CN111761293A - 防喷器用螺杆扣表面加工修复设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防喷器用螺杆扣表面加工修复设备及其使用方法，其中设备包括气动卡盘和板牙，气动卡盘固定螺杆，板牙卡接在手动卡盘上并由调速电机驱动旋转，再通过滑动座带动板牙进给并完成螺杆扣表面的修复，另外，通过限位开关和PLC电气控制箱还能够实现板牙的自动回退。使用方法主要包括气动卡盘夹紧螺杆，调速电机带动板牙旋转并移至螺杆处进行修复加工，自动控制板牙回退，各部件复位并下料。本发明能够快速修复清理防喷器螺杆扣表面，可以优质高效的对螺杆扣表面进行切削修复，节省螺杆修复时间，提高管具的技术服务质量。

Description

防喷器用螺杆扣表面加工修复设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及钻井用螺杆的丝扣表面修复领域，尤其是一种防喷器用螺杆扣表面加工修复设备及其使用方法。

背景技术

防喷器是钻井过程中重要的井控装备，防喷器按型号大小，布置有几十条M20-M58直径的双头螺杆。每次检修时，需要将螺杆一一拆除后，清理去除磕碰伤痕、锈蚀油泥等妨碍上紧的缺陷。目前的修复方式分为两种，小直径螺杆采用板牙修复，大直径螺杆采用锉刀修复的方式，修复费时费力，无法满足现场大量螺杆修复需求。因此，迫切需要研制能自动修复螺杆扣的装置，以节省螺杆修复时间，提高管具的技术服务质量。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种防喷器用螺杆扣表面加工修复设备及其使用方法，其中设备结构紧凑合理、自动化程度高、工作效率高且能够适于多种型号的螺杆的修复加工，使用方法简便、易操作。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种防喷器用螺杆扣表面加工修复设备，包括机座柜、修复台底座、气动卡盘、固定座、空气压缩机、手动卡盘、板牙、调速电机、滑动座、手轮、PLC电气控制箱和操作面板；

所述修复台底座水平固接在机座柜上；

所述气动卡盘通过固定座安装在修复台底座上，该气动卡盘还通过气动管路与空气压缩机连接；

所述固定座的后端贯穿形成有插孔，以便于待修复的螺杆能够经插孔进入至气动卡盘的中孔内并由气动卡盘夹紧固定；

所述手动卡盘与气动卡盘同轴设置，该手动卡盘与气动卡盘相对的一端可拆卸地同轴安装有板牙、另一端与调速电机的输出端同轴固接；

所述调速电机固接在滑动座上；

所述滑动座通过滑轨可滑动地安装在修复台底座上；

所述手轮通过齿轮齿条机构与滑动座传动连接，通过转动手轮能够带动滑动座沿着手动卡盘的轴线方向往复移动；

所述PLC电气控制箱分别与空气压缩机和调速电机电连接，以用于控制气动卡盘的松紧动作以及调速电机的启闭、转速和转向；

所述操作面板用于PLC电气控制箱的指令输入。

进一步地，防喷器用螺杆扣表面加工修复设备还包括工具抽屉，所述工具抽屉和空气压缩机一起集成在机座柜的内部，所述操作面板固接在机座柜一侧上部。

进一步地，所述气动卡盘和板牙之间的下方设有接油盘。

进一步地，所述修复台底座的边缘向上形成有围挡，所述手轮可转动地安装在围挡上，且该手轮同轴连接有一齿轮，所述滑动座的一侧固接有一齿条，且齿条与齿轮相互啮合。

进一步地，防喷器用螺杆扣表面加工修复设备还包括限位开关，所述限位开关安装在修复台底座上，并与PLC电气控制箱电连接；该限位开关与滑动座相配合使用，当滑动座触碰限位开关后，限位开关向PLC电气控制箱发送信号，之后由PLC电气控制箱控制调速电机的状态。

