CN218642827U - 油田用钻杆表面修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油田用钻杆表面修复装置，包括两侧支撑座、激光熔覆头及其支架，其技术要点是：支撑座利用轴承连接水平转轴，水平转轴靠近待修复钻杆侧设为花键轴段，花键轴段上套装有中间过渡接头，中间过渡接头的悬臂端设有与钻杆接头内螺纹连接的外螺纹或与钻杆接头外螺纹连接的内螺纹，支架在水平方向上位于两个支撑座之间，两个支撑座和支架共同支撑在同一对轨道上，支架的顶部固定水平支板且水平支板的上方利用升降机构支撑激光熔覆头，支架下部的侧方设有间隔布置的两个托轮，水平支板上设有对应激光熔覆头的喷口的避让通孔。本装置解决了现有电镀技术修复钻杆表面受损位置时修复层易脱落、易污染环境的问题，使用成本低，修复效果好。

Description

油田用钻杆表面修复装置

技术领域

本实用新型涉及油田用钻杆修复技术领域，具体涉及一种油田用钻杆表面修复装置。

背景技术

钻杆是在石油钻井中不可缺少的重要石油管材，广泛用于测量井深、传递扭矩、形成钻井液循环通道，从而完成石油钻井作业。在钻井的过程中，钻杆要承受很大的震动载荷和扭矩，因此，钻杆表面受损不可避免。钻杆是在钻井过程中重复修复利用的，修复好的钻杆在使用过程中，首先就要保证其质量问题，如果钻杆因为其质量问题而引起井下事故，严重的可能会造成钻杆断裂甚至卡钻事故，给钻井带来巨大的损失。钻杆表面腐蚀是钻杆报废的主要原因之一，因此，一旦发现钻杆表面出腐蚀点，就应该及时进行修复处理，否则会造成更大的损失，增加资源利用率，减少资源浪费。

电镀技术是钻杆表面修复的主要技术手段，但是其电镀层一般较薄，对于有较厚镀层需求的工件无法保证质量，同时镀层很容易发生脱落；另外，电镀是一种复杂的工艺，电镀过程涉及各种化学溶剂，会对环境造成污染。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种结构合理、使用可靠的油田用钻杆表面修复装置，解决现有电镀技术修复钻杆表面受损位置时修复层易脱落、易污染环境的问题，半自动化操作，使用成本低，修复效果好。

本实用新型的技术方案是：

一种油田用钻杆表面修复装置，包括位于待修复钻杆两端的支撑座、激光熔覆头及其支架，其技术要点是：所述支撑座利用轴承连接水平转轴，所述水平转轴靠近待修复钻杆侧设为花键轴段，所述花键轴段上套装有中间过渡接头，所述中间过渡接头的悬臂端设有与钻杆接头内螺纹连接的外螺纹或与钻杆接头外螺纹连接的内螺纹，所述支架在水平方向上位于两个支撑座之间，两个支撑座和支架的底部共同支撑在同一对轨道上，所述支架的顶部固定水平支板且水平支板的上方利用升降机构支撑激光熔覆头，支架上部设有钻杆避让槽，支架下部的侧方设有间隔布置的两个托轮，所述托轮的轴心线与中间过渡接头的中心线平行，所述中间过渡接头的中心线与激光熔覆头的喷口中心线垂直且两者均位于两个托轮的对称面上，所述水平支板上设有对应激光熔覆头的喷口的避让通孔。

上述的油田用钻杆表面修复装置，所述支架侧壁上设有对应托轮的轮轴的长形调节孔，所述长形调节孔的长度方向与水平面平行，所述轮轴的端部设有与支架侧壁连接的法兰，所述轮轴与托轮利用轴承连接，长形调节孔的设置便于调整对钻杆不同轴径位置的支撑。

上述的油田用钻杆表面修复装置，所述支架钻杆避让槽上方两侧对称设有透明保护板，所述透明保护板的上端高于钻杆最大外径所在位置高度，低于钻杆最小外径所在位置高度，在水平方向上，两个透明保护板位于待修复钻杆两侧。

上述的油田用钻杆表面修复装置，所述升降机构包括布置于水平支板两个对角的升降油缸、布置于水平支板另两个对角的导向副，所述升降油缸的缸杆下端与水平支板固定，升降油缸的缸体与激光熔覆头所在定位座连接固定，所述导向副连接于水平支板和定位座之间，所述定位座上设有对应激光熔覆头外壁的锥形定位槽，激光熔覆头的喷口穿过锥形定位槽槽底朝向钻杆顶部表面。

上述的油田用钻杆表面修复装置，还包括用于夹持在待修复钻杆外周面的手动转盘，所述手动转盘由扣合形成圆环的两个半圆形盘体构成，所述半圆形盘体的内周面设有橡胶保护层，半圆形盘体的外周面设有多个手柄，两个半圆形盘体的相对端设有连接耳。

