CN116213622B - 一种加重钻杆加厚成型装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及小口径管壁加厚成型领域，公开了一种加重钻杆加厚成型装置及工艺，包括有固定架、安装架、中频炉等；固定架上安装有安装架，安装架内安放有中频炉，加厚机构安装在固定架上，加厚机构用于对加重钻杆的一侧进行墩粗处理。本申请将加重钻杆分多步进行加厚成型，避免单次加工时加重钻杆内外出现褶皱的情况，同时使得加厚部分粗细均匀，提高了产品的质量。

Description

一种加重钻杆加厚成型装置及工艺

技术领域

本发明涉及小口径管壁加厚成型领域，尤其涉及一种加重钻杆加厚成型装置及工艺。

背景技术

钻杆一般采用无缝钢管制造，钢管在制造时管壁不能太厚，管壁过厚一则增加成本，二则由于自身重量增大会影响钻机工作，而管壁太薄则难以加工螺纹，容易影响钻杆与钻头的连接，因此一般将钻杆的一端进行加厚处理以在钢管上加工螺纹，使钻杆与钻头连接。

目前在对钻杆的管壁进行加厚加粗前，需要由工作人员搬运钻杆，先将钻杆的一端插入加热机构中进行加热，随后再将钻杆放入压力机中，压力机对钻杆加热的一端施加轴向压力使钻杆变短的同时对其进行加粗，如果直接对钻杆进行墩粗，钻杆本身的变化自由度较高，导致钻杆被施压的一端很容易产生褶皱，进而影响钻杆本身的质量。

发明内容

本发明提供一种加重钻杆加厚成型装置及工艺，以解决上述问题。

本发明的技术方案为：一种加重钻杆加厚成型装置，包括有固定架、安装架、中频炉、加厚机构，固定架上安装有安装架，安装架内安放有中频炉，加厚机构安装在固定架上，加厚机构用于对加重钻杆的一侧进行墩粗处理。

优选地，加厚机构包括有外径调整气缸、一次压制模具、内径调整气缸、二次压制模具和夹紧组件，固定架的中部安装有外径调整气缸，外径调整气缸的伸缩杆上连接一次压制模具，固定架的左端安装有内径调整气缸，内径调整气缸的伸缩杆上连接二次压制模具，夹紧组件安装在固定架上，夹紧组件用于将待加工的加重钻杆夹紧。

优选地，夹紧组件包括固定框、夹紧气缸、固定块、调节齿轮、上夹紧块、上齿条、下夹紧块和下齿条，固定架上固定有固定框，固定框上对称的安装有夹紧气缸和固定块，固定框内对称的滑动连接有上夹紧块和下夹紧块，夹紧气缸的伸缩杆连接在上夹紧块上，上夹紧块上固定有上齿条，下夹紧块上固定有下齿条，固定块上转动设有调节齿轮，调节齿轮分别与上齿条和下齿条啮合。

优选地，还包括支撑架、导向框和固定滑道，固定架的前端设有支撑架，支撑架上安装有导向框，导向框内侧设有固定滑道。

优选地，导向框和固定滑道均为耐高温材料制成，且固定滑道内设有多个限位坡。

优选地，支撑架包括有自动送料机构，自动送料机构用于自动将加重钻杆送入中频炉或加厚机构中。

优选地，自动送料机构包括固定齿条、导向架、升降块、控制电机、升降齿轮、推动架、滑动块、滑动夹板、顶紧弹簧和推送组件，支撑架上固定有固定齿条和导向架，导向架内上下方向滑动设有升降块，升降块上安装有控制电机，控制电机的输出轴连接升降齿轮，升降齿轮与固定齿条啮合，导向架内还滑动设有滑动块，升降块与滑动块之间共同铰接有推动架，滑动块上滑动设有滑动夹板，滑动夹板与滑动块之间设有顶紧弹簧，推送组件安装在支撑架内，推送组件用于推动加重钻杆并使其沿固定滑道滑动。

优选地，推送组件包括拨动杆、固定柱、升降架、三角推块、转动板、推动杆、固定座和单向转动挡板，升降块的后侧固定有拨动杆，支撑架内固定有固定柱，固定柱上滑动设有升降架，升降架上固定有三角推块，升降架底部固定有推动杆，导向架内固定有固定座，固定座上转动设有转动板，推动杆与转动板滑动连接，转动板上靠近升降块的一侧设有单向转动挡板。

一种加重钻杆加厚成型装置的加工工艺，包括以下步骤：

第一步：将加重钻杆并排放入导向框内，由固定滑道和导向框对其进行支撑；

第二步：启动自动送料机构，自动送料机构能够推动加重钻杆从固定滑道上的限位坡处移开并向左滑动，随后通过自动送料机构将加重钻杆放入中频炉内进行加热，加热过后的加重钻杆被自动送料机构推送至加厚机构前方；

