CN103801558A - 石油用割缝管的梯型缝加工方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石油用割缝管的梯型缝加工方法和设备。包括以下步骤：（a）采用圆周方向分布五个轧辊，轧辊装配在一个梯形缝挤压装置上，梯形缝挤压装置上布置有电机及减速机构和滚轮，带动梯形缝挤压装置在导轨上进行往复运动，运动过程中对割缝管的全长进行辊压变形；（b）割缝管夹持在钢管台架上，钢管台架带动割缝管进行转动；（c）割缝管内部放置一个芯棒。本发明的有益效果是：一是本发明仅需要一台梯形缝挤压装置通过导轨实现往复运动就可以将隔缝管挤压成型，减少了设备的投入；二是而且采用了五组轧辊，其生产和装配容易；第三是筛管内设有用于限制内径的芯棒，减少了生产过程中的损耗率。

Description

石油用割缝管的梯型缝加工方法和设备

技术领域

本发明涉及一种石油用割缝管的生产，特别涉及一种石油用割缝管的梯型缝加工方法和设备。

背景技术

随着国际石油需求量的变化和开采者要增加采油率以减小占地、节省管体、减少打井费用进而降低采油成本，以追求更大利润的要求。原水平井采用机械、激光等办法加工矩形筛管，因渗透率问题和容易形成“沙墙”的原因，不能完全满足使用要求。

进而出现了梯型缝筛管，但是，在钢管上加工梯型缝较难实现，中国专利公开号为101733555A，专利名称为《一种激光加工梯形缝筛管的方法》，其技术方案是在激光机床上,安装一套双卡盘装卡系统,由伺服电机带动的主卡盘及保证管体在加工段的水平的副卡盘,采用电脑编程通过编码器发布指令来实现对卡盘分度头的控制,控制主卡盘的分度头旋转角度在3°～6°之间。其存在的问题是制作成本较高，需要安装激光机床，价格昂贵。中国专利公开号为102205465A，专利名称为《一种梯形缝筛管加工方法》，也是公开了一种在普通二维运动激光加工机床上，切割头光轴始终处于竖直状态，依靠切割头光轴移动和套管转动的复合运动来完成断面梯形缝的加工。也存在制作成本较高的问题，前期投资较大，受到刀片和设备的影响较大，不易推广，这成为制作梯形筛管行业的难题。

中国专利公开号为101704121B，专利名称为《采用碾压处理装置加工成梯形缝筛管的加工方法》，其提供了：选用合理的碾压控制程序是加工高质量梯形缝筛管的根本保障；机床的检修、参数的调整、切割加工，最后经过3 个定径辊沿筛管圆周方向成120 度角摆放形成与被碾压的筛管直径相同的轧制孔型，轧辊沿筛管的轴向方向呈3°～ 6°的角度排列，碾压处理完成了把套管加工成梯形缝筛管。其存在的问题是：一是虽然其实现了碾压梯形缝的功能，但是，其采用了3个定径辊，使其一个定径辊与筛管的接触面积较大，进而需要增大定径辊的宽度，这就给定径辊的制作以及装配工艺带来了难度，使其在实际生产中难以达到理想的效果；二是其技术方案中提到的九架定径机架组成的碾压装置，才能实现对整个筛管的碾压，其制作成本较高，在实际应用中，达不到设计要求；三是在筛管内并未设有内径限制装置，从而使其在碾压过程中，容易出现管具被碾压坏的情况，从而造成管具报废的情况，又增大了生产过程中的损耗率。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种石油用割缝管的梯型缝加工方法和设备，采用一台梯形缝挤压装置通过往复运动实现筛管的挤压，而且采用了五组轧辊，其生产和装配容易，可以在批量生产中达到较好的效果，节省了制作难度和装配难度，便于生产推广。

一种石油用割缝管的梯型缝加工设备，包括梯形缝挤压装置、钢管台架、割缝管、导轨、台架顶块和支座，所述的支座的两端分别固定钢管台架和台架顶块，割缝管的一端夹持在钢管台架上，另一端顶在台架顶块上，通过钢管台架带动割缝管转动；所述支座的钢管台架和台架顶块之间的区域设有导轨，通过一台梯形缝挤压装置沿着导轨上做往复运动，实现对割缝管全长的辊压加工；所述的梯形缝挤压装置包括轧辊、轴承、芯棒、电机及减速机构和滚轮，在梯形缝挤压装置的沿圆周方向均匀布置五个轧辊，五个轧辊分别装配在轴承上，割缝管的内径变化由安放在割缝管内部的芯棒限制，梯形缝挤压装置的一侧安装有电机及减速机构，带动滚轮在导轨上做往复运动，进而带动五个轧辊挤压割缝管，通过内部芯棒配合，得到梯形缝。

