CN109623259B - 一种便携式钻井钢圈槽的修复装置及其修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式钻井钢圈槽的修复装置及其修复方法,包括底座,用于固定在所述钢圈槽的内孔;加工机构,设置于底座上,所述加工机构上设有可转动的机械臂;刀具组件,设置在所述机械臂上,用于加工所述钢圈槽;驱动机构,与所述加工机构连接,用于驱动所述机械臂转动;本发明体积小,重量轻,便于携带。

Description

一种便携式钻井钢圈槽的修复装置及其修复方法
技术领域
本发明涉及一种钻井平台的钢圈槽修复装置,尤指一种便携式钻井钢圈槽的修复装置及其修复方法。
背景技术
现有石油领域,防喷器是海上钻完井作业中的关键设备,防喷器连接钢圈槽在使用过程中,不可避免出现刮痕、拉伤和刺穿等损坏现象。传统做法是在钢圈槽损坏后解体防喷器组送回陆地维修,采用大型立车、镗铣床、数控车床等设备,固定在钢圈槽外侧,再对钢圈槽进行修复加工,维修周期至少30天。这将对平台作业产生巨大的影响,造成巨大的作业时间浪费。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种便携式钻井钢圈槽的修复装置及其修复方法,本发明体积小,重量轻,便于携带。
为了达到本发明目的,本发明采用如下技术方案:
第一方面,提供一种便携式钻井钢圈槽的修复装置,包括
底座,用于固定在所述钢圈槽的内孔;
加工机构,设置于底座上,所述加工机构上设有可转动的机械臂;
刀具组件,设置在所述机械臂上,用于加工所述钢圈槽;
驱动机构,与所述加工机构连接,用于驱动所述机械臂转动。
可选地,所述刀具组件设有切削面,所述切削面为倾斜面,所述倾斜面与所述钢圈槽的待加工面对应。
可选地,所述刀具组件转动连接在所述机械臂上,以用于调整所述刀具组件的切削角度。
可选地,所述刀具组件的两侧分别设有凸耳,所述凸耳上设有弧形通孔,所述刀具组件通过所述弧形通孔与所述机械臂螺栓连接,且所述刀具组件可沿着所述弧形通孔滑动,以调整所述刀具组件的切削角度。
可选地,所述加工机构上设有微调装置,所述微调装置上设有异形孔,所述底座对应设有固定螺栓,所述固定螺栓与所述异形孔插接,所述固定螺栓可在所述异形孔内移动,以调整所述加工机构在所述底座上的固定位置。
可选地,所述异形孔为条形孔,所述异形孔一端的孔径大于另一端的孔径。
可选地,所述刀具组件与所述机械臂交叉设置,并由所述机械臂的下侧伸出。
可选地,所述刀具组件包括刀架以及可拆卸连接在所述刀架上的加工刀,所述刀架设置在所述机械臂上。
可选地,所述刀具组件还包括连接块,所述加工刀通过所述连接块与所述刀架连接。
可选地,所述刀具组件还包括检测仪表工装,所述检测仪表工装与所述刀架可拆卸连接。
可选地,所述刀具组件还包括磨削油石工装,所述磨削油石工装与所述刀架可拆卸连接。
可选地,所述刀架上设有丝杠,所述加工刀设置在所述丝杠上,所述加工刀可通过所述丝杠在所述刀架上移动。
可选地,所述机械臂上设有横向轨道,所述刀具组件滑动连接在所述横向轨道上。
可选地,所述底座包括称重台以及设置在所述称重台周边上的支撑臂,所述支撑臂与所述钢圈槽内孔的内壁相抵,以将所述称重台固定,且所述支撑臂可伸缩。
第二方面,提供一种上述便携式钻井钢圈槽的修复装置的修复方法,包括:
确定钢圈槽的待加工面;
将底座固定在钢圈槽的内孔内,使底座与内孔同轴心;
在底座上安装加工机构,使加工机构与内孔同轴心;
将刀具组件的切削面与钢圈槽的待加工面贴合;