第三步：自动送料机构将加热过后的加重钻杆送入加厚机构内，加厚机构对加重钻杆加热的一端进行墩粗加工，将加重钻杆被加热的一端加厚；

第四步：墩粗成型后的加重钻杆在自动送料机构的推送下将会沿着导向框和固定滑道向左侧滑出，由工作人员进行收集。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本申请将加重钻杆分多步进行加厚成型，避免单次加工时加重钻杆内外出现褶皱的情况，同时使得加厚部分粗细均匀，提高了产品的质量；

2、在对加重钻杆进行墩粗前，上夹紧块和下夹紧块共同将加重钻杆夹紧，且上夹紧块和下夹紧块的后侧设有倾斜的弧度，使加重钻杆的过渡处更加平滑，能够避免加重钻杆在墩粗的过程中向前移动；

3、导向框以及固定滑道内能够暂时存储部分加重钻杆，导向框以及固定滑道还能够使加重钻杆向左滑动，方便工作人员放置加重钻杆或对加重钻杆的位置进行调整，同时也方便工作人员观察设备的运行状况；

4、加工时，控制电机通过升降齿轮带动升降块上下移动，同时还能够通过推动架带动滑动块沿导向架内的L形滑道滑动，在滑动块滑动的过程中，滑动夹板与顶紧弹簧共同将滑动块上的加重钻杆夹紧，使得加重钻杆随滑动块移动，实现了自动将加重钻杆放入中频炉或者加厚机构内，提高了设备的自动化程度，也降低了工人的工作强度，提高了生产效率；

5、在将加重钻杆加热或墩粗完毕后，升降块下降时能够通过拨动杆带动转动板旋转，使得推动杆和升降架向上移动，最终通过三角推块将加工完毕的加重钻杆顶起，使加重钻杆沿固定滑道滑动到下一个加工位置，实现了自动推送加重钻杆的功能。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明一次压制模具的结构示意图；

图3为本发明夹紧组件的结构示意图；

图4为本发明固定滑道的结构示意图；

图5为本发明自动送料机构的结构示意图；

图6为本发明固定座处的结构示意图；

图7为本发明单向转动挡板处的结构示意图。

在图中：1、固定架，101、安装架，102、中频炉，103、外径调整气缸，104、一次压制模具，105、内径调整气缸，106、二次压制模具，2、固定框，201、夹紧气缸，202、固定块，203、调节齿轮，204、上夹紧块，205、上齿条，206、下夹紧块，207、下齿条，3、支撑架，301、导向框，302、固定滑道，4、固定齿条，401、导向架，402、升降块，4021、拨动杆，403、控制电机，404、升降齿轮，405、推动架，406、滑动块，407、滑动夹板，408、顶紧弹簧，5、固定柱，501、升降架，502、三角推块，503、转动板，504、推动杆，505、固定座，506、单向转动挡板。

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了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

一种加重钻杆加厚成型装置，如图1-7所示，包括有固定架1、安装架101、中频炉102、加厚机构，固定架1上安装有安装架101，安装架101内安放有中频炉102，中频炉102用于将加重钻杆的待加工端加热，安装架101在对应中频炉102入口的位置开设有通孔，加厚机构安装在固定架1上，加厚机构用于对加重钻杆的一侧进行墩粗处理。

加工时，先将加重钻杆的一端放入中频炉102中，使用中频炉102对加重钻杆待加工的一侧进行加热，当将加重钻杆加热到一定温度后，关闭中频炉102，随后将加重钻杆取出并放入加厚机构中，使用加厚机构对加重钻杆加热的一端进行墩粗，实现将加重钻杆加厚成型的功能。

如图1-图3所示，加厚机构包括有外径调整气缸103、一次压制模具104、内径调整气缸105、二次压制模具106和夹紧组件，固定架1的中部安装有外径调整气缸103，外径调整气缸103的伸缩杆上连接一次压制模具104，一次压制模具104的内径与加重钻杆的内径相同，一次压制模具104的外径比加重钻杆的外径大，一次压制模具104刚好能够插入加重钻杆内且能够与加重钻杆的内壁贴合，固定架1的左端安装有内径调整气缸105，内径调整气缸105的伸缩杆上连接二次压制模具106，二次压制模具106的外径与一次墩粗后得到的加重钻杆的外径相同，二次压制模具106的内径要小于一次墩粗后得到的加重钻杆的内径，夹紧组件安装在固定架1上，夹紧组件用于将待加工的加重钻杆夹紧。