上述的油田用钻杆表面修复装置，所述支架与丝杠传动机构连接，所述支架的下部对应丝杠传动机构的丝母位置设有固定孔，所述丝杠传动机构的丝杠与轨道平行。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用激光熔覆技术修复钻杆表面受损位置。其原理是在被熔覆基体表面上释放修复材料同时经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成与基体成冶金结合的修复层，修复后的基层表面耐磨、耐蚀，从而达到基材表面修复目的，防脱效果好。同时，激光熔覆不需要使用化学溶剂，不会产生由于化学溶剂造成的环境污染。

2、采用半自动操作方法，即可满足大部分使用者使用需求，根据钻杆待修复位置的所在轴段，通过升降机构调整激光熔覆头的高度，激光熔覆头及其支架的水平移动通过轨道和传动机构即可实现，再人工转动钻杆，即可实现激光熔覆头与待修复点位的对正，操作方便，相较于机器人全自动智能激光熔覆机，使用成本低。

3、采用一对托轮支撑于待修复钻杆下方，同时靠近待修复钻杆的待修复点侧方，从而保证了待修复钻杆的待修复点高度与钻杆两端定位高度一致，不会受到重力造成的挠度影响。在沿钻杆长度方向进行各处修复时，避免激光熔覆头工作高度基准出现偏差，升降调整精度高，保证修复效果。

4、待修复点位置两侧利用透明保护板隔离，避免对工作人员造成损伤，同时透明保护板利于工作人员观察修复过程，利于修复。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中支架、激光熔覆头、托轮及外围部件的侧视图；

图3是图1中手动转盘的侧视图。

图中：1.支撑座、2.水平转轴、3.中间过渡接头、4.母接头、5.待修复钻杆、6.水平支板、7.定位座、8.升降油缸、9.激光熔覆头、10.导向副、11.手动转盘、12.中间过渡接头、13.公接头、14.透明保护板、15.支架、16.托轮、17.轨道、18.锥形定位槽、19.避让通孔、20.长形调节孔、21.法兰、22.固定孔、23.半圆形盘体、24.手柄、25.橡胶保护层、26.连接耳。

具体实施方式

根据说明书附图对本实用新型作详细描述。

如图1～图3所示，该油田用钻杆表面修复装置，包括位于待修复钻杆5两端的支撑座1、激光熔覆头9及其支架15。其中，所述支撑座1利用轴承连接水平转轴2，所述水平转轴2靠近待修复钻杆侧设为花键轴段，其中一个所述花键轴段上套装有中间过渡接头3，另一个花键轴段上套装有中间过渡接头12，中间过渡接头3的悬臂端设有与钻杆接头的母接头4的内螺纹连接的外螺纹，中间过渡接头12的悬臂端设有与钻杆接头的公接头13的外螺纹连接的内螺纹。所述支架15在水平方向上位于两个支撑座1之间，两个支撑座1和支架15的底部共同支撑在同一对轨道17上。所述支架15的顶部固定水平支板6且水平支板6的上方利用升降机构支撑激光熔覆头9，支架15上部设有钻杆避让槽，支架15下部的侧方设有间隔布置的两个托轮16，所述托轮16的轴心线与中间过渡接头3、12的中心线平行，所述中间过渡接头3、12的中心线与激光熔覆头9的喷口中心线垂直且两者均位于两个托轮16的对称面上，所述水平支板6上设有对应激光熔覆头9的喷口的避让通孔19。

本实施例中，所述支架15侧壁上设有对应托轮16的轮轴的长形调节孔20，所述长形调节孔20的长度方向与水平面平行，所述轮轴的端部设有与支架15侧壁连接的法兰21，所述轮轴与托轮16利用轴承连接，长形调节孔20的设置便于调整对钻杆不同轴径位置的支撑。所述支架15在钻杆避让槽上方两侧对称设有透明保护板14，所述透明保护板14的上端高于钻杆最大外径所在位置高度，低于钻杆最小外径所在位置高度，在水平方向上，两个透明保护板14位于待修复钻杆5两侧。

所述升降机构包括布置于水平支板6两个对角的升降油缸8、布置于水平支板6另两个对角的导向副10，所述升降油缸8的缸杆下端与水平支板6固定，升降油缸8的缸体与激光熔覆头9所在定位座7连接固定，所述导向副10连接于水平支板6和定位座7之间，所述定位座7上设有对应激光熔覆头9外壁的锥形定位槽18，激光熔覆头9的喷口穿过锥形定位槽18槽底朝向钻杆顶部表面。上述的油田用钻杆表面修复装置还包括用于夹持在待修复钻杆5外周面的手动转盘11，所述手动转盘11由扣合形成圆环的两个半圆形盘体23构成，所述半圆形盘体23的内周面设有橡胶保护层25，半圆形盘体23的外周面设有多个手柄24，两个半圆形盘体23的相对端设有连接耳26。