将驱动机构与加工机构连接,驱动机械臂转动,使刀具组件对钢圈槽的待加工面进行修复。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明的修复装置体积小、重量轻、方便携带,修复时,只需要将修复装置固定在钢圈槽的内孔内,进行修复加工即可,安装简单方便,可用于海上作业。
2、本发明修复装置中刀具组件的切削面为倾斜面,使修复装置能够对钢圈槽的倾斜面进行加工。
3、本发明修复装置中刀具组件转动连接在机械臂上,加工时,能够通过调整刀具组件与机械臂的连接角度,以用于调整刀具组件的切削角度,便于对钢圈槽的倾斜面进行加工。
4、本发明加工刀通过连接块与刀架连接,通过控制设置连接块的数目,调整加工刀的加工半径。
5、本发明中加工机构上设有微调装置,通过微调装置调整加工机构在底座上的固定位置,以保证加工机构与钢圈槽的内孔同轴心,从而保证刀具组件的加工精度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的一种便携式钻井钢圈槽的修复装置的结构示意图;
图2为本发明实施例中底座固定在钢圈槽内孔的俯视图;
图3为本发明实施例中加工刀的结构示意图一;
图4为为本发明实施例中微调装置的结构示意图;
图5为本发明实施例中加工刀的结构示意图二。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明提供了一种便携式钻井钢圈槽的修复装置,包括
底座,用于固定在所述钢圈槽的内孔;
加工机构,设置于底座上,所述加工机构上设有可转动的机械臂;
刀具组件,设置在所述机械臂上,用于加工所述钢圈槽;
驱动机构,与所述加工机构连接,用于驱动所述机械臂转动。
如图1和图2所示,本发明实施例提供了一种便携式钻井钢圈槽的修复装置,包括底座1、加工机构2、刀具组件3以及驱动机构4,底座1用于固定在钢圈槽5的内孔内;加工机构2设置于底座1上,加工机构2上设有可转动的机械臂6,具体地,机械臂6以加工机构2为轴,围绕加工机构2转动;刀具组件3设置在机械臂6上,刀具组件3在机械臂6的带动下做圆周运动,以加工钢圈槽5;驱动机构4与加工机构2连接,用于驱动机械臂6转动。本发明的修复装置体积小、重量轻、方便携带,修复时,只需要将修复装置固定在钢圈槽的内孔内,进行修复加工即可,安装简单方便,可用于海上作业。
如图1和图3所示,刀具组件3设有切削面301,切削面301为倾斜面,倾斜面与钢圈槽5的待加工面对应,比如,在加工时,倾斜面与钢圈槽的待加工面平行。切削面301位于刀具组件3的下端,切削面301面向钢圈槽5的待加工面501,加工时,调整刀具组件3的加工角度,使切削面301与钢圈槽5的待加工面501贴合,从而实现对钢圈槽5的倾斜面进行加工修复。在本实施例中,切削面301也可以为其他形状,例如水平面或菱形等形状,本发明可根据钢圈槽5的待加工面501的形状,选择相适配的刀具组件3进行加工。
如图1所示,刀具组件3转动连接在机械臂6上,以用于调整刀具组件3的切削角度。具体地,刀具组件3的两侧分别设有凸耳302,凸耳302上设有弧形通孔303,刀具组件3通过弧形通孔303与机械臂6螺栓连接,当需要调整刀具组件3的切削角度时,将刀具组件3沿着弧形通孔303滑动,直至切削角度与钢圈槽5的待加工面501适配后,拧紧螺栓,将刀具组件3固定。本发明通过调整刀具组件3与机械臂6的连接角度,以调整刀具组件3的切削角度,便于对钢圈槽5的待加工面501进行加工。
