CN211219020U - 一种铝合金钻杆加工辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于石油及勘探钻采工具的生产、检测技术领域，公开了一种铝合金钻杆加工辅助装置。所述铝合金钻杆加工辅助装置设置有底架分总成，底架分总成通过螺栓连接在底座上，底架分总成上通过螺栓连接有支撑组件和升降组件，支撑组件及升降组件共同组成支撑分总成；支撑组件上方安装径向支架分总成，径向支架分总成上安装轴向支架总成，径向移动组件连接在支架组件和轴向支架分总成之间；轴向支架分总成上同时螺栓固定有径向夹紧分总成和轴向滚动支架分总成。本新型实现小车床对铝合金钻杆的螺纹加工，通过工装上的调整装置，使装卡后的钻杆与主轴进行同轴度调整，保证螺纹加工精度，并且实现了小车床对铝合金钻杆螺纹的加工。

Description

一种铝合金钻杆加工辅助装置

技术领域

本实用新型属于石油及勘探钻采工具的生产、检测技术领域，尤其涉及一种铝合金钻杆加工辅助装置。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：目前，石油及勘探行业使用的铝合金钻杆基本上是从俄罗斯、美国、日本等国家购买，国内对于铝合金钻杆的研制还处于初始阶段，管体加工辅助设备的研制更是尚未起步。由于铝合金钻杆使用条件复杂、环境恶劣、稳定性要求高，对管体的加工精度要求也非常高。为满足循环使用的要求，钻杆之间的连接使用的是钢制接头，为了使管体与钢接头连接处可以在高压下保证密封效果，对管体及钢接头的加工精度就提出了非常高的要求，其直径公差最大为±0.02mm，而铝合金钻杆的标准长度为5.8m～11.4m，如此长度的管体在加工时会随主轴进行旋转，其径向摆动随着转数的升高而增大，径向摆动会影响加工精度，需要尽量控制管体的径向摆动量，小机床床身长度不够，需要增加辅助设备，并且转数低，加工时间长，精度稳定性差，专用的管螺纹机床只能夹持两端，并且普通的国产机床价格在140万元左右，成本较高；目前铝合金钻杆的螺纹加工设备是12米的数控管螺纹车床，设备造价高、功能单一、适用范围小。

综上所述，现有技术存在的问题是：

加工成本高，造价高，功能单一，应用范围小，通用性差，工件的稳定性较差，产品精度不能保证。

解决上述技术问题的难度和意义：

现有的国产管螺纹机床为满足管材加工需求及加工精度，其床身专门做成了一体式，主轴、功率均要大于普通机床，整体造价要远高于普通机床，由于功率大、能耗高，这就明显增加了加工成本，并且由于设备主轴、刀架的结构限制，只适合加工螺纹，所以本身功能单一，应用范围小，通用性差，在加工钻杆时，即使安装简易工装，工件的稳定性也较差，产品精度不能保证。

目前，管螺纹机床还没有针对铝合金钻杆的改进方案，主要是改进成本高，改变后的设备精度无法保证，设备改进的性价比及综合性能降低。如实现小车床对铝合金钻杆的螺纹加工，首先在设备造价上就可以节约80％以上，单位时间内的能耗可以降低70％，设备场地占用、加工辅助时间、辅助工装造价均可以减少及降低，这在一定程度上减少了产品的综合成本，增加了产品在市场的竞争力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种铝合金钻杆螺纹加工辅助工装。

本实用新型是这样实现的，一种铝合金钻杆螺纹加工辅助工装设置有：

底架分总成；

底架分总成通过螺栓连接在底座上，底架分总成上通过螺栓连接有支撑组件和升降组件，支撑组件由承重梁、导向架及活动轴组成，支撑组件及升降组件共同组成支撑分总成；支撑组件上方通过两个旋转轴与径向支架分总成连接，旋转轴的两个支架分别与支撑组件的导向架及径向支架分总成的框型梁焊接，径向支架分总成上通过直线导轨与轴向支架分总成连接，直线导轨的轨道通过螺栓与径向支架分总成的框型梁连接，直线导轨的滑块通过螺栓与轴向支架分总成的框型梁连接，径向移动组件通过螺栓与径向支架分总成及轴向支架分总成的框型梁连接；轴向支架分总成通过直线导轨与径向夹紧分总成连接，直线导轨的轨道通过螺栓与轴向支架分总成的框型梁连接，直线导轨的滑块通过螺栓与径向夹紧分总成的底板连接，滚动支架分总成通过螺栓与轴向支架分总成的框型梁连接。

