应保证不锈钢线材2的锥角范围在1-30度之间。不锈钢的型号可以是S304，当然也可以选择其他型号的不锈钢线材。

如图2、3所示，第二种是上固定环2和下固定环3，其材质也为不锈钢。上、下固定环用于固定梯形不锈钢线材1，三者共同组成滤芯。上、下固定环的内外径尺寸要相同，下固定环3的中间可以根据实际情况增设加强筋。

如图4所示，第三种是滤芯的保护罩4，其材质也为不锈钢。保护罩4用于罩在滤芯9的上部，其尺寸应比上、下固定环稍大。保护罩4的侧面设置有外螺纹11，顶面有多个通孔12。

如图5所示，第四种是基管5，基管5要求是符合美国API标准或者中国国家标准的油/套钢管。

本发明提供了一种直缝梯形自洁筛管的生产方法，包括以下步骤：

（1）制作滤芯；

（1.1）在高频热压机床的第一热压工位的两侧分别安装一定位模具6，如图6所示，将数条梯形不锈钢线材1依次穿过两个定位模具6的各个定位槽中；定位槽的数量决定了梯形不锈钢线材1的数量，也就是滤芯中过滤片的数量；相邻的定位槽之间的间距，决定了梯形不锈钢线材1之间的间距，也就是过滤片之间滤缝的大小。

同时将数条梯形不锈钢线材1装入第一自动送料机构中，第一自动送料机构沿着定位槽方向送料；将多个上固定环2装入第二自动送料机构中，第二自动送料机构用于向第一热压工位送料；

（1.2）启动数控程序，首先控制第一自动送料机构推送某一特定长度的梯形不锈钢线材1，即将一段未加工的梯形不锈钢线材1输送至第一热加工位，每次推送的长度一定要大于上固定环2的外径；之后控制第二自动送料机构向第一热压工位推送一个上固定环2，上固定环2恰好位于数条梯形不锈钢线材1之上；最后执行热压命令进行热压，将梯形不锈钢线材1和上固定环2融合为一体，实现了过滤缝隙为外窄内宽的梯形结构；重复执行上述数控程序，在梯形不锈钢线材1上完成多个上固定环2的热压融合；

（1.3）将融合有多个上固定环2的梯形不锈钢线材1切断，输送至冲床，按照上固定环2的尺寸进行冲裁，得到多个圆形的滤芯半成品8（如图7所示）；其中切断和冲裁可以采用人工手动进行，也可以采用自动化设备进行。

（1.4）将多个圆形的滤芯半成品8装入第三自动送料机构中，第三自动送料机构用于向第二热压工位送料；同时将多个下固定环3装入第四自动送料机构中，第四自动送料机构用于向第二热压工位送料；所述第二热压工位是指另一个高频热压机床上的热压工位。

（1.5）启动数控程序，首先控制第三自动送料机构推向第二热压工位推送一个滤芯半成品8；之后控制第四自动送料机构向第二热压工位推送一个下固定环3，上固定环2与下固定环3分别位于梯形不锈钢线材1的上下两端；最后执行热压命令进行热压，将滤芯半成品8和下固定环3融合为一体，得到滤芯9，如图8所示；

本发明还可通过一喷气装置将制作完成的滤芯9从第二热压工位上吹走，实现滤芯9的自动收集。

（2）基管钻孔；

将基管5装入数控多头钻铣中心（型号可以是XJZX-22）进行孔槽加工，钻铣中心的侧面装有分度卡盘，用分度卡盘夹紧基管5端部，启动数控程序，先控制夹持机构夹紧固定基管5，之后执行钻铣命令，让钻铣头沿基管的管壁进行圆形台阶孔10（如图9所示）的钻铣加工，在基管5的管壁上形成第一排轴向的圆形台阶孔10；所述圆形台阶孔10的大孔端与管壁外侧相通，小孔端与管壁内侧相通；圆形台阶孔10的数量可根据实际需要设定。

第一排轴向的圆形台阶孔10加工完成后，松开夹持机构，执行分度卡盘命令，基管5径向旋转至预定位置，启动夹持机构夹紧固定基管5，之后执行钻铣命令，让钻铣头沿基管5的管壁进行圆形台阶孔10的钻铣加工，在基管5的管壁上形成第二排轴向的圆形台阶孔10；如此重复，在基管5的管壁上形成多排轴向的圆形台阶孔10。

