CN110328153B - 一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置 - Google Patents

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Abstract

一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置，涉及一种石油钻井工具试压装置，该装置自动完成上料、卡紧、开关扭矩测试、升压、保压、卸压、卸料等工作，过程中记录分析数据，自动计算给出测试结果。试压工作台通过巧妙设计的机械机构，实现自动中心对位功能，可覆盖所有不同外径的内防喷工具。最大测试压力为105Mpa。可同时测试多个旋塞，上料、卸料全部自动完成。测试后合格、不合格品自动分装至不同的料筐内。远程控制旋塞阀的开关，自动对正、自动测试出开关扭矩值，生成报表并打印。主体安装在试压坑内，远程控制整个试压过程，试压控制操作台与现场试压高压设备分开，之间用线缆连接，操作人员可离开现场高压环境进行操作，从而保证操作者的人身安全。

Description

一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置
技术领域
本发明涉及一种石油钻井工具试压装置，特别是涉及一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置。
背景技术
石油钻井内防喷工具包括水压测试和内防喷工具，开关扭矩检测的专用设备，内防喷工具包括钻井浮阀、旋塞阀、单向阀等。
现有内防喷工具水压试验是由人工单个完成连接试压管线、关闭旋塞、加注水、连接试压堵头（包括公、母扣端）、关闭试压间防护墙等工作，其中需要人工用大锤敲击连接试压堵头，劳动强度非常大、工作效率低，105Mpa高压测试存在一定的安全隐患。并且没有开关扭矩检测报告，不符合内防喷工具检测要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置，该装置为内防喷工具水压试验及开关扭矩检测的专用设备，可自动完成上料、卡紧、开关扭矩测试、升压、保压、卸压、卸料等工作，过程中记录分析数据，自动计算给出测试结果，并将测试数据打印记录。操作人员可离开现场高压环境进行操作，从而保证操作者的人身安全。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置，所述装置包括待检测工位、测试工位、移动取件机械手、合格不合格工位、扭矩测试机构、液压站、液压控制阀组、远程操作台；待检测 工位由料框、料框平台、推料板、工件倾斜摆放台四部分构成，安装在测试工位右侧，为可拆卸分体结构；料框内同时摆放多个内防喷工具，料框放在料框平台上，气缸通过定位导柱、导套连接推料板，上料斜台与料框平台的固定轴连接；测试工位由框式结构主架、V型卡具、液压顶缸、公扣端试压密封头和母扣端试压密封头五部分构成，框式结构主架由上下两层 钢板组成，中间用立钢板连接，底部连接有立柱；移动取件机械手由滑道、行走十字滑台、传动皮带、升降机械臂、磁力吊具五部分构成，滑道由方管和钢板焊接组成，配有立柱固定在 测试工位的主架上，行走十字滑台配有滑轮安装在滑道上，电机减速机安装在滑道右侧，磁力吊具安装在升降机械臂上，配有马达和减速机；合格不合格工位由料筐架和两个料筐构 成，料筐架安装在测试工位左侧，与地面固定，料筐放在料筐架上；扭矩测试机构由旋转对 正轮、伸缩臂、升降臂、旋转扭矩测试头，含气动左右旋转扭矩机构和扭矩传感器构成，滑道架固定在测试工位的主架上，伸缩臂安装在滑道架上；液压站由液压油箱、电动机、油泵、管路阀件构成，单独放在地面上，中间用液压胶管和线缆连接；液压控制阀组由固定架、高压 转阀、执行器、阀板、电磁阀组、控制器构成，单独放在地面上；阀板安装在固定架上、高压转阀安装在阀板上，执行器安装在高压转阀上，电磁阀组和控制器分别安装在固定架上端；远程操作台由显示器、视频控制云台、总体控制程序软件、压力测试程序软件、扭矩测试程序 软件、计算机、线缆及电器原件构成。
所述的一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置，所述V型卡具安装在框式结构主架的内侧，液压顶缸安装在框式结构主架的内部。
所述的一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置，所述液压顶缸的油缸杆伸出将内防喷工具压紧并通过公扣端试压密封头和母扣端试压密封头密封。
所述的一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置，所述密封面为方型密封圈沟槽密封方式，安装在母扣端试压密封头内，密封压力为0-120Mpa。
所述的一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置，所述马达和减速机安装在升降机械臂上，马达连接减速机和磁力吊具的旋转开关。
所述的一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置，所述升降臂安装在伸缩臂上，旋转扭矩测试头安装在升降臂上，旋转扭矩测试头上安装有扭矩传感器。
本发明的优点与效果是：
本发明把内防喷工具水压测试设计成多个工位、水平放置、框式结构（工位数量按照用户要求可为一至多个），能同时测试多个内防喷工具以及开关扭矩测试，整个测试过程不会对内防喷工具整体及结构造成损坏，提高了工作效率及检测精度，工作人员远程控制整个高压试压测试工作过程降低了劳动强度、避免了安全隐患。可完成待测试内防喷工具出厂或使用之前的测试，极大地方便了检测人员的工作，保证了内防喷工具的质量。
该装置为内防喷工具水压试验及开关扭矩检测的专用设备，可自动完成上料、卡紧、开关扭矩测试、升压、保压、卸压、卸料等工作，过程中记录分析数据，自动计算给出测试结果，并将测试数据打印记录。