一种基于防喷器用螺杆扣表面加工修复设备的第一种使用方法，包括以下步骤：

S1、从固定座后端的插孔装入待修复的螺杆，螺杆待修复端的丝扣尾部暴露在气动卡盘的外部；

S2、启动气动卡盘并夹紧待修复的螺杆；

S3、将与待修复的螺杆相匹配的板牙装入手动卡盘并旋紧；

S4、在操作面板上设置调速电机的调速器功率以及转向，并启动调速电机正向旋转；

S5、转动手轮，驱动板牙缓慢前进靠近待修复的螺杆表面，直至套入丝扣，松开手轮；

S6、调速电机驱动板牙顺螺纹线前进，待板牙修复螺杆接近剩余1-2扣时，按停调速电机；

S7、待2-3秒后，在操作面板上设置调速电机的转向，并启动调速电机反向旋转；

S8、目测板牙顺螺纹线退出已修复的螺杆后，按停调速电机，之后操作手轮使调速电机退至初始位置；

S9、最后操作气动卡盘松开已修复的螺杆，从固定座后端的插孔中取出已修复的螺杆，操作结束。

一种基于防喷器用螺杆扣表面加工修复设备的第二种使用方法，包括以下步骤：

S1、从固定座后端的插孔装入待修复的螺杆，螺杆待修复端的丝扣尾部暴露在气动卡盘的外部；

S2、启动气动卡盘并夹紧待修复的螺杆；

S3、将与待修复的螺杆相匹配的板牙装入手动卡盘并旋紧；

S4、在操作面板上设置调速电机的调速器功率以及转向，并启动调速电机正向旋转；

S5、转动手轮，驱动板牙缓慢前进靠近待修复的螺杆表面，直至套入丝扣，松开手轮；

S6、调速电机驱动板牙顺螺纹线前进，直至滑动座触碰限位开关，PLC电气控制箱接收到限位开关发送的信号，并控制调速电机停止2-3秒,之后再控制调速电机反向旋转；

S7、板牙自动顺螺纹线退出已修复的螺杆后，调速电机自动停止，之后操作手轮使调速电机退至初始位置；

S8、最后操作气动卡盘松开已修复的螺杆，从固定座后端的插孔中取出已修复的螺杆，操作结束。

本发明的有益效果是：本发明能够快速修复清理防喷器螺杆扣表面，可以优质高效的对螺杆扣表面进行切削修复，节省螺杆修复时间，提高管具的技术服务质量。对于不同型号的螺杆，只要更换相应的板牙即可对螺杆进行修复加工，本发明适于多种型号螺杆的修复加工，修复范围可达M20-M58。

附图说明

为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。

图1为本发明中设备的立体结构示意图；

图2为本发明中设备的主电路及控制原理图；

图3为PLC电气控制箱的控制原理图；

图4为PLC电气控制箱的梯形图；

图5为本发明中使用方法的流程图。

其中，1-机座柜，2-工具抽屉，3-PLC电气控制箱，4-修复台底座，5-固定座，6-气动卡盘，7-接油盘，8-手动卡盘，9-联轴器，10-调速电机，11-滑动座，12-手轮，13-空气压缩机，14-操作面板。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

在本发明的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

如图1至图4所示，本发明中防喷器用螺杆扣表面加工修复设备包括机座柜1、工具抽屉2、PLC电气控制箱3、修复台底座4、固定座5、气动卡盘6、接油盘7、手动卡盘8、板牙(图中未示)、联轴器9、调速电机10、滑动座11、手轮12、限位开关(图中未示)、空气压缩机13和操作面板14。

本发明中防喷器用螺杆扣表面加工修复设备主要分为三部分，分别为架体部分、加工机构部分和控制部分。

架体部分主要由机座柜1和修复台底座4构成，具体如下：

机座柜1是采用金属梁焊接而成的矩形立体框架，作为整个设备的支撑主体，设备中的其他组成部件合理的集成在机座柜1上，如工具抽屉2和空气压缩机13可集成到机座柜1的内部，使得整个设备结构更加紧凑、不占用空间；修复台底座4固定在机座柜1的顶部，用作加工机构部分的支撑，修复台底座4采用金属制成并设计为矩形板，且在其四周形成有围挡，对集成在其上的部件有一定的保护作用。

加工机构部分主要由固定座5、气动卡盘6、接油盘7、手动卡盘8、板牙、联轴器9、调速电机10、滑动座11、手轮12和空气压缩机13构成，具体如下：

气动卡盘6通过固定座5安装在修复台底座4的尾端上部，气动卡盘6与空气压缩机13连接，空气压缩机13通过气动管路向气动卡盘6内供气，以控制气动卡盘6的松紧开合。

固定座5的后端贯穿形成有插孔，以便于待修复的螺杆能够经插孔进入至气动卡盘6的中孔内，再由空气压缩机13驱动气动卡盘6将待修复的螺杆夹紧固定。

手动卡盘8与气动卡盘6同轴设置，手动卡盘8与气动卡盘6相对的一端可拆卸地同轴安装有板牙，使得气动卡盘6与板牙同轴设置，手动卡盘8的另一端与调速电机10的输出端通过联轴器9同轴固接。