如图1所示,刀具组件3包括刀架304以及可拆卸连接在刀架304上的加工刀305,刀架304转动连接在机械臂6上,与机械臂6交叉设置;加工刀305由机械臂6的下侧伸出,加工刀305上设有切削面301,加工时,调整刀架304在机械臂6上的连接角度,以调整加工刀305的切削面301的切削角度,以使切削面301与钢圈槽5的待加工面501适配。
本实施例中,加工刀305的形状不进行限定,只要其具有切削面301,能够与钢圈槽5的待加工面501适配即可。例如,如图3所示,加工刀305包括顺次连接的竖直部、水平部以及倾斜部,倾斜部上设有切削面301。或者,如图4所示,加工刀305的截面为三角形,加工刀305的顶部与刀架304连接。
如图1所示,刀具组件3还包括连接块306,加工刀305通过连接块306与刀架304连接,连接块306位于加工刀305与刀架304之间,通过控制设置连接块306的数目,以调整加工刀305的加工半径。优选地,连接块306分别与加工刀305和刀架304通过螺栓连接。
本实施例中,刀具组件3还包括检测仪表工装,检测仪表工装与刀架304可拆卸连接;当刀具组件3完成修复加工后,拆卸加工刀305,将检测仪表工装与刀架304连接,以用于检测钢圈槽5的修复情况,例如,检测仪表工装对钢圈槽5进行硬度检查、光洁度检查、渗透探伤检查、压力检查、尺寸检查等。
本实施例中,刀具组件3还包括磨削油石工装,磨削油石工装与刀架304可拆卸连接。当刀具组件3完成修复加工后,拆卸加工刀305,将磨削油石工装与刀架304连接,磨削油石工装用于打磨钢圈槽5,以提高钢圈槽的光洁度。
如图1所示,刀架304上设有丝杠7,丝杠7沿着刀架304的轴向设置,加工刀305设置在丝杠7上,加工刀305通过丝杠7沿着刀架304的轴向移动,从而调整加工刀305在竖直方向的移动。
如图1所示,机械臂6上设有横向轨道8,刀具组件3滑动连接在横向轨道8上,刀具组件3沿着横向轨道8在机械臂6上轴向移动,从而调整加工刀305在水平方向的移动。在本实施例中,可通过增加横向轨道8的长度,以增加刀具组件3的加工直径。
如图1和图4所示,加工机构2上设有微调装置9,微调装置9位于加工机构2的底部,用于与底座1固定连接。微调装置9上设有异形孔901,底座1对应设有固定螺栓,固定螺栓与异形孔901插接,通过固定螺栓在异形孔901内移动,以调整加工机构2在底座1上的固定位置,以保证加工机构2与钢圈槽5的内孔同轴心,从而保证刀具组件3的加工精度。
在本实施例中,微调装置9为环形板体,异形孔901沿着微调装置9的圆周方向间隔设置多个,异形孔901为条形孔,条形孔一端的孔径大于另一端的孔径,固定螺栓由异形孔901的一端移动至另一端,以改变加工机构2的位置,从而实现加工机构2的微调。
如图1和图2所示,底座1包括称重台101以及设置在称重台101周边上的支撑臂102,支撑臂102与钢圈槽5内孔的内壁相抵,以将称重台101固定,且支撑臂102可伸缩。底座1通过支撑臂102的伸缩,以对底座1的固定位置进行粗调,使底座1与钢圈槽5的内孔同轴心。
本发明还提供了一种上述便携式钻井钢圈槽的修复装置的修复方法,包括:
确定钢圈槽的待加工面;
将底座固定在钢圈槽的内孔内,粗调底座在内孔的位置,使底座与内孔同轴心;
在底座上安装加工机构,微调加工机构在底座上的位置,使加工机构与内孔同轴心;
调整刀具组件的加工角度,使刀具组件的切削面与钢圈槽的待加工面贴合;
将驱动机构与加工机构连接,驱动机械臂转动,使刀具组件对钢圈槽的待加工面501进行修复;
修复结束后,测试检查钢圈槽的待加工面。