试压工作台通过巧妙设计的机械机构，实现自动中心对位功能，可覆盖所有不同外径的内防喷工具。
可同时测试多个内防喷工具，上料、卸料全部自动完成。
测试后合格、不合格品自动分装至不同的料筐内。
远程控制内防喷工具的开关，自动对正、自动测试出开关扭矩值，生成报表并打印报表。
主体安装在试压坑或试压间内，远程操作台控制整个试压过程，试压控制操作台与现场试压高压设备分开，之间用线缆连接，操作人员可离开现场高压环境进行操作，从而保证操作者的人身安全。
附图说明
图1：本发明整体结构示意图；
图2：本发明待检测工位1示意图；
图3：本发明测试工位2示意图；
图4：本发明移动取件机械手3示意图；
图5：本发明合格不合格工位4示意图；
图6：本发明扭矩测试机构5示意图；
图7：本发明液压控制阀组7示意图。
图中部件：待检测工位1、测试工位2、移动取件机械手3、合格不合格工位4、扭矩测试机构5、液压站6、液压控制阀组7、料框8、料框平台9、推料板10、工件倾斜摆放台11、框式结构主架12、V型卡具13、液压顶缸14、公扣端试压密封头15和母扣端试压密封头16、滑道17、行走十字滑台18、传动皮带19、升降机械臂20、磁力吊具21、旋转对正轮22、伸缩臂23、升降臂24、旋转扭矩测试头25、料筐架26、料筐27、固定架28、高压转阀29、执行器30、阀板31、电磁阀组32、控制器33、待检V型槽34、固定轴35、气缸36、导套37、定位导柱38、皮带轮39、马达减速机40、滑道架41。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明装置包括待检测工位1、测试工位2、移动取件机械手3、合格不合格工位4、扭矩测试机构5、液压站6、以及0-105Mpa试压泵、远程操作台、压力测试程序软件、扭矩测试程序软件、视频监控系统。
图2所示，待检测工位1由料框8、料框平台9、推料板10、工件倾斜摆放台11四部分构成，安装在测试工位2右侧，为可拆卸分体结构，料框8内同时摆放多个内防喷工具，料框8放在料框平台9上，气缸通过定位导柱38、导套37带动推料板10前后移动，将内防喷工具推到工件倾斜摆放台11上，工件倾斜摆放台11与料框平台9的固定轴35连接，工件倾斜摆放台11的气缸36伸出，工件倾斜摆放台11的一端上升，内防喷工具靠斜坡的重力滚到待检V型槽34内；图3所示，测试工位2由框式结构主架12、V型卡具13、液压顶缸14、公扣端试压密封头15 和母扣端试压密封头16五部分构成，框式结构主架12由上下两层钢板组成，中间用立钢板 连接，底部连接有立柱，V型卡具13安装在框式结构主架12的内侧，气缸带动V型卡具13左右移动将内防喷工具卡紧并自动对中，控制卡具13左右移动的位置来适应不同型号直径的内防喷工具，液压顶缸14安装在框式结构主架12的内部，液压顶缸14的油缸杆伸出将内防喷 工具压紧并通过公扣端试压密封头15和母扣端试压密封头16密封，高压水通过高压胶管、公扣端试压密封头15和母扣端试压密封头16注入内防喷工具内实现压力检测，密封面为方型密封圈沟槽密封方式，安装在母扣端试压密封头16内，密封压力为0-120Mpa。
图4所示，移动取件机械手3由滑道17、行走十字滑台18、传动皮带19、升降机械臂20、磁力吊具21五部分构成，滑道17由方管和钢板焊接组成，配有立柱固定在测试工位2的主架上，行走十字滑台18配有滑轮安装在滑道17上，电机减速机安装在滑道17右侧，通过皮带轮39、传动皮带19将动力传输给行走十字滑台18和升降机械臂20使其左右移动，升降机械臂20的气缸通过导柱定位带动升降机械臂20上下移动将内防喷工具分别放入测试工位内，磁力吊具21安装在升降机械臂20上，配有马达和减速机40，马达和减速机40安装在升降机械臂20上，马达带动减速机40和磁力吊具21的旋转开关工作，实现对磁力吊具21开关控制；图5所示，合格不合格工位4由料筐架26和两个料筐27构成，料筐架26安装在测试工位2左侧，与地面固定，料筐27放在料筐架26上。测试完成的内防喷工具分别自动放入合格、不合格品料框；图6所示，扭矩测试机构5由旋转对正轮22、伸缩臂23、升降臂24、旋转扭矩测试头25（含气动左右旋转扭矩机构和扭矩传感器）构成，滑道架41固定在测试工位2的主架上，伸缩臂23安装在滑道架41上，电机减速机带动伸缩臂23前后移动，实现内防喷工具开关方孔的前后对正。升降臂24安装在伸缩臂23上，升降气缸带动升降臂24上下移动，实现内防喷工具开关方孔的上下对正。旋转扭矩测试头25安装在升降臂24上，气缸带动旋转扭矩测试头25左右旋转，旋转扭矩测试头25上安装有扭矩传感器，将电信号传送至计算机；液压站6由液压油箱、电动机、油泵、管路阀件构成，单独放在地面上，中间用液压胶管和线缆连接。提供给整个设备的液压动力源；图7所示，液压控制阀组7由固定架28、高压转阀29、执行器30、阀板31、电磁阀组32、控制器33构成，单独放在地面上。阀板31安装在固定架28上、高压转阀29安装在阀板31上，执行器30安装在高压转阀29上，电磁阀组32和控制器33分别安装在固定架28上端，接收控制台信号，完成对液压油、试压介质（水）方向的控制和压力密封。
远程操作台由显示器、视频控制云台、总体控制程序软件、压力测试程序软件、扭矩测试程序软件、计算机、线缆及电器原件构成，显示器显示视频监控图像以及设备操作软件的工作界面，视频控制云台控制摄像头移动及对焦，总体控制程序软件控制整个设备的工作过程，压力测试程序软件控制试压泵进行升压、保压、卸压等工作，工作过程记录分析数据，自动分析计算给出测试结果，并将测试数据和测试结果打印记录，扭矩测试程序软件控制扭矩测试机构完成内防喷工具开关方孔的对正、旋转等工作，自动分析计算扭矩数据，并将测试数据打印记录；本发明把内防喷工具水压测试设计成多个工位、水平放置、框式结构（工位数量按照用户要求可为一至多个），能同时测试多个内防喷工具以及开关扭矩测试，整个测试过程不会对内防喷工具整体及结构造成损坏。