调速电机10固接在滑动座11上；滑动座11通过滑轨安装在修复台底座4的前端，滑轨与手动卡盘8的轴线平行设置，滑动座11沿着滑轨前后滑动，并可带动调速电机10、手动卡盘8及板牙移动，其中板牙与气动卡盘6同轴，在滑动座11的带动下板牙能够沿着气动卡盘6的轴线进行轴向往复移动。

手轮12通过齿轮齿条机构与滑动座传动连接，具体地，手轮12可转动地安装在修复台底座4的围挡上，且手轮12同轴连接有一齿轮，滑动座11的一侧固接有一齿条，且齿条与齿轮相互啮合。通过转动手轮12能够带动滑动座11沿着手动卡盘8的轴线方向往复移动，进而调整板牙与气动卡盘6之间的距离，为修复加工做好准备。

接油盘7固接在修复台底座4上，并处于气动卡盘6和板牙之间的下方，用于收集油污；接油盘7的位置选择要避免与板牙的行进线路产生干涉。

控制部分主要由PLC电气控制箱3、限位开关和操作面板14构成，具体如下：

PLC电气控制箱3分别与空气压缩机13和调速电机10电连接，以用于控制气动卡盘6的状态以及调速电机10的状态。

限位开关与PLC电气控制箱3电连接并可向PLC电气控制箱3发送指令信号；限位开关固接在修复台底座4上，并与滑动座11相配合使用，当滑动座11触碰到限位开关，即可触发限位开关向PLC电气控制箱3发送信号，并指使PLC电气控制箱3改变调速电机10的状态，使得板牙退出已修复的螺杆。其中，限位开关还可以选择非接触式限位开关，只要滑动座11进入至限位开关的安全限位范围内，即可触发限位开关向PLC电气控制箱3发送指令信号。

操作面板14与PLC电气控制箱3电连接并可向PLC电气控制箱3发送指令信号；操作面板14固接在机座柜1的一侧上部，并用于PLC电气控制箱3的指令输入。

如图5所示，一种基于防喷器用螺杆扣表面加工修复设备的使用方法，具体过程如下：

从固定座5后端的插孔装入待修复的螺杆，螺杆待修复端的丝扣尾部露出气动卡盘2-3mm，启动气动卡盘6，夹紧待修复的螺杆。将与待修复的螺栓相匹配的板牙装入手动卡盘8并旋紧。在操作面板14上电机调速器功率先设置为80％，电机开关搬至“正转”，启动调速电机10，开始旋转。转动手轮12并驱动板牙缓慢前进靠近待修复的螺杆表面，直至套入丝扣，松开操作手轮。之后对螺杆进行修复，并有两种操作选择，即手动操作和自动操作。

手动操作：调速电机10驱动板牙顺螺纹线前进，待板牙修复螺杆接近剩余1-2扣时，按停电机。待2-3秒后，将操作面板14上电机开关搬至“反转”，启动调速电机10，目测板牙顺螺纹线退出已修复的螺杆。按停调速电机10，操作手轮12使调速电机10退至初始位置。操作气动卡盘6松开夹紧已修复的螺杆，从固定座5后端的插孔内取出已修复的螺杆，操作结束。

自动操作：手轮12操作调速电机10旋转板牙进入待修复螺纹面后，在操作面板14上按自动按钮，板牙修复螺纹，自行前进至安全限位。然后限位开关被触发，自动停止调速电机10，2-3秒后调速电机10反转，自动顺螺纹线退出已修复螺纹面。操作气动卡盘6松开已修复的螺杆，从固定座5后端的插孔内取出已修复的螺杆，操作结束。

工作时，主要采用自动操作对螺杆进行修复加工，当自动操作出现问题后，可由手动操作代替。

本发明能够对拆卸下的防喷器螺杆扣表面进行板牙修复，通过调速电机低速带动板牙旋转，对螺杆扣表面进行机械切削，去除螺杆扣表面的磕碰痕迹、锈蚀油漆油泥等妨碍连接的扣表面缺陷。本发明能够在现场使用，有效地解决往常由人来旋转板牙修复螺杆扣时所出现的费时费力问题，而且可以修复不能手工操作的大直径螺杆的问题，提高防喷器整体修复的技术服务质量。

本发明能够快速修复清理防喷器螺杆扣表面，可以优质高效的对螺杆扣表面进行切削修复，节省螺杆修复时间，提高管具的技术服务质量。对于不同型号的螺杆，只要更换相应的板牙即可对螺杆进行修复加工，修复范围较为广泛。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (7)

