CN103008894A - 石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备 - Google Patents

Abstract

一种石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备，包括气体保护焊接机构、等离子喷粉焊接机构、中频加热装置、卡车、集装箱、吊装叉车、程序控制旋转机头、一套钻具放料台架和一套钻具送退料装置；集装箱安装在卡车上，吊装叉车、程序控制旋转机头、一套钻具放料台架、一套钻具送退料装置、气体保护焊接机构、等离子喷粉焊接机构和中频加热装置分别设置在集装箱内。本发明提供了一种方便简捷能满足于油田工地现场加焊的移动设备，实现了一机二用，可到工地现场直接焊接，大大方便了用户，可大幅度减轻用户的运输费用。

Description

石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备

技术领域

本发明涉及一种焊接设备，特别涉及一种石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备。

背景技术

随着石油钻探事业的高速发展，开采用钻具的需求量猛增，由于钻井时的旋转作用，因此必定会造成套管及钻具的不同程度的磨损，为解决这一问题以及提高钻具的使用寿命，本申请人已发明了“石油开采用钻具的堆焊设备”并申请了专利(专利申请号为201010240489.1)，一定程度上满足了油井钻具的使用寿命，增强了钻具的耐磨性和抗磨性。但由于钻具均为重吨位、长计量的产品，如果将钻具送到有堆焊设备的单位进行焊接，运输钻具将极大地增加钻具使用单位的成本。为解决用户的这种困境，有必要设计出一种移动式两用堆焊设备，既能满足钻具表面硬度的要求，又能为用户节约成本。

发明内容

本发明的目的，就在于解决上述问题，提供一种石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备。

本发明的目的是这样实现的：一种石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备，包括气体保护焊接机构、等离子喷粉焊接机构和中频加热装置；其特征在于：还包括卡车、集装箱、吊装叉车、程序控制旋转机头、一套钻具放料台架和一套钻具送退料装置；集装箱安装在卡车上，吊装叉车活动设置在集装箱内并可从集装箱内开出，程序控制旋转机头固定安装在集装箱内，一套钻具放料台架散装设置在集装箱内并可在使用时拿出集装箱组装成钻具放料台架，一套钻具送退料装置散装设置在集装箱内并可在使用时拿出集装箱组装成钻具送退料装置；所述的气体保护焊接机构、等离子喷粉焊接机构和中频加热装置分别设置在集装箱内并可与程序控制旋转机头组配成一套完整的两用堆焊系统；

所述的一套气体保护焊接机构包括十字移动支架、摆动器、气保焊机、送丝机构、焊枪调板和水冷焊枪，十字移动支架安装在自动程控旋转机头上，摆动器安装在十字移动支架上并可沿十字移动支架左右摆动，气保焊机和送丝机构分别固定安装在集装箱内，焊枪调板可置换式地安装在摆动器上，水冷焊枪安装在焊枪调板上；

所述的一套等离子喷粉焊接机构包括送粉机构、等离子发生器、转移弧焊机、非转移弧焊机、离子焊调控柜和等离子焊枪，送粉机构安装在摆动器上，等离子发生器、转移弧焊机、非转移弧焊机、离子焊调控柜分别固定安装在集装箱内，等离子焊枪在需要采用等离子喷粉焊时可置换式地安装在摆动器上。

所述的送粉机构包括安装板、粉盒、调速电机、偏心轴、上滑板、下滑板、下料管、调节器、氩气喷嘴，安装板与摆动器可拆卸式活动相连，调速电机和下滑板分别安装在安装板上，上滑板设置在下滑板上可沿下滑板滑动，偏心轴连接在调速电机的主轴前端并可推动上滑板滑动，粉盒连接在上滑板上可随上滑板一起运动，下料管穿过下滑板和上滑板与粉料盒连通，调节器和氩气喷嘴分别安装在下料管上。

所述的一套钻具放料台架包括多根放料支架、多个支撑柱和多根连接杆，现场组装时，将多根放料支架组装成两根平行设置的长支架，将多个支撑柱分别支撑在两根长支架下方，将多根连接杆分别连接在两根长支架之间，形成一个稳固的用于放置钻具的放料台架。