上述的轧辊通过轧辊固定架连接，所述的轧辊的上下端面为弧形压面，所述弧形压面与割缝管的管壁挤压配合。

本发明提到的一种石油用割缝管的梯型缝加工设备的加工方法，包括以下步骤：

（a）、采用圆周方向分布五个轧辊，轧辊装配在一个梯形缝挤压装置上，梯形缝挤压装置上布置有电机及减速机构和滚轮，带动梯形缝挤压装置在导轨上进行往复运动，运动过程中对割缝管的全长进行辊压变形；

（b）、割缝管夹持在钢管台架上，钢管台架带动割缝管进行转动，在轧制过程中割缝管同时进行转动，使缝的变形及应力分布更均匀；

（c）、割缝管内部放置一个芯棒，用于限制轧制时的内径尺寸，使得到的割缝管尺寸稳定，梯形缝的形态标准。

本发明的有益效果是：一是本发明仅需要一台梯形缝挤压装置通过导轨实现往复运动就可以将隔缝管挤压成型，减少了设备的投入，简化了设备的控制，使其在生产中成本得到有效控制；二是而且采用了五组轧辊，单个轧辊的宽度变窄，在筛管的圆周方向上组合在一起更容易，其生产和装配容易，也可以对筛管表面全部实现覆盖，可以在批量生产中挤压出更加美观和标准的梯形缝，使其在推广中效果更好；第三是筛管内设有用于限制内径的芯棒，从而使其在碾压过程中，避免管具被碾压坏，减少了生产过程中的损耗率，提高了生产效益。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明的侧视图；

附图3是本发明的五个轧辊的组合示意图；

附图4是本发明的轧辊的结构示意图；

上图中：梯形缝挤压装置1、轧辊2、轴承3、芯棒4、电机及减速机构5、滚轮6、钢管台架7、割缝管8、导轨9、台架顶块10、支座11、轧辊固定架12、弧形压面13。

具体实施方式

    结合附图1-4，对本发明作进一步的描述：

本发明提到的石油用割缝管的梯型缝加工设备，包括梯形缝挤压装置1、钢管台架7、割缝管8、导轨9、台架顶块10和支座11，所述的支座11的两端分别固定钢管台架7和台架顶块10，割缝管8的一端夹持在钢管台架7上，另一端顶在台架顶块10上，通过钢管台架7带动割缝管转动；所述支座11的钢管台架7和台架顶块10之间的区域设有导轨9，通过一台梯形缝挤压装置1沿着导轨9上做往复运动，实现对割缝管全长的辊压加工；所述的梯形缝挤压装置1包括轧辊2、轴承3、芯棒4、电机及减速机构5和滚轮6，在梯形缝挤压装置1的沿圆周方向均匀布置五个轧辊2，五个轧辊2分别装配在轴承3上，割缝管8的内径变化由安放在割缝管内部的芯棒4限制，梯形缝挤压装置1的一侧安装有电机及减速机构5，带动滚轮6在导轨9上做往复运动，进而带动五个轧辊挤压割缝管，通过内部芯棒4配合，得到梯形缝。

上述的轧辊2通过轧辊固定架12连接，所述的轧辊2的上下端面为弧形压面13，所述弧形压面13与割缝管的管壁挤压配合。

本发明提到的一种石油用割缝管的梯型缝加工设备的加工方法，包括以下步骤：

a、采用圆周方向分布五个轧辊，轧辊装配在一个梯形缝挤压装置1上，梯形缝挤压装置1上布置有电机及减速机构5和滚轮6，带动梯形缝挤压装置1在导轨上进行往复运动，运动过程中对割缝管的全长进行辊压变形；