1.一种防喷器用螺杆扣表面加工修复设备，其特征在于，包括机座柜、修复台底座、气动卡盘、固定座、空气压缩机、手动卡盘、板牙、调速电机、滑动座、手轮、PLC电气控制箱和操作面板；

所述修复台底座水平固接在机座柜上；

所述气动卡盘通过固定座安装在修复台底座上，该气动卡盘还通过气动管路与空气压缩机连接；

所述固定座的后端贯穿形成有插孔，以便于待修复的螺杆能够经插孔进入至气动卡盘的中孔内并由气动卡盘夹紧固定；

所述手动卡盘与气动卡盘同轴设置，该手动卡盘与气动卡盘相对的一端可拆卸地同轴安装有板牙、另一端与调速电机的输出端同轴固接；

所述调速电机固接在滑动座上；

所述滑动座通过滑轨可滑动地安装在修复台底座上；

所述手轮通过齿轮齿条机构与滑动座传动连接，通过转动手轮能够带动滑动座沿着手动卡盘的轴线方向往复移动；

所述PLC电气控制箱分别与空气压缩机和调速电机电连接，以用于控制气动卡盘的松紧动作以及调速电机的启闭、转速和转向；

所述操作面板用于PLC电气控制箱的指令输入。

2.根据权利要求1所述的防喷器用螺杆扣表面加工修复设备，其特征在于，还包括工具抽屉，所述工具抽屉和空气压缩机一起集成在机座柜的内部，所述操作面板固接在机座柜一侧上部。

3.根据权利要求1所述的防喷器用螺杆扣表面加工修复设备，其特征在于，所述气动卡盘和板牙之间的下方设有接油盘。

4.根据权利要求1所述的防喷器用螺杆扣表面加工修复设备，其特征在于，所述修复台底座的边缘向上形成有围挡，所述手轮可转动地安装在围挡上，且该手轮同轴连接有一齿轮，所述滑动座的一侧固接有一齿条，且齿条与齿轮相互啮合。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的防喷器用螺杆扣表面加工修复设备，其特征在于，还包括限位开关，所述限位开关安装在修复台底座上，并与PLC电气控制箱电连接；该限位开关与滑动座相配合使用，当滑动座触碰限位开关后，限位开关向PLC电气控制箱发送信号，之后由PLC电气控制箱控制调速电机的状态。

6.一种基于权利要求1-4中任一项所述的防喷器用螺杆扣表面加工修复设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、从固定座后端的插孔装入待修复的螺杆，螺杆待修复端的丝扣尾部暴露在气动卡盘的外部；

S2、启动气动卡盘并夹紧待修复的螺杆；

S3、将与待修复的螺杆相匹配的板牙装入手动卡盘并旋紧；

S4、在操作面板上设置调速电机的调速器功率以及转向，并启动调速电机正向旋转；

S5、转动手轮，驱动板牙缓慢前进靠近待修复的螺杆表面，直至套入丝扣，松开手轮；

S6、调速电机驱动板牙顺螺纹线前进，待板牙修复螺杆接近剩余1-2扣时，按停调速电机；

S7、待2-3秒后，在操作面板上设置调速电机的转向，并启动调速电机反向旋转；

S8、目测板牙顺螺纹线退出已修复的螺杆后，按停调速电机，之后操作手轮使调速电机退至初始位置；

S9、最后操作气动卡盘松开已修复的螺杆，从固定座后端的插孔中取出已修复的螺杆，操作结束。

7.一种基于权利要求5所述的防喷器用螺杆扣表面加工修复设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、从固定座后端的插孔装入待修复的螺杆，螺杆待修复端的丝扣尾部暴露在气动卡盘的外部；

S2、启动气动卡盘并夹紧待修复的螺杆；

S3、将与待修复的螺杆相匹配的板牙装入手动卡盘并旋紧；

S4、在操作面板上设置调速电机的调速器功率以及转向，并启动调速电机正向旋转；

S5、转动手轮，驱动板牙缓慢前进靠近待修复的螺杆表面，直至套入丝扣，松开手轮；

S6、调速电机驱动板牙顺螺纹线前进，直至滑动座触碰限位开关，PLC电气控制箱接收到限位开关发送的信号，并控制调速电机停止2-3秒,之后再控制调速电机反向旋转；

S7、板牙自动顺螺纹线退出已修复的螺杆后，调速电机自动停止，之后操作手轮使调速电机退至初始位置；

S8、最后操作气动卡盘松开已修复的螺杆，从固定座后端的插孔中取出已修复的螺杆，操作结束。

Images