CN207464424U - 一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型创造的一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置，包括床身、移动平台、移动平台动力机构、钻具稳定器旋转固定机构、送粉机构和摆动喷焊机构，所述移动平台位于所述床身上，所述移动平台动力机构可带动所述移动平台在所述床身上移动，所述钻具稳定器旋转固定机构位于所述移动平台上，所述钻具稳定器位于所述钻具稳定器旋转固定机构上，所述送粉机构内装填有喷焊用材料，所述送粉机构将喷焊用材料通过管线输送至所述摆动喷焊机构内，并由所述摆动喷焊机构的喷焊枪喷到所述钻具稳定器的稳定带外表面。本实用新型创造的有益效果为：使钻具稳定器修复由人工焊接变成机械化操作，操作简单，工作效率高。

Description

一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置

技术领域

本发明创造属于石油钻井设备工程技术领域，尤其是涉及一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置。

背景技术

钻具稳定器是石油勘探钻井作业过程中所必用的工具，它和钻杆、钻铤及其它钻具组合成钻柱，在钻井过程中起稳定、扶正作用，增加钻柱的刚度，防止井斜。钻具稳定器位于钻柱的底部，与钻头相连接，钻具稳定器的外径与钻头接近，稳定带外表面工作时紧贴井壁，工作时存在较高的相对运动，坚硬的井壁作为磨料破坏稳定器，造成稳定器外径减小，壁厚减薄，丧失扶正功能。

钻具稳定器稳定带耐磨层磨损量大于一定公差后，将失去应有的功能，需要对稳定器进行修复。耐磨层的修复方法和工艺有几种，手工焊接耐磨层，用电焊或者氧、乙炔火焰喷焊；重新镶嵌硬质合金柱，用碳弧气刨去除原来镶嵌的硬质合金柱，手工补焊本体，钻孔，镶嵌硬质合金柱。手工焊接，员工的劳动强度大，效率低，技术要求高，焊接质量也得不到保证。用碳弧气刨剥落合金柱，由于它是利用碳极和工件间产生的高温熔化局部金属，同时利用压缩空气把这些熔化的金属吹掉，达到对金属进行“刨削”的工艺方法。利用该方式“刨削”耐磨层工作条件恶劣，工作过程飞溅大，烟雾浓，噪音大，对员工的身体有伤害。刨削深度大，增大了金属填充量，加大了材料消耗和工作量，增加了成本。

本实用新型的目的是针对已有技术的现状，提供一种机械化的钻具稳定器耐磨层焊接装置，从而达降低员工劳动强度保护员工的身体健康，提高焊接质量和效率。

发明内容

为解决背景技术中的相关问题，本实用新型提供一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置，使钻具稳定器修复由人工焊接变成机械化操作，操作简单，工作效率高。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：

一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置，包括床身、移动平台、移动平台动力机构、钻具稳定器旋转固定机构、送粉机构和摆动喷焊机构，所述移动平台位于所述床身上，所述移动平台动力机构可带动所述移动平台在所述床身上移动，所述钻具稳定器旋转固定机构位于所述移动平台上，所述钻具稳定器位于所述钻具稳定器旋转固定机构上，所述送粉机构内装填有喷焊用材料，所述送粉机构将喷焊用材料通过管线输送至所述摆动喷焊机构内，并由所述摆动喷焊机构的喷焊枪喷到所述钻具稳定器的稳定带外表面。

进一步，所述移动平台动力机构包括顺次连接的移动电机、减速机和齿轮，所述齿轮与移动平台下表面的齿条啮合。

进一步，所述床身一侧设有立柱，所述立柱上设有横梁，所述横梁可相对所述立柱上下移动定位，所述横梁可相对所述立柱旋转定位；所述横梁上设有可相对所述横梁移动定位的移动板，所述送粉机构和所述摆动喷焊机构固设于所述移动板上。

进一步，所述送粉机构包括盛料筒、转盘和刮板，所述盛料筒通过隔板分为上盛料部和下送料部，所述隔板中部设有出料口，所述转盘位于所述下送料部内，所述刮板固设于所述下送料部内壁上，所述刮板位于所述转盘上方，在送粉电机的驱动下，盛料筒内的转盘转动，所述刮板将喷焊用材料推入盛料筒下部的粉嘴内。

进一步，所述隔板为倒锥形结构，该倒锥形结构底部设有所述出料口。

进一步，所述摆动喷焊机构包括摆动电机、摆臂和喷焊枪，所述摆动电机带动所述摆臂摆动，继而带动所述喷焊枪摆动。

进一步，所述钻具稳定器旋转固定机构包括转动电机、卡盘和尾座，与所述转动电机相连的减速机的输出轴上固设有所述卡盘，所述钻具稳定器的一端固设于所述卡盘上，另一端固设于所述尾座上。