进一步，底座上焊接有压紧分总成，压紧分总成由液压缸及压紧结构件组成，主要用于工装在使用时固定底架分总成，保持底架分总成与底座在Z轴的相对位置不变。

进一步，底架分总成由结构件及动力设备组成，结构件包括框型梁及框型梁中部的限位轴承套，动力设备与底座通过螺栓连接；结构件通过螺栓连接在底座及支撑组件的承重梁之间，可使工装绕Z轴进行旋转，以调整管体与车床的角度。

进一步，径向支架分总成由支架组件及径向动力组件构成，支架组件主要为框型梁、轴座及直线导轨，直线导轨的轨道通过螺栓与径向支架分总成的框型梁连接，直线导轨的滑块通过螺栓与轴向支架分总成的框型梁连接，径向动力组件与轴向支架分总成的框型梁通过螺栓连接，使轴向支架分总成可沿支架组件上的直线导轨在Y轴方向移动，以调整管体与车床的相对位置，为其提供移动动力。

进一步，轴向滚动支架分总成由滚轮结构件、伺服电机、升降液压缸组成，滚轮结构件由滚轮、链轮及支架组成，用于临时防止管体滑动，并通过伺服电机带动链轮，使滚轮主动旋转，以调整管体在X轴及与车床的相对位置，升降液压缸通过螺栓与支架及轴向支架分总成的框型梁连接，用于调整轴向滚动支架分总成在Z轴的高度位置。

进一步，径向夹紧分总成由三个独立的夹紧组件构成，每个夹紧组件由夹紧结构件、伺服电机及普通电机组成，夹紧组件由底板、传动轴、轴承座及加紧杆组成，普通电机带动传动轴，使加紧杆相对运动，最终与管体便面接触并夹紧，伺服电机可以使夹紧组件在X轴方向移动，根据管体实际长度进行定位。

进一步，轴向支架分总成由框型梁及直线导轨组成，主要用于承载径向夹紧分总成及管体，使径向夹紧分总成可以在X轴方向上移动。

进一步，支撑组件主要用于支撑上部结构及承载上部构件、产品的重量，升降组件是支撑分总成的动力部分，可调整辅助工装在Z轴的高度位置，同时可实现径向支架分总成绕Y轴旋转，以调整水平方向的角度。

综上所述，本实用新型的优点及积极效果为：

本实用新型提供的铝合金钻杆加工辅助装置，使通用的小车床实现了铝合金钻杆螺纹加工功能，它适用于目前标准中规定的所有规格及加厚形式的钻杆。本实用新型实现了小车床对铝合金钻杆螺纹的加工，与专用数控管螺纹车床相比，可节省大量设备成本及加工成本；与通用小车床相比，可节省加工时长，提高工作效率，并且能够增加小车床的装卡长度，提高了加工能力，扩大了使用范围。

本实用新型提供的辅助工装不仅可以增加车床的装卡长度及稳定性，还能根据钻杆的实际长度进行装卡长度调节，通过工装上的调整装置，使装卡后的钻杆与主轴进行同轴度调整，保证了螺纹加工精度，使通用的小车床实现铝合金钻杆螺纹加工功能，并适用于目前标准中规定的所有规格及加厚形式的铝合金钻杆。此辅助工装实现了小车床对铝合金钻杆螺纹的加工，与专用数控管螺纹车床相比，可节省设备成本106.5万元，每小时节省能耗费用32.2元，每根钻杆节约加工成本64.4元，与通用小车床相比，可提高效率200％～267％，并且增加了小车床的加工能力及使用范围。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的铝合金钻杆加工辅助装置结构示意图；