所述的一套钻具送退料装置现场组装成桥式整体架设在钻具放料台架上并可沿钻具放料台架滑动，在钻具送退料装置的一侧设有用于夹住钻具进行送退料的活动夹。

还包括PLC程控操作控制箱，所述的气体保护焊接机构、等离子喷粉焊接机构均采用PLC自动控制来实现各种焊接参数、焊枪的摆幅和往返摆动以及上下调节。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、由于采用移动式两用堆焊技术，实现了一机二用，可到工地现场直接焊接，大大方便了各方用户。

2、可保证所堆焊耐磨带的焊缝硬度达标，抗耐磨性达到了国际标准，能精确地控制焊缝宽度、融深度、高度及且表面横裂痕。本机最大的好处是可焊接完成有自动收弧功能，极大提高了焊缝质量。

3、有效地增加焊缝内在质量，在焊接过程中对融池可有效地自动控制电流电压的衰减，可保证母材的不受损。

4、极大地提高了焊层的表面硬度及耐磨带自身的抗磨性，在钻井过程中亦能有效地保护套管的磨损老化，从而提高钻具的使用寿命达二倍以上。

附图说明

图1是本发明石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备中的气体保护焊接机构和等离子喷粉焊接机构的结构示意图；

图2是本发明的现场使用状态安装示意图；

图3是集装箱的内部设备安装示意图；

图4是图3的A向结构示意图；

图5是图4的B向结构示意图；

图6是本发明中的送粉机构的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，配合参见图2至图6，本发明的石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备，包括气体保护焊接机构1、等离子喷粉焊接机构2和中频加热装置3；还包括卡车(未图示出来)、集装箱4、吊装叉车5、程序控制旋转机头6、一套钻具放料台架7和一套钻具送退料装置8。集装箱4安装在卡车上，吊装叉车5活动设置在集装箱4内并可从集装箱内开出，程序控制旋转机头6固定安装在集装箱4内，一套钻具放料台架7散装设置在集装箱内并可在使用时拿出集装箱组装成钻具放料台架，一套钻具送退料装置8散装设置在集装箱内并可在使用时拿出集装箱组装成钻具送退料装置；气体保护焊接机构1、等离子喷粉焊接机构2和中频加热装置3分别设置在集装箱内并可与程序控制旋转机头6组配成一套完整的两用堆焊系统。

一套气体保护焊接机构1包括十字移动支架11、摆动器12、气保焊机13、送丝机构14、焊枪调板16和水冷焊枪15，十字移动支架11安装在自动程控旋转机头6上，摆动器12安装在十字移动支架11上并可沿十字移动支架左右摆动，气保焊机13和送丝机构14分别固定安装在集装箱4内，焊枪调板16可置换式地安装在摆动器12上，水冷焊枪15安装在焊枪调板16上。

一套等离子喷粉焊接机构2包括送粉机构21、等离子发生器22、转移弧焊机23、非转移弧焊机24、离子焊调控柜25和等离子焊枪(未图示出来)，送粉机构21安装在摆动器12上，等离子发生器22、转移弧焊机23、非转移弧焊机24、离子焊调控柜25分别固定安装在集装箱4内，等离子焊枪在需要采用等离子喷粉焊时可置换式地安装在摆动器上。

配合参见图6，本发明中的送粉机构21包括安装板211、粉盒212、调速电机213、偏心轴214、上滑板215、下滑板216、下料管217、调节器218和氩气喷嘴219，安装板211与摆动器12可拆卸式活动相连，调速电机213和下滑板216分别安装在安装板上211，上滑板215设置在下滑板216上可沿下滑板216滑动，偏心轴214连接在调速电机213的主轴前端并可推动上滑板215滑动，粉盒212连接在上滑板215上可随上滑板一起运动，下料管217穿过下滑板和上滑板与粉盒212连通，调节器218和氩气喷嘴219分别安装在下料管上。

配合参见图2，本发明中的一套钻具放料台架7包括多根放料支架71、多个支撑柱72和多根连接杆73，现场组装时，将多根放料支架71组装成两根平行设置的长支架，将多个支撑柱72分别支撑在两根长支架下方，将多根连接杆73分别连接在两根长支架之间，形成一个稳固的用于放置钻具的放料台架。

配合参见图2，本发明中的一套钻具送退料装置8现场组装成桥式整体架设在钻具放料台架7上并可沿钻具放料台架滑动，在钻具送退料装置的一侧设有用于夹住钻具进行送退料的活动夹81。