使用前，所述支架15与丝杠传动机构连接（图中省略），所述支架15的下部对应丝杠传动机构的丝母位置设有固定孔22，所述丝杠传动机构的丝杠与轨道17平行。

工作原理：

1、使用时，采用一个带有外螺纹的中间过渡接头3与待修复钻杆5的母接头4的内螺纹连接固定，采用另一个带有内螺纹的中间过渡接头12与待修复钻杆5的公接头13的外螺纹连接固定，两个中间过渡接头的另一端花键套套于对应的水平转轴2的花键轴段上，实现两个支撑座1对待修复钻杆5的两端支撑。

2、利用丝杠传动机构使支架15移动至待修复钻杆5的最右端待修复点位的侧方，调整两个托轮16的轮轴在长形调节孔20中的位置，从而达到对两个托轮16支撑高度的调节，托轮16外周面与钻杆外表面紧密接触，托轮16对钻杆的支撑高度与钻杆两端支撑高度一致，同时，激光熔覆头9的喷口下方正对待修复点位所在钻杆的轴向位置。

3、根据待修复点位所在钻杆的轴向位置，即所在轴向位置的外径尺寸，利用升降机构调节激光熔覆头9的喷口高度。

4、启动电源，激光熔覆头9的喷口处喷出修复用合金粉末和激光束，激光产生的热量使修复用合金粉末熔化并快速凝固，与钻杆待修复点位的基材形成冶金结合，在此过程中，工作人员依据观察到的激光熔覆头9的喷口位置和钻杆待修复点位的形状，操作手动转盘11，使钻杆发生转动位移，通过调节支架15的水平位置进而调节激光熔覆头9的水平位置，两者相互配合，完成一个待修复点位的完整修复。

5、完成一个待修复点位的修复后，支架15在丝杠传动机构的驱动下带动激光熔覆头9向左平移至下一个待修复点位的侧方，同时手动转盘11的轴向位置也随之调节，继续修复作业。

6、若钻杆的最左端有待修复点位，可以再反向安装钻杆，完成修复。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种油田用钻杆表面修复装置，包括位于待修复钻杆两端的支撑座、激光熔覆头及其支架，其特征在于：所述支撑座利用轴承连接水平转轴，所述水平转轴靠近待修复钻杆侧设为花键轴段，所述花键轴段上套装有中间过渡接头，所述中间过渡接头的悬臂端设有与钻杆接头内螺纹连接的外螺纹或与钻杆接头外螺纹连接的内螺纹，所述支架在水平方向上位于两个支撑座之间，两个支撑座和支架的底部共同支撑在同一对轨道上，所述支架的顶部固定水平支板且水平支板的上方利用升降机构支撑激光熔覆头，支架上部设有钻杆避让槽，支架下部的侧方设有间隔布置的两个托轮，所述托轮的轴心线与中间过渡接头的中心线平行，所述中间过渡接头的中心线与激光熔覆头的喷口中心线垂直且两者均位于两个托轮的对称面上，所述水平支板上设有对应激光熔覆头的喷口的避让通孔。

2.根据权利要求1所述的油田用钻杆表面修复装置，其特征在于：所述支架侧壁上设有对应托轮的轮轴的长形调节孔，所述长形调节孔的长度方向与水平面平行，所述轮轴的端部设有与支架侧壁连接的法兰，所述轮轴与托轮利用轴承连接。

3.根据权利要求1所述的油田用钻杆表面修复装置，其特征在于：所述支架钻杆避让槽上方两侧对称设有透明保护板，所述透明保护板的上端高于钻杆最大外径所在位置高度，低于钻杆最小外径所在位置高度，在水平方向上，两个透明保护板位于待修复钻杆两侧。

4.根据权利要求1所述的油田用钻杆表面修复装置，其特征在于：所述升降机构包括布置于水平支板两个对角的升降油缸、布置于水平支板另两个对角的导向副，所述升降油缸的缸杆下端与水平支板固定，升降油缸的缸体与激光熔覆头所在定位座连接固定，所述导向副连接于水平支板和定位座之间，所述定位座上设有对应激光熔覆头外壁的锥形定位槽，激光熔覆头的喷口穿过锥形定位槽槽底朝向钻杆顶部表面。

5.根据权利要求1所述的油田用钻杆表面修复装置，其特征在于：还包括用于夹持在待修复钻杆外周面的手动转盘，所述手动转盘由扣合形成圆环的两个半圆形盘体构成，所述半圆形盘体的内周面设有橡胶保护层，半圆形盘体的外周面设有多个手柄，两个半圆形盘体的相对端设有连接耳。

6.根据权利要求1所述的油田用钻杆表面修复装置，其特征在于：所述支架与丝杠传动机构连接，所述支架的下部对应丝杠传动机构的丝母位置设有固定孔，所述丝杠传动机构的丝杠与轨道平行。

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