CN105583445A - 一种石油钻机井架单片端面的加工方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油钻机井架单片端面的加工方法及装置，包括端面铣床、固定工作台和二次装夹找正装置，所述端面铣床的滑鞍安装在立柱导轨上,动力铣头安装在转盘上,转盘可相对滑鞍转动一定角度,转盘设有五个定位插销,可实现主轴角度的快速、准确调整的角度，涡轮蜗杆机构驱动连接转盘；所述固定工作台至少有两个，垂直于机床主轴方向间隔设置；所述固定工作台上沿长度方向设有滑槽，滑槽配合有靠板，靠板通过固定装置安装于固定工作台的一侧；所述二次装夹找正装置包含垂直于X轴方向的水平导轨和安装于所述水平导轨上的找正滑块。可保证石油钻机井架上下两个端面之间的平行度和两个端面相对于井架前立柱的垂直度加工。

Description

一种石油钻机井架单片端面的加工方法及装置

技术领域

本发明属于石油钻井装备制造领域，具体涉及一种用于解决橇装钻机井架单片端面加工问题的加工方法及装置。

背景技术

橇装模块化石油钻机的井架通常有分为多段，相邻两段之间的单片端面直接接触。工作过程中，钻机负荷通过井架单片逐级往下传递至底座，因此井架单片的加工精度对整套井架的性能起着至关重要的作用。

对于井架单片的加工，主要要求在于保证上下两个端面之间的平行度以及这两个端面相对于井架前立柱的垂直度。橇装井架单片外形尺寸较大，宽度通常将近三米，长度在六米至十二米不等。在端面铣床上加工井架单片的两端必须两次装夹，重点之处就在于保证第一次装夹时井架立柱与铣床X轴的垂直度和调头装夹时已加工端面与铣床X轴的平行度。现有的加工端面铣床及加工方法很难保证其加工精度，工件质量稳定性不好。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种石油钻机井架单片端面的加工装置，可保证石油钻机井架上下两个端面之间的平行度和两个端面相对于井架前立柱的垂直度。

本发明的另一目的提供一种石油钻机井架单片端面的加工方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案：该石油钻机井架单片端面的加工装置，其特征在于：包括端面铣床、与端面铣床工作台配合的固定工作台和二次装夹找正装置，所述端面铣床的滑鞍安装在立柱导轨上,动力铣头安装在转盘上,转盘可相对滑鞍转动一定角度,转盘设有五个定位插销,分别对应五个可实现主轴角度的快速、准确调整的角度，涡轮蜗杆机构驱动连接转盘；所述固定工作台至少有两个，垂直于机床主轴方向间隔设置，用于井架单片的装夹固定；所述固定工作台上沿长度方向设有滑槽，滑槽配合有靠板，靠板通过固定装置安装于固定工作台的一侧，靠板由靠板找正工装定位，所述靠板找正工装为一呈直角三角形的框架，用于控制井架立柱与铣床X轴的垂直度；所述二次装夹找正装置包含垂直于X轴方向的水平导轨和安装于所述水平导轨上的找正滑块，用于调头装夹时找正已加工端面与铣床X轴的平行度。

所述水平导轨上设有刻度线。

一种石油钻机井架单片端面的加工方法，其特征在于按下述步骤操作：

1.将靠板找正工装的一条直角边相对于铣床X轴方向找正，然后将两件靠板靠紧靠板找正工装的另一条直角边，通过固定装置紧固靠板，保证两件靠板装夹基准共面且与铣床X轴垂直；

2.井架单片前立柱靠紧靠板，垫实压紧，铣井架单片一端面；

3.调头，通过二次装夹找正装置找正已加工端面与铣床X轴的平行度，垫实压紧，铣井架单片另一端面见平；

4.在两端已加工平面上取等距点测量对角方，检查无误后，铣端面取总长成活。

采用上述技术方案的有益效果：该石油钻机井架单片端面的加工装置，包括端面铣床、与端面铣床工作台配合的固定工作台和二次装夹找正装置，相比普通端面铣床，增加了涡轮蜗杆机构，使得铣头角度的调整更加轻便。滑鞍安装在立柱导轨上,动力铣头安装在转盘上,转盘可相对滑鞍转动一定角度,转盘设有五个定位插销,分别对应五个角度,可实现主轴角度的快速、准确调整定位。固定工作台用于井架单片的装夹固定。靠板分两组安装于固定工作台一侧，用于井架立柱与铣床X轴的垂直度。靠板找正：通过靠板找正工装找正靠板连线与铣床X轴方向的垂直度，将井架单片的基准立柱靠紧已经找正的靠板，铣一端面成活，相比其他加工方法，省去了大量的划线、找正内容。靠板连线与铣床X轴方向的垂直度需要定期校准。靠板找正工装的两条直角边有着较高的垂直度要求，将靠板找正工装的一条直角边相对于铣床X轴方向找正，然后将两件靠板靠紧靠板找正工装的另一条直角边，即可保证两件靠板装夹基准共面且与铣床X轴垂直。