进一步，所述尾座与所述移动平台通过螺栓固定连接。

进一步，该喷焊修复装置在封闭环境内作业，并外接排风装置。

本发明创造结构的优点和积极效果如下：

(1)该喷焊装置的喷焊过程机械化程度高，可实现自动控制，节省了人力资源；

(2)喷焊位于一个封闭的空间内，具有排风系统，工作环境好；

(3)喷焊钻具稳定器耐磨层表面成型好，与机体结合强度高，耐磨性能优异；

(4)能够喷焊修复石油钻井常用的钻具稳定器，喷焊钻具稳定器外径范围：137mm～444mm。

(5)喷焊过程工艺参数、喷焊厚度、喷焊宽度可以在规定范围内调整，使喷焊耐磨层效果达到最佳；

(6)钻具稳定器磨损修复效率高，成本低，经济效益好；

(7)该喷焊装置结构紧凑，操作简单，制造、安装、调整比较容易和方便。

附图说明

图1是本发明创造喷焊装置正面示意图；

图2是本发明创造喷焊装置侧面示意图。

图中：1-床身；2-移动平台；3-移动平台动力机构，31-移动电机，32-减速机，33-齿轮，34-齿条；4-钻具稳定器旋转固定机构，41-转动电机，42-转台，43-卡盘，44-尾座；5-送粉机构，51-盛料筒，52-转盘，53-隔板，54-送粉电机；6-摆动喷焊机构，61-摆动电机，62-摆臂，63-喷焊枪；7-立柱；8-横梁；9-移动板；10-手轮；11-钻具稳定器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

在一些实施例中，该修复装置应用等离子喷焊技术，等离子喷焊是一种钢铁材料表面强化技术，它利用等离子弧作热源，以粉末合金材料作填充金属，根据不同需要选用不同成分的合金粉未材料，从而使钢铁制件表面获得一层与基体材料呈冶金结合的且比基体材料有更高的耐磨损,耐腐蚀,耐高温性能的堆焊层。

等离子喷焊是利用氩气等离子弧作热源，采用粉末状合金作填充金属的一种新的熔敷方法。它的实质是熔化焊，被约束地水冷喷咀压缩孔道内的电弧，受到机械压缩效应,热收缩效应和电磁收缩效应共同作用，电弧被压缩，弧柱电流密度增加，气体电离更充分，因而较自由电弧具有温度高、热量集中、电弧稳定和可控性好的特点。这套装置利用等离子喷焊技术，在钻具稳定器稳定带表面喷焊一层耐磨合金，焊接过程自动化。稳定器喷焊成本低、效率高、质量好，耐磨层与机体结合强度高，性能优异，实现对磨损的钻具稳定器进行修复。

在一些实施例中，该喷焊修复装置，包括床身1、移动平台2、移动平台动力机构3、钻具稳定器旋转固定机构4、送粉机构5和摆动喷焊机构6，所述移动平台2位于所述床身1上，所述移动平台动力机构3可带动所述移动平台2在所述床身1上移动，所述钻具稳定器旋转固定机构4位于所述移动平台2上，所述钻具稳定器位于所述钻具稳定器旋转固定机构4上，所述送粉机构5内装填有喷焊用材料，所述送粉机构5将喷焊用材料通过管线输送至所述摆动喷焊机构6内，并由所述摆动喷焊机构6的喷焊枪63喷到所述钻具稳定器11的稳定带外表面。

本实施例的上述技术方案即可实现喷焊的自动控制，提高喷焊过程的机械化程度，进而提高工作效率。

在一些实施例中，所述移动平台动力机构3包括顺次连接的移动电机31、减速机32和齿轮33，所述齿轮33与移动平台2下表面的齿条34啮合，移动电机31转动，通过减速机32带动移动平台2前后移动。

在一些实施例中，所述床身1一侧设有立柱7，所述立柱7上设有横梁8，所述横梁8可相对所述立柱7上下移动定位，所述横梁8可相对所述立柱7旋转定位；所述横梁8上设有可相对所述横梁8移动定位的移动板9，所述送粉机构5和所述摆动喷焊机构6固设于所述移动板9上。移动板9上设有手轮10，通过转动手轮10使移动板9沿着横梁8移动，横梁8两端有限位机构，移动板上有锁死机构，以保证移动板按要求运行和锁死。

手轮10相对横梁的移动可通过齿轮齿条间的啮合实现；限位机构可以具体为挡块等常见的可起到限位作用的结构；锁死机构可以具体为锁紧螺栓、顶丝等常见的可以阻止移动板移动的结构。