将加重钻杆的一端加热过后，将加重钻杆放入一次压制模具104前侧的夹紧组件内，使夹紧组件将加重钻杆夹紧，随后启动外径调整气缸103，外径调整气缸103推动一次压制模具104向加重钻杆处移动，一次压制模具104的内径与钻杆的内径相同，一次压制模具104的外径比钻杆的外径要大很多，在外径调整气缸103推动一次压制模具104移动的过程中，加重钻杆被加热的一端被挤压墩粗，且其内径不变外径变粗，一次压制完毕后，将加重钻杆放入二次压制模具106前侧的夹紧组件内，随后启动内径调整气缸105，内径调整气缸105推动二次压制模具106向加重钻杆处移动，二次压制模具106的外径与一次墩粗后得到的加重钻杆的外径相同，二次压制模具106的内径要小于一次墩粗后得到的加重钻杆的内径，二次墩粗完毕后，加重钻杆被加工的一端内径变小，外径扩大，实现了加厚的功能。

如图2-图3所示，夹紧组件包括固定框2、夹紧气缸201、固定块202、调节齿轮203、上夹紧块204、上齿条205、下夹紧块206和下齿条207，固定架1上固定有固定框2，固定框2上对称的安装有夹紧气缸201和固定块202，两个固定块202位于两个夹紧气缸201的内侧，固定框2内的左右侧壁上均滑动连接有上夹紧块204和下夹紧块206，上夹紧块204和下夹紧块206的内侧设有半圆柱形的卡槽，上夹紧块204和下夹紧块206接触后可将加重钻杆夹紧，夹紧气缸201的伸缩杆连接在上夹紧块204上，上夹紧块204上固定有上齿条205，下夹紧块206上固定有下齿条207，固定块202上转动设有调节齿轮203，调节齿轮203分别与上齿条205和下齿条207啮合，上夹紧块204与下夹紧块206移动的方向相反。

在对加重钻杆进行墩粗前，先将加重钻杆放入下夹紧块206内，随后启动夹紧气缸201，夹紧气缸201将带动上夹紧块204向下滑动，同时通过上齿条205带动调节齿轮203旋转，调节齿轮203旋转使得下齿条207和下夹紧块206沿固定框2向上滑动，当上夹紧块204与下夹紧块206接触时，加重钻杆被上夹紧块204和下夹紧块206夹紧，实现了夹紧加重钻杆的功能。

如图4所示，还包括支撑架3、导向框301和固定滑道302，固定架1的前端设有支撑架3，支撑架3上安装有导向框301，导向框301的宽度始终与加重钻杆的宽度相当，即加重钻杆的一端加粗变短后，导向框301的宽度对应的变窄，导向框301内侧设有固定滑道302，固定滑道302与导向框301共同对加重钻杆进行支撑。

加工前，先将待加工的加重钻杆放入导向框301内，由导向框301以及固定滑道302对其进行支撑，随后在加工时可沿导向框301和固定滑道302依次对同一个加重钻杆进行加热、一次墩粗和二次墩粗处理，实现传递加重钻杆的功能。

如图4所示，导向框301和固定滑道302均为耐高温材料制成，且固定滑道302内设有多个限位坡；在对加重钻杆进行加工时，未进行加工的加重钻杆会停留在固定滑道302上最右端的限位坡处，加热过的加重钻杆会停留在固定滑道302上从右侧数第二个的限位坡处，一次墩粗过的加重钻杆会停留在固定滑道302上从右侧数第三个的限位坡处，实现隔开不同加工阶段的加重钻杆的功能。

如图4-图7所示，支撑架3包括有自动送料机构，自动送料机构用于自动将加重钻杆送入中频炉102或加厚机构中；自动送料机构设有多组，每组自动送料机构分别对应中频炉102或加厚机构，在对加重钻杆进行加工过的过程中，自动送料机构能够自动夹紧加重钻杆并将其送入中频炉102或加厚机构中，加工过后的加重钻杆将在自动送料机构的推动下进入下一个工位，实现自动推送加重钻杆的功能。