本发明还包括PLC程控操作控制箱9，上述的气体保护焊接机构1、等离子喷粉焊接机构2均采用PLC自动控制来实现各种焊接参数、焊枪的摆幅和往返摆动以及上下调节。

图4中所示，31为冷却水箱，32为净化处理器。

本发明的使用对于野外施工的钻井公司或井队带来了极大的方便，节省了运输钻具的费用。本设备利用集装箱集合了吊装叉车、气保焊机、等离子喷粉焊接机构、中频加热装置、程序控制旋转机头、十字移动支架、摆动器、净化处理器、冷却水箱等一整套焊接设备。焊接方法是将石油开采用钻具表面清洗干净后即可进行中频加热至工艺温度，然后由钻具放料台架7和钻具送退料装置8进行钻具a的换杆，人工推至焊接区域，在进行中心位置的对准，即可下降焊接实现PLC的程序堆焊。其中二氧化碳焊接的焊缝硬度达到60HRC以上，等离子焊缝的硬度也将达到48HRC以上。

Claims (5)

1.一种石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备，包括气体保护焊接机构、等离子喷粉焊接机构和中频加热装置；其特征在于：还包括卡车、集装箱、吊装叉车、程序控制旋转机头、一套钻具放料台架和一套钻具送退料装置；集装箱安装在卡车上，吊装叉车活动设置在集装箱内并可从集装箱内开出，程序控制旋转机头固定安装在集装箱内，一套钻具放料台架散装设置在集装箱内并可在使用时拿出集装箱组装成钻具放料台架，一套钻具送退料装置散装设置在集装箱内并可在使用时拿出集装箱组装成钻具送退料装置；所述的气体保护焊接机构、等离子喷粉焊接机构和中频加热装置分别设置在集装箱内并可与程序控制旋转机头组配成一套完整的两用堆焊系统；

所述的一套气体保护焊接机构包括十字移动支架、摆动器、气保焊机、送丝机构、焊枪调板和水冷焊枪，十字移动支架安装在自动程控旋转机头上，摆动器安装在十字移动支架上并可沿十字移动支架左右摆动，气保焊机和送丝机构分别固定安装在集装箱内，焊枪调板可置换式地安装在摆动器上，水冷焊枪安装在焊枪调板上；

所述的一套等离子喷粉焊接机构包括送粉机构、等离子发生器、转移弧焊机、非转移弧焊机、离子焊调控柜和等离子焊枪，送粉机构安装在摆动器上，等离子发生器、转移弧焊机、非转移弧焊机、离子焊调控柜分别固定安装在集装箱内，等离子焊枪在需要采用等离子喷粉焊时可置换式地安装在摆动器上。

2.根据权利要求1所述的石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备，其特征在于：所述的送粉机构包括安装板、粉盒、调速电机、偏心轴、上滑板、下滑板、下料管、调节器、氩气喷嘴，安装板与摆动器可拆卸式活动相连，调速电机和下滑板分别安装在安装板上，上滑板设置在下滑板上可沿下滑板滑动，偏心轴连接在调速电机的主轴前端并可推动上滑板滑动，粉盒连接在上滑板上可随上滑板一起运动，下料管穿过下滑板和上滑板与粉料盒连通，调节器和氩气喷嘴分别安装在下料管上。

3.根据权利要求1所述的石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备，其特征在于：所述的一套钻具放料台架包括多根放料支架、多个支撑柱和多根连接杆，现场组装时，将多根放料支架组装成两根平行设置的长支架，将多个支撑柱分别支撑在两根长支架下方，将多根连接杆分别连接在两根长支架之间，形成一个稳固的用于放置钻具的放料台架。

4.根据权利要求1所述的石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备，其特征在于：所述的一套钻具送退料装置现场组装成桥式整体架设在钻具放料台架上并可沿钻具放料台架滑动，在钻具送退料装置的一侧设有用于夹住钻具进行送退料的活动夹。

5.根据权利要求1所述的石油开采用钻具表面耐磨带的移动式两用堆焊成套设备，其特征在于：还包括PLC程控操作控制箱，所述的气体保护焊接机构、等离子喷粉焊接机构均采用PLC自动控制来实现各种焊接参数、焊枪的摆幅和往返摆动以及上下调节。

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