另外,本发明提供的修复方法改进进刀方式,以提高修复后钢圈槽的光洁度,包括:
1)粗加工采用自动快速进刀;
2)精加工采用慢速自动进刀;
3)高精度加工采用手动进刀;
4)分层加工多次加工,减少切削量;
5)加工好的钢圈槽,采用油石抛光。
虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种便携式钻井钢圈槽的修复装置,其特征在于,包括
底座,用于固定在所述钢圈槽的内孔;
加工机构,设置于底座上,所述加工机构上设有可转动的机械臂;
刀具组件,设置在所述机械臂上,用于加工所述钢圈槽的待加工面,所述钢圈槽的待加工面为倾斜面;所述刀具组件设有切削面,所述切削面为倾斜面,所述倾斜面与所述钢圈槽的待加工面对应;所述刀具组件包括刀架以及可拆卸连接在所述刀架上的加工刀,所述刀架设置在所述机械臂上;所述刀具组件还包括连接块,所述加工刀通过所述连接块与所述刀架连接,通过控制设置所述连接块的数目,以调整所述加工刀的加工半径;
驱动机构,与所述加工机构连接,用于驱动所述机械臂转动;
所述底座包括称重台以及设置在所述称重台周边上的支撑臂,所述支撑臂可伸缩,用于与所述钢圈槽内孔的内壁相抵,以对所述底座的固定位置进行粗调,使所述底座与所述钢圈槽的内孔同轴心;
所述加工机构上设有微调装置,所述微调装置用于调整所述加工机构在所述底座上的固定位置,使所述加工机构与所述钢圈槽的内孔同轴心;所述微调装置上设有异形孔,所述底座对应设有固定螺栓,所述固定螺栓与所述异形孔插接,所述固定螺栓可在所述异形孔内移动,以调整所述加工机构在所述底座上的固定位置;所述异形孔为条形孔,所述异形孔一端的孔径大于另一端的孔径。
2.根据权利要求1所述的便携式钻井钢圈槽的修复装置,其特征在于,所述刀具组件转动连接在所述机械臂上,以用于调整所述刀具组件的加工角度。
3.根据权利要求2所述的便携式钻井钢圈槽的修复装置,其特征在于,所述刀具组件的两侧分别设有凸耳,所述凸耳上设有弧形通孔,所述刀具组件通过所述弧形通孔与所述机械臂螺栓连接,且所述刀具组件可沿着所述弧形通孔滑动,以调整所述刀具组件的加工角度。
4.根据权利要求1-3任一所述的便携式钻井钢圈槽的修复装置,其特征在于,所述刀具组件与所述机械臂交叉设置,并由所述机械臂的下侧伸出。
5.根据权利要求1所述的便携式钻井钢圈槽的修复装置,其特征在于,所述刀具组件还包括检测仪表工装,所述检测仪表工装与所述刀架可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的便携式钻井钢圈槽的修复装置,其特征在于,所述刀具组件还包括磨削油石工装,所述磨削油石工装与所述刀架可拆卸连接。
7.根据权利要求1所述的便携式钻井钢圈槽的修复装置,其特征在于,所述刀架上设有丝杠,所述加工刀设置在所述丝杠上,所述加工刀可通过所述丝杠在所述刀架上移动。
8.根据权利要求1-3任一所述的便携式钻井钢圈槽的修复装置,其特征在于,所述机械臂上设有横向轨道,所述刀具组件滑动连接在所述横向轨道上。
9.一种如上述权利要求1-8任一所述的便携式钻井钢圈槽的修复装置的修复方法,其特征在于,包括:
确定钢圈槽的待加工面;
将底座固定在钢圈槽的内孔内,使底座与内孔同轴心;
在底座上安装加工机构,使加工机构与内孔同轴心;
将刀具组件的切削面与钢圈槽的待加工面贴合;
将驱动机构与加工机构连接,驱动机械臂转动,使刀具组件对钢圈槽的待加工面进行修复。
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