Claims (3)

1.一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置，其特征在于，所述装置包括待检测工位（1）、测试工位（2）、移动取件机械手（3）、合格不合格工位（4）、扭矩测试机构（5）、液压站（6）、液压控制阀组（7）、远程操作台；待检测工位（1）由料框（8）、料框平台（9）、推料板（10）工件倾斜摆放台（11）四部分构成，安装在测试工位（2）右侧，为可拆卸分体结构；料框（8）内同时摆放多个内防喷工具，料框（8）放在料框平台（9）上，气缸通过定位导柱（38）、导套（37）连接推料板（10），工件倾斜摆放台（11）与料框平台（9）的固定轴（35）连接；测试工位（2）由框式结构主架（12）、V型卡具（13）、液压顶缸（14）、公扣端试压密封头（15）和母扣端试压密封头（16）五部分构成，框式结构主架（12）由上下两层钢板组成，中间用立钢板连接，底部连接有立柱；移动取件机械手（3）由滑道（17）、行走十字滑台（18）、传动皮带（19）、升降机械臂（20）、磁力吊具（21）五部分构成，滑道（17）由方管和钢板焊接组成，配有立柱固定在测试工位（2）的主架上，行走十字滑台（18）配有滑轮安装在滑道（17）上，电机减速机安装在滑道（17）右侧，磁力吊具（21）安装在升降机械臂（20）上，配有马达和减速机（40）；合格不合格工位（4）由料筐架（26）和两个料筐（27）构成，料筐架（26）安装在测试工位（2）左侧，与地面固定，料筐（27）放在料筐架（26）上；扭矩测试机构（5）由旋转对正轮（22）、伸缩臂（23）、升降臂（24）、旋转扭矩测试头（25），含气动左右旋转扭矩机构和扭矩传感器构成，滑道架（41）固定在测试工位（2）的主架上，伸缩臂（23）安装在滑道架（41）上；液压站（6）由液压油箱、电动机、油泵、管路阀件构成，单独放在地面上，中间用液压胶管和线缆连接；液压控制阀组（7）由固定架（28）、高压转阀（29）、执行器（30）、阀板（31）、电磁阀组（32）、控制器（33）构成，单独放在地面上；阀板（31）安装在固定架（28）上、高压转阀（29）安装在阀板（31）上，执行器（30）安装在高压转阀（29）上，电磁阀组（32）和控制器（33）分别安装在固定架（28）上端；远程操作台由显示器、视频控制云台、总体控制程序软件、压力测试程序软件、扭矩测试程序软件、计算机、线缆及电器原件构成所述 V型卡具（13）安装在框式结构主架（12）的内侧，液压顶缸（14）安装在框式结构主架（12）的内部；密封面为方型密封圈沟槽密封方式，安装在母扣端试压密封头（16）内，密封压力为0-120Mpa；所述升降臂（24）安装在伸缩臂（23）上，旋转扭矩测试头（25）安装在升降臂（24）上，旋转扭矩测试头（25）上安装有扭矩传感器。
2.根据权利要求1所述的一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置，其特征在于，所述液压顶缸（14）的油缸杆伸出将内防喷工具压紧并通过公扣端试压密封头（15）和母扣端试压密封头（16）密封。
3.根据权利要求1所述的一种石油钻井多工位内防喷工具试压装置，其特征在于，所述马达和减速机（40）安装在升降机械臂（20）上，马达连接减速机（40）和磁力吊具（21）的旋转开关。
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