如图4-图7所示，自动送料机构包括固定齿条4、导向架401、升降块402、控制电机403、升降齿轮404、推动架405、滑动块406、滑动夹板407、顶紧弹簧408和推送组件，支撑架3上固定有固定齿条4和导向架401，导向架401内上下方向滑动设有升降块402，升降块402上安装有控制电机403，控制电机403的输出轴连接升降齿轮404，升降齿轮404与固定齿条4啮合，控制电机403通过升降齿轮404带动升降块402沿固定齿条4上下移动，导向架401内设有L形滑道，导向架401内的L形滑道中还滑动设有滑动块406，升降块402与滑动块406之间共同铰接有推动架405，升降块402通过推动架405带动滑动块406在导向架401内滑动，滑动块406上滑动设有滑动夹板407，滑动夹板407与滑动块406之间设有顶紧弹簧408，顶紧弹簧408的两端分别固定在滑动夹板407与滑动块406上, 滑动夹板407与顶紧弹簧408配合将加重钻杆夹紧，推送组件安装在支撑架3内，推送组件用于推动加重钻杆并使其沿固定滑道302滑动。

加工的过程中，启动控制电机403，控制电机403带动升降齿轮404旋转，升降齿轮404旋转时将沿固定齿条4向上移动并带动升降块402沿导向架401向上滑动，在升降块402向上滑动的过程中，升降块402通过推动架405将推动滑动块406沿着导向架401内的L形滑道滑动，滑动块406向上滑动时会先与导向框301以及固定滑道302内的加重钻杆接触，由于加重钻杆较重，加重钻杆会将两个滑动夹板407向外撑开并压缩顶紧弹簧408，随后落在滑动块406上，此时两个滑动夹板407在顶紧弹簧408的弹力作用下会将加重钻杆夹住，随着滑动块406继续上升，加重钻杆会随之上升，当滑动块406上升到最高处时，加重钻杆刚好对准中频炉102或加厚机构，此时滑动块406将沿导向架401内的L形滑道向后滑动，加重钻杆将随滑动块406向后滑动，加重钻杆向后滑动的过程中会插入中频炉102或加厚机构中，对加重钻杆加工完毕后，控制电机403反向旋转，使得升降齿轮404反向旋转并沿固定齿条4下降，升降块402也会随之下降，滑动块406在升降块402和推动架405的拉动下沿导向架401内的L形滑道原路返回，加重钻杆也随滑动块406移动，在滑动块406下降的过程中，加重钻杆会与导向框301和固定滑道302接触并从滑动块406中脱离，随着升降块402继续下降，推送组件上升将处理过的加重钻杆顶起，使加重钻杆经过固定滑道302上设置的限位坡并向左滚动，实现自动送料的功能。

如图6-图7所示，推送组件包括拨动杆4021、固定柱5、升降架501、三角推块502、转动板503、推动杆504、固定座505和单向转动挡板506，升降块402的后侧固定有拨动杆4021，拨动杆4021可在升降块402上转动，支撑架3内固定有固定柱5，固定柱5上滑动设有升降架501，升降架501上固定有三角推块502，三角推块502上升时刚好能够将一个加重钻杆向上撑起并使其向左滚动，升降架501底部固定有推动杆504，导向架401内固定有固定座505，固定座505上转动设有转动板503，推动杆504与转动板503滑动连接，转动板503旋转时可带动推动杆504上下移动，转动板503上靠近升降块402的一侧设有单向转动挡板506，单向转动挡板506只能向上摆动，升降块402带动拨动杆4021上升时单向转动挡板506能够向上旋转，升降块402带动拨动杆4021下降时能够通过单向转动挡板506带动转动板503旋转。

在升降块402上升时，拨动杆4021与单向转动挡板506接触并使之向上旋转，当拨动杆4021与单向转动挡板506脱离接触后，单向转动挡板506将会自动向下转动复位，当升降块402下降时，拨动杆4021将会通过单向转动挡板506带动转动板503绕固定座505旋转，同时使得转动板503另一侧的推动杆504上升，推动杆504上升会将固定柱5上的升降架501向上顶起，升降架501上的三角推块502会随之上升，三角推块502在上升的过程中会与导向框301和固定滑道302中的加重钻杆接触，并将固定滑道302上的对应的限位坡处的第一个加重钻杆向上顶起，实现推动加重钻杆移动的功能。

一种加重钻杆加厚成型的加工工艺包括以下步骤：

第一步：将加重钻杆并排放入导向框301内，由固定滑道302和导向框301对其进行支撑；

第二步：启动自动送料机构，自动送料机构能够推动加重钻杆从固定滑道302上的限位坡处移开并向左滑动，随后通过自动送料机构将加重钻杆放入中频炉102内进行加热，加热过后的加重钻杆被自动送料机构推送至加厚机构前方；