b、割缝管夹持在钢管台架7上，钢管台架7带动割缝管进行转动，在轧制过程中割缝管同时进行转动，使缝的变形及应力分布更均匀；

c、割缝管内部放置一个芯棒4，用于限制轧制时的内径尺寸，使得到的割缝管尺寸稳定，梯形缝的形态标准。

本发明针对辊压变形加工，采用计算机模拟技术，模拟计算出辊压变形所产生的的应力应变，根据模拟计算的结果，调整加工时的参数，以得到更好的加工尺寸。

本发明加工的割缝钢管产生塑性变形，割缝钢管的力学性能发生变化，其屈服强度和抗拉强度更高，韧性不发生降低，使用性能得到提升。

本发明可根据需要调整模具的轧制参数，得到梯型缝外宽度0.1±0.05mm，0.15±0.05mm，0.2±0.05mm等多种规格，以满足不同的防砂需求；同时梯型缝的内宽度，根据需要加工为0.3±0.05mm，0.4±0.05mm，0.5±0.05mm等多种规格。

本发明加工得到的布置梯型缝的割缝钢管用于防砂，具有很好的“自洁”作用，砂砾在进入缝腔后，由于缝腔外窄内宽，砂砾不会卡在缝腔中，很容易被油液冲走，从而不易形成砂堵，带来采油率的提升。

其与现有技术相比：一是本发明仅需要一台梯形缝挤压装置通过导轨实现往复运动就可以将隔缝管挤压成型，减少了设备的投入，简化了设备的控制，使其在生产中成本得到有效控制，而对比文件中提到需要九架定径机架组成的碾压装置，才能实现对整个筛管的碾压，本发明明显具有制作成本的优势；二是而且采用了五组轧辊，单个轧辊的宽度变窄，在筛管的圆周方向上组合在一起更容易，其生产和装配容易，也可以对筛管表面全部实现覆盖，可以在批量生产中挤压出更加美观和标准的梯形缝，使其在推广中效果更好；现有技术中是采用三个定径辊，分布在筛管的圆周方向，其制作难度和配合难度都较大，第三是筛管内设有用于限制内径的芯棒，从而使其在碾压过程中，避免管具被碾压坏，减少了生产过程中的损耗率，提高了生产效益。

Claims (3)

1.一种石油用割缝管的梯型缝加工设备，其特征是：包括梯形缝挤压装置（1）、钢管台架（7）、割缝管（8）、导轨（9）、台架顶块（10）和支座（11），所述的支座（11）的两端分别固定钢管台架（7）和台架顶块（10），割缝管（8）的一端夹持在钢管台架（7）上，另一端顶在台架顶块（10）上，通过钢管台架（7）带动割缝管转动；所述支座（11）的钢管台架（7）和台架顶块（10）之间的区域设有导轨（9），通过一台梯形缝挤压装置（1）沿着导轨（9）上做往复运动，实现对割缝管全长的辊压加工；所述的梯形缝挤压装置（1）包括轧辊（2）、轴承（3）、芯棒（4）、电机及减速机构（5）和滚轮（6），在梯形缝挤压装置（1）的沿圆周方向均匀布置五个轧辊（2），五个轧辊（2）分别装配在轴承（3）上，割缝管（8）的内径变化由安放在割缝管内部的芯棒（4）限制，梯形缝挤压装置（1）的一侧安装有电机及减速机构（5），带动滚轮（6）在导轨（9）上做往复运动，进而带动五个轧辊挤压割缝管，通过内部芯棒（4）配合，得到梯形缝。

2.根据权利要求1所述的石油用割缝管的梯型缝加工设备，其特征是：所述的轧辊（2）通过轧辊固定架（12）连接，所述的轧辊（2）的上下端面为弧形压面（13），所述弧形压面（13）与割缝管的管壁挤压配合。

3.一种采用如权利要求1或2所述的石油用割缝管的梯型缝加工设备的加工方法，其特征是包括以下步骤：

（a）、采用圆周方向分布五个轧辊，轧辊装配在一个梯形缝挤压装置（1）上，梯形缝挤压装置（1）上布置有电机及减速机构（5）和滚轮（6），带动梯形缝挤压装置（1）在导轨上进行往复运动，运动过程中对割缝管的全长进行辊压变形；

（b）、割缝管夹持在钢管台架（7）上，钢管台架（7）带动割缝管进行转动，在轧制过程中割缝管同时进行转动，使缝的变形及应力分布更均匀；

（c）、割缝管内部放置一个芯棒（4），用于限制轧制时的内径尺寸，使得到的割缝管尺寸稳定，梯形缝的形态标准。

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