图中：1、升降组件；2、支撑组件；3、压紧分总成；4、底架分总成；5、底座；6、径向移动组件；7、径向支架分总成；8、轴向滚动支架分总成；9、径向夹紧分总成；10、轴向支架分总成。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的铝合金钻杆螺纹加工辅助工装包括：升降组件1、支撑组件2、压紧分总成3、底架分总成4、底座5、径向移动组件6、径向支架分总成7、轴向滚动支架分总成8、径向夹紧分总成9、轴向支架分总成10。

底架分总成4通过螺栓连接在底座5上，底架分总成4上通过螺栓连接有支撑组件2和升降组件1，支撑组件2及升降组件1共同组成支撑分总成；支撑组件2上方安装径向支架分总成7，径向支架分总成7上安装轴向支架分总成10，径向移动组件6连接在径向支架分总成7和轴向支架分总成10之间；轴向支架分总成10上同时螺栓固定有径向夹紧分总成9和轴向滚动支架分总成10。

进一步，底座5上焊接有压紧分总成3，压紧分总成3由液压缸及压紧结构件组成。

进一步，底架分总成4由结构件及动力设备组成，动力设备与底座5螺栓连接；结构件通过螺栓连接在底座5及支撑组件2之间。

进一步，径向支架分总成7由支架组件及径向动力组件构成，支架组件上安装有直线导轨，径向动力组件与轴向支架分总成10焊接。

进一步，轴向滚动支架分总成8由滚轮结构件、伺服电机、升降液压缸组成。

进一步，径向夹紧分总成9由三个独立的夹紧组件构成，每个夹紧组件由夹紧结构件、伺服电机及普通电机组成，动力设备提供夹紧力。

进一步，轴向支架分总成10上安装有直线导轨。

压紧分总成3主要用于工装在使用时固定底架分总成4，保持底架分总成4与底座5的相对位置不变；底架分总成4中的结构件可使工装绕Z轴进行旋转，以调整管体与车床的角度；轴向支架分总成10可沿导轨在Y轴方向移动，以调整管体与车床的相对位置，为其提供移动动力；轴向滚动支架分总成8中的滚轮结构件用于临时防止管体滑动，并通过动力设备调整管体在X轴及与车床的相对位置，升降液压缸用于调整轴向滚动支架分总成8在Z轴的高度位置；径向夹紧分总成9的夹紧组件中的动力设备提供夹紧力，主要用于夹紧、固定管体，移动设备可以使夹紧组件在X轴方向移动，根据管体实际长度进行定位；轴向支架分总成10主要用于承载径向夹紧分总成9及管体，径向夹紧分总成9可以在导轨上移动；支撑组件2主要用于支撑上部结构及承载上部构件、产品重量，升降组件1是支撑分总成的动力部分，可调整辅助工装在Z轴的高度位置，同时可实现径向移动组件7绕Y轴旋转，以调整水平方向的角度

为节省加工设备成本，降低能耗，提高生产效率，本实用新型使用的辅助工装使通用的小车床实现了铝合金钻杆螺纹加工功能，并且增加了小车床的加工能力及使用范围，它适用于目前标准中规定的所有规格及加厚形式的钻杆。

下面结合附图及具体实施例对本新型的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本实用新型铝合金钻杆加工辅助装置的使用方法为：

1)在加工前先通过支撑分总成、底架分总成4、径向移动组件7、轴向滚动支架分总成8的动力设备进行调整，使辅助工装中心轴线与车床的中心轴线重合，再根据管体的实际长度调整径向夹紧分总成9的轴向位置，并根据管体的直径进行夹紧部件自动调节。

2)然后将铝合金钻杆放在轴向滚动支架分总成8上，通过滚轮的动力组件调整管体与车床的相对位置，径向夹紧分总成9将管体预夹紧后，轴向滚动分总成降低高度，然后进行固定夹紧，最后将管体向车床移动，直至车床卡盘夹紧管体。