第三步：自动送料机构将加热过后的加重钻杆送入加厚机构内，加厚机构对加重钻杆加热的一端进行墩粗加工，将加重钻杆被加热的一端加厚；

第四步：墩粗成型后的加重钻杆在自动送料机构的推送下将会沿着导向框301和固定滑道302向左侧滑出，由工作人员进行收集。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种加重钻杆加厚成型装置，包括有固定架（1）、安装架（101）和中频炉（102），固定架（1）上安装有安装架（101），安装架（101）内安放有中频炉（102），其特征是，还包括有加厚机构和自动送料机构，加厚机构安装在固定架（1）上，加厚机构用于对加重钻杆的一侧进行墩粗处理，自动送料机构用于自动将加重钻杆送入中频炉（102）或加厚机构中；

加厚机构包括有外径调整气缸（103）、一次压制模具（104）、内径调整气缸（105）、二次压制模具（106）和夹紧组件，固定架（1）的中部安装有外径调整气缸（103），外径调整气缸（103）的伸缩杆上连接一次压制模具（104），固定架（1）的左端安装有内径调整气缸（105），内径调整气缸（105）的伸缩杆上连接二次压制模具（106），夹紧组件安装在固定架（1）上，夹紧组件用于将待加工的加重钻杆夹紧；

还包括支撑架（3）、导向框（301）和固定滑道（302），固定架（1）的前端设有支撑架（3），支撑架（3）上安装有导向框（301），导向框（301）内侧设有固定滑道（302）；

自动送料机构包括固定齿条（4）、导向架（401）、升降块（402）、控制电机（403）、升降齿轮（404）、推动架（405）、滑动块（406）、滑动夹板（407）、顶紧弹簧（408）和推送组件，支撑架（3）上固定有固定齿条（4）和导向架（401），导向架（401）内上下方向滑动设有升降块（402），升降块（402）上安装有控制电机（403），控制电机（403）的输出轴连接升降齿轮（404），升降齿轮（404）与固定齿条（4）啮合，导向架（401）内还滑动设有滑动块（406），升降块（402）与滑动块（406）之间共同铰接有推动架（405），滑动块（406）上滑动设有滑动夹板（407），滑动夹板（407）与滑动块（406）之间设有顶紧弹簧（408），推送组件安装在支撑架（3）内，推送组件用于推动加重钻杆并使其沿固定滑道（302）滑动；

推送组件包括拨动杆（4021）、固定柱（5）、升降架（501）、三角推块（502）、转动板（503）、推动杆（504）、固定座（505）和单向转动挡板（506），升降块（402）的后侧固定有拨动杆（4021），支撑架（3）内固定有固定柱（5），固定柱（5）上滑动设有升降架（501），升降架（501）上固定有三角推块（502），升降架（501）底部固定有推动杆（504），导向架（401）内固定有固定座（505），固定座（505）上转动设有转动板（503），推动杆（504）与转动板（503）滑动连接，转动板（503）上靠近升降块（402）的一侧设有单向转动挡板（506）。

2.按照权利要求1所述的一种加重钻杆加厚成型装置，其特征是，夹紧组件包括固定框（2）、夹紧气缸（201）、固定块（202）、调节齿轮（203）、上夹紧块（204）、上齿条（205）、下夹紧块（206）和下齿条（207），固定架（1）上固定有固定框（2），固定框（2）上对称的安装有夹紧气缸（201），固定框（2）中对称的固接有固定块（202），固定框（2）内对称的滑动连接有上夹紧块（204）和下夹紧块（206），夹紧气缸（201）的伸缩杆连接在上夹紧块（204）上，上夹紧块（204）上固定有上齿条（205），下夹紧块（206）上固定有下齿条（207），固定块（202）上转动设有调节齿轮（203），调节齿轮（203）分别与上齿条（205）和下齿条（207）啮合。

3.按照权利要求1所述的一种加重钻杆加厚成型装置，其特征是，导向框（301）和固定滑道（302）均为耐高温材料制成，且固定滑道（302）内设有多个限位坡。

4.一种加重钻杆加厚成型工艺，其特征是，采用权利要求3所述的一种加重钻杆加厚成型装置，该加工工艺包括以下步骤：

第一步：将加重钻杆并排放入导向框（301）内，由固定滑道（302）和导向框（301）对其进行支撑；

第二步：启动自动送料机构，自动送料机构能够推动加重钻杆从固定滑道（302）上的限位坡处移开并向左滑动，随后通过自动送料机构将加重钻杆放入中频炉（102）内进行加热，加热过后的加重钻杆被自动送料机构推送至加厚机构前方；

第三步：自动送料机构将加热过后的加重钻杆送入加厚机构内，加厚机构对加重钻杆加热的一端进行墩粗加工，将加重钻杆被加热的一端加厚；

第四步：墩粗成型后的加重钻杆在自动送料机构的推送下将会沿着导向框（301）和固定滑道（302）向左侧滑出，由工作人员进行收集。

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