加工过程中，为了进行工件另一端面的加工，需将工件调头，调头之后定位立柱的位置已经发生了变化。此时的找正以已加工端面为基准，靠二次装夹找正装置来保证。二次装夹找正装置主要有导轨，导轨上有刻度线，导轨与铣床X轴方向垂直，两件导轨零刻度线位置连线与机床X轴平行。

工作时，调整两侧滑块的位置，保证两侧滑块装夹基准共面，将工件已加工端面靠紧滑块安装基准面。铣端面（见平留余量）。取等距点，测量对角方，检查无误后，铣端面取总长成活。为了尽量降低大型钢架构件组焊后变形对测量结果的影响，应在两端已加工平面上取等距点测量对角方。经实践证明，通过该工艺方法加工出来的井架单片能够很好地满足井架的使用需求以及相关标准对井架立柱全长直线度的要求。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。

图1本发明的结构示意图；

图2为端面铣床的局部结构示意图；

图3靠板找正工装找正靠板位置的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示的该石油钻机井架单片端面的加工装置，包括端面铣床6、与端面铣床工作台配合的固定工作台7和二次装夹找正装置，所述端面铣床的滑鞍1安装在立柱导轨上,动力铣头4安装在转盘3上,转盘3可相对滑鞍转动一定角度,转盘设有五个定位插销2,分别对应五个可实现主轴角度的快速、准确调整的角度，涡轮蜗杆机构5驱动连接转盘3；所述固定工作台7至少有两个，垂直于机床主轴方向间隔设置，用于井架单片13的装夹固定。所述固定工作台7上沿长度方向设有滑槽10，滑槽10配合有靠板8，靠板8通过固定装置安装于固定工作台7的一侧，靠板8由靠板找正工装9定位，所述靠板找正工装9为一呈直角三角形的框架；用于控制井架立柱与铣床X轴的垂直度；所述二次装夹找正装置包含垂直于X轴方向的水平导轨12和安装于所述水平导轨上的找正滑块11，用于调头装夹时找正已加工端面与铣床X轴的平行度。

所述水平导轨12上设有刻度线。

一种石油钻机井架单片端面的加工方法，其特征在于按下述步骤操作：

1.将靠板找正工装9的一条直角边相对于铣床X轴方向找正，然后将两件靠板靠紧靠板找正工装的另一条直角边，通过固定装置紧固靠板，保证两件靠板装夹基准共面且与铣床X轴垂直；

2.井架单片13前立柱靠紧靠板，垫实压紧，铣井架单片一端面；

3.调头，通过二次装夹找正装置找正已加工端面与铣床X轴的平行度，垫实压紧，铣井架单片另一端面见平；

4.在两端已加工平面上取等距点测量对角方，检查无误后，铣端面取总长成活。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1.一种石油钻机井架单片端面的加工装置，其特征在于：包括端面铣床、与端面铣床工作台配合的固定工作台和二次装夹找正装置，所述端面铣床的滑鞍安装在立柱导轨上,动力铣头安装在转盘上,转盘可相对滑鞍转动一定角度,转盘设有五个定位插销,分别对应五个可实现主轴角度的快速、准确调整的角度，涡轮蜗杆机构驱动连接转盘；所述固定工作台至少有两个，垂直于机床主轴方向间隔设置，用于井架单片的装夹固定；所述固定工作台上沿长度方向设有滑槽，滑槽配合有靠板，靠板通过固定装置安装于固定工作台的一侧，靠板由靠板找正工装定位，所述靠板找正工装为一呈直角三角形的框架，用于控制井架立柱与铣床X轴的垂直度；所述二次装夹找正装置包含垂直于X轴方向的水平导轨和安装于所述水平导轨上的找正滑块，用于调头装夹时找正已加工端面与铣床X轴的平行度。

2.如权利要求1所述的石油钻机井架单片端面的加工装置，其特征在于：所述水平导轨上设有刻度线。

3.一种石油钻机井架单片端面的加工方法，其特征在于按下述步骤操作：

1）将靠板找正工装的一条直角边相对于铣床X轴方向找正，然后将两件靠板靠紧靠板找正工装的另一条直角边，通过固定装置紧固靠板，保证两件靠板装夹基准共面且与铣床X轴垂直；

2）井架单片前立柱靠紧靠板，垫实压紧，铣井架单片一端面；

3）调头，通过二次装夹找正装置找正已加工端面与铣床X轴的平行度，垫实压紧，铣井架单片另一端面见平；

4）在两端已加工平面上取等距点测量对角方，检查无误后，铣端面取总长成活。