3)待管体加工完成后，将管体脱离车床卡盘，然后升起轴向滚动分总成，再松开径向夹紧分总成9的夹紧组件，取下加工完的管体。在连续加工相同尺寸的管体时，只需要在加工前调整一次辅助工装的轴线位置，不需要每次都调整。

本实用新型使用的辅助工装使通用的小车床实现了铝合金钻杆螺纹加工功能，并且增加了小车床的加工能力及使用范围，在节省了加工设备成本、降低能耗的同时，还提高了生产效率，并且适用于目前标准中规定的所有规格及加厚形式的钻杆。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种铝合金钻杆加工辅助装置，其特征在于，所述铝合金钻杆加工辅助装置设置有：

底架分总成；

底架分总成通过螺栓连接在底座上，底架分总成上通过螺栓连接有支撑组件和升降组件，支撑组件由承重梁、导向架及活动轴组成，支撑组件及升降组件共同组成支撑分总成；支撑组件上方通过两个旋转轴与径向支架分总成连接，旋转轴的两个支架分别与支撑组件的导向架及径向支架分总成的框型梁焊接，径向支架分总成上通过直线导轨与轴向支架分总成连接，直线导轨的轨道通过螺栓与径向支架分总成的框型梁连接，直线导轨的滑块通过螺栓与轴向支架分总成的框型梁连接，径向移动组件通过螺栓与径向支架分总成及轴向支架分总成的框型梁连接；轴向支架分总成通过直线导轨与径向夹紧分总成连接，直线导轨的轨道通过螺栓与轴向支架分总成的框型梁连接，直线导轨的滑块通过螺栓与径向夹紧分总成的底板连接，滚动支架分总成通过螺栓与轴向支架分总成的框型梁连接；

轴向滚动支架分总成由滚轮结构件、伺服电机、升降液压缸组成，滚轮结构件由滚轮、链轮及支架组成，用于临时防止管体滑动，并通过伺服电机带动链轮，使滚轮主动旋转，以调整管体在X轴及与车床的相对位置，升降液压缸通过螺栓与支架及轴向支架分总成的框型梁连接，用于调整轴向滚动支架分总成在Z轴的高度位置。

2.如权利要求1所述的铝合金钻杆加工辅助装置，其特征在于，所述底座上焊接有压紧分总成，压紧分总成由液压缸及压紧结构件组成，用于工装在使用时固定底架分总成，保持底架分总成与底座在Z轴的相对位置不变。

3.如权利要求1所述的铝合金钻杆加工辅助装置，其特征在于，所述底架分总成由结构件及动力设备组成，结构件包括框型梁及框型梁中部的限位轴承套，动力设备与底座通过螺栓连接；结构件通过螺栓连接在底座及支撑组件的承重梁之间，使工装绕Z轴进行旋转，调整管体与车床的角度。

4.如权利要求1所述的铝合金钻杆加工辅助装置，其特征在于，所述径向支架分总成由支架组件及径向动力组件构成，支架组件主要为框型梁、轴座及直线导轨，径向动力组件与轴向支架分总成的框型梁通过螺栓连接，使轴向支架分总成可沿支架组件上的直线导轨在Y轴方向移动，调整管体与车床的相对位置，提供移动动力。

5.如权利要求1所述的铝合金钻杆加工辅助装置，其特征在于，所述径向夹紧分总成由三个独立的夹紧组件构成，每个夹紧组件由夹紧结构件、伺服电机及普通电机组成，夹紧组件由底板、传动轴、轴承座及加紧杆组成，普通电机带动传动轴，使加紧杆相对运动，与管体便面接触并夹紧，伺服电机使夹紧组件在X轴方向移动，根据管体实际长度进行定位。

6.如权利要求1所述的铝合金钻杆加工辅助装置，其特征在于，所述轴向支架分总成由框型梁及直线导轨组成，用于承载径向夹紧分总成及管体，使径向夹紧分总成可以在X轴方向上移动。

7.如权利要求1所述的铝合金钻杆加工辅助装置，其特征在于，所述支撑组件用于支撑上部结构及承载上部构件、产品的重量，升降组件是支撑分总成的动力部分，调整辅助工装在Z轴的高度位置。

Images