（3）基管孔攻牙；

将管壁上有多排轴向圆形台阶孔10的基管5装入攻牙机，在每个圆形台阶孔10的大孔内壁上均攻出内螺纹。

（4）组装滤芯组件；

如图10所示，将步骤（1）中制得的滤芯9装入基管5的每个圆形台阶孔10中，所述滤芯9与圆形台阶孔10的小孔端抵接；将保护罩4旋入圆形台阶孔10，罩在滤芯9的上部；所述保护罩4的顶面开有通孔，侧面有外螺纹；

（5）机紧；

采用机紧设备在每个保护罩4上均施加一定的扭矩，使基管5与保护罩4紧固连接，完成筛管的组装；组装后的筛管局部剖面图如图11所示。

（6）封口；

在筛管上每个保护罩4的外边缘均选择多个封口点，采用封口机对各封口点施压，破坏保护罩4侧面的外螺纹实现封口；

（7）清洗抛光；

将封口后的筛管进行清洗和抛光处理，得到直缝梯形自洁筛管。

Claims (1)

1.一种直缝梯形自洁筛管的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制作滤芯；

（1.1）在第一热压工位的两侧分别安装一定位模具，将数条梯形不锈钢线材依次穿过两个定位模具的各个定位槽中；同时将数条梯形不锈钢线材装入第一自动送料机构中，第一自动送料机构用于沿着定位槽方向送料；将多个上固定环装入第二自动送料机构中，第二自动送料机构用于向第一热压工位送料；

（1.2）启动数控程序，首先控制第一自动送料机构推送梯形不锈钢线材；之后控制第二自动送料机构向第一热压工位推送一个上固定环，上固定环恰好位于数条梯形不锈钢线材之上；最后执行热压命令进行热压，将梯形不锈钢线材和上固定环融合为一体，实现了过滤缝隙为外窄内宽的梯形结构；重复执行上述数控程序，在梯形不锈钢线材上完成多个上固定环的热压融合；

（1.3）将融合有多个上固定环的梯形不锈钢线材切断，输送至冲床，按照上固定环的尺寸进行冲裁，得到多个圆形的滤芯半成品；

（1.4）将多个圆形的滤芯半成品装入第三自动送料机构中，第三自动送料机构用于向第二热压工位送料；同时将多个下固定环装入第四自动送料机构中，第四自动送料机构用于向第二热压工位送料；

（1.5）启动数控程序，首先控制第三自动送料机构推向第二热压工位推送一个滤芯半成品；之后控制第四自动送料机构向第二热压工位推送一个下固定环，上固定环与下固定环分别位于梯形不锈钢线材的上下两端；最后执行热压命令进行热压，将滤芯半成品和下固定环融合为一体，得到滤芯；

（2）基管钻孔；

将基管装入数控多头钻铣中心进行孔槽加工，钻铣中心的侧面装有分度卡盘，用分度卡盘夹紧基管端部，启动数控程序，先控制夹持机构夹紧固定基管，之后执行钻铣命令，让钻铣头沿基管的管壁进行圆形台阶孔钻铣加工，在基管的管壁上形成第一排轴向的圆形台阶孔；所述圆形台阶孔的大孔端与管壁外侧相通，小孔端与管壁内侧相通；

第一排轴向的圆形台阶孔加工完成后，松开夹持机构，执行分度卡盘命令，基管径向旋转至预定位置，启动夹持机构夹紧固定基管，之后执行钻铣命令，让钻铣头沿基管的管壁进行圆形台阶孔钻铣加工，在基管的管壁上形成第二排轴向的圆形台阶孔；如此重复，在基管的管壁上形成多排轴向的圆形台阶孔；

（3）基管孔攻牙；

将管壁上有多排轴向圆形台阶孔的基管装入攻牙机，在每个圆形台阶孔的大孔内壁上均攻出内螺纹；

（4）组装滤芯组件；

将步骤（1）中制得的滤芯装入基管的每个圆形台阶孔中，所述滤芯与圆形台阶孔的小孔端抵接；将保护罩旋入圆形台阶孔，罩在滤芯的上部；所述保护罩的顶面开有通孔，侧面有外螺纹；

（5）机紧；

采用机紧设备在每个保护罩上均施加一定的扭矩，使基管与保护罩紧固连接，完成筛管的组装；

（6）封口；

在筛管上每个保护罩的外边缘均选择多个封口点，采用封口机对各封口点施压，破坏保护罩侧面的外螺纹实现封口；

（7）清洗抛光；

将封口后的筛管进行清洗和抛光处理，得到直缝梯形自洁筛管。

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