该移动板9主要为固定所述送粉机构5和所述摆动喷焊机构6。

在一些实施例中，所述送粉机构5包括盛料筒51、转盘52和刮板，所述盛料筒51通过隔板53分为上盛料部和下送料部，该隔板为倒锥形结构，该倒锥形结构底部设有出料口，所述转盘52位于所述下送料部内，所述刮板固设于所述下送料部内壁上，所述刮板位于所述转盘52上方，上盛料部内装有喷焊材料，并通过出料口流入转盘内，在送粉电机54的驱动下，盛料筒51内的转盘52转动，所述刮板将喷焊材料推入盛料筒下部的粉嘴内，之后，通过管线输送到喷焊枪63，改变送粉电机54的转速，可以均匀的改变送粉量的大小，从而使焊层厚度得到相应的改变。

所述钻具稳定器旋转固定机构4包括转动电机41、转台42、卡盘43和尾座44，所述钻具稳定器11的一端固设于所述卡盘43上，另一端固设于所述尾座44上，所述转台42内安装有轴承和减速齿轮，所述转台42的输出轴上固设有卡盘43，转动电机41把转速传递到转台42，经转台42减速后带动卡盘43旋转。卡盘43用来夹持钻具稳定器11一端，并带动钻具稳定器11旋转；尾座44用来固定钻具稳定器11的另一端，松开用于尾座固定螺栓后，可以前后移动，从而能够实现对不同长度的钻具稳定器11的固定。

所述摆动喷焊机构6包括摆动电机61、摆臂62和喷焊枪63，所述摆动电机61带动所述摆臂62摆动，继而带到所述喷焊枪63摆动。

摆动电机61将动力传递到摆臂62，摆臂62把摆动电机61的转动转化成直线运动，通过调整摆臂62转轮的偏心距，可以改变摆臂62摆动输出的摆幅；调整摆动电机61的转速，改变摆动输出摆频，从而实现焊层宽度和焊层状态的改变。

在摆臂62的输出轴上，安装有喷焊枪63，喷焊枪63随着摆动机构左右摆动，从而完成一定宽度稳定带的焊接，随着横梁8的上下移动，可以使喷焊枪63高度的改变，实现不同外径的钻具稳定器11的焊接。

在一些实施例中，转动电机41和移动电机是调速电机，通过控制系统控制两个电机的转速，实现钻具稳定器螺旋稳定带的焊接。送粉电机和摆动电机是直流伺服电机，通过控制系统，调整两个电机的转速，达到焊层厚度和喷焊枪摆动频率的调节。

以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置，其特征在于，包括床身、移动平台、移动平台动力机构、钻具稳定器旋转固定机构、送粉机构和摆动喷焊机构，所述移动平台位于所述床身上，所述移动平台动力机构可带动所述移动平台在所述床身上移动，所述钻具稳定器旋转固定机构位于所述移动平台上，所述钻具稳定器位于所述钻具稳定器旋转固定机构上，所述送粉机构内装填有喷焊用材料，所述送粉机构将喷焊用材料通过管线输送至所述摆动喷焊机构内，并由所述摆动喷焊机构的喷焊枪喷到所述钻具稳定器的稳定带外表面。

2.根据权利要求1所述的一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置，其特征在于，所述移动平台动力机构包括顺次连接的移动电机、减速机和齿轮，所述齿轮与移动平台下表面的齿条啮合。

3.根据权利要求1所述的一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置，其特征在于，所述床身一侧设有立柱，所述立柱上设有横梁，所述横梁可相对所述立柱上下移动定位，所述横梁可相对所述立柱旋转定位；所述横梁上设有可相对所述横梁移动定位的移动板，所述送粉机构和所述摆动喷焊机构固设于所述移动板上。

4.根据权利要求1或3所述的一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置，其特征在于，所述送粉机构包括盛料筒、转盘和刮板，所述盛料筒通过隔板分为上盛料部和下送料部，所述隔板中部设有出料口，所述转盘位于所述下送料部内，所述刮板固设于所述下送料部内壁上，所述刮板位于所述转盘上方，在送粉电机的驱动下，盛料筒内的转盘转动，所述刮板将喷焊用材料推入盛料筒下部的粉嘴内。

5.根据权利要求4所述的一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置，其特征在于，所述隔板为倒锥形结构，该倒锥形结构底部设有所述出料口。

6.根据权利要求1或3所述的一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置，其特征在于，所述摆动喷焊机构包括摆动电机、摆臂和喷焊枪，所述摆动电机带动所述摆臂摆动，继而带动所述喷焊枪摆动。

7.根据权利要求1所述的一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置，其特征在于，所述钻具稳定器旋转固定机构包括转动电机、卡盘和尾座，与所述转动电机相连的减速机的输出轴上固设有所述卡盘，所述钻具稳定器的一端固设于所述卡盘上，另一端固设于所述尾座上。

8.根据权利要求7所述的一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置，其特征在于，所述尾座与所述移动平台通过螺栓固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种钻具稳定器等离子喷焊修复装置，其特征在于，该喷焊修复装置在封闭环境内作业，并外接排风装置。