接箍擰接機

接箍擰接機

接箍擰接機是用於石油油管或套管生產時將接箍按照標準擰接在管體上的設備。

基本介紹

  • 中文名:接箍擰接機
  • 外文名:Coupling application machine
  • 套用領域:石油油管或套管生產
  • 操作方式:手動操作、自動操作
功能配置,按操作方式分類,手動操作,自動操作,按夾緊方式分類,液缸夾緊,凸輪夾緊,顎板夾緊,扭矩曲線的測量與控制,發展方向,一:無牙痕或微牙痕,二:非鐵基材質夾具,

功能配置

接箍擰接機是用於石油油管或套管生產時將接箍按照標準擰接在管體上的設備。其主要由負責擰接的主機、負責操控、顯示記錄數據的操作台和液壓站等組成。
在自動化生產線中,還可能有接箍預擰接機、翻料架和通徑裝置等等。

按操作方式分類

手動操作

手動操作的接箍擰接機主要套用於修理單件小批量生產油套管,其工作效率較低。

自動操作

自動操作的接箍擰接機主要套用於油套管生產線上,配合人工接箍預擰或者接箍預擰機可以實現高效生產。

按夾緊方式分類

液缸夾緊

該種接箍擰接機的夾緊機構為裝有數個環列的油缸的卡盤,油缸前端裝有牙塊,夾緊時油缸同步伸出,夾緊力由油缸壓力決定,當油缸夾緊管體或接箍後,由另一油缸推動卡盤旋轉一個角度,進而實現接箍的擰接。
該種擰接機主要用於油田井下工具、鑽桿接頭、油套管等的修復工作,由於卡盤不能連續旋轉,需要配合旋扣器一同工作,故效率十分低下。

凸輪夾緊

該種接箍擰接機的夾緊機構是由裝有數個凸輪的卡盤組成,卡盤由機器內部的齒輪驅動,當凸輪旋轉時同步卡住接箍或管體,進而帶動接箍或管體旋轉,實現接箍的擰接,設備的主要動力為液馬達。
該種擰接機是較早期的擰接機品種,由於凸輪與接箍或管體的接觸為線接觸,導致夾緊後的壓痕非常深,而且接箍或管體本身的變形也非常大,已不適合用於現代的特殊扣擰接。
該種接箍擰接機的優點是在一定範圍內夾緊不用更換凸輪。

顎板夾緊

該種接箍擰接機的夾緊機構是由裝有3塊或者4塊顎板的顎板架組成,顎板後部裝有滾輪,滾輪在設備內部大齒輪上的坡道上滾動,隨著滾輪在坡道上爬坡,顎板會同步向中心靠攏直至夾緊接箍或管體,每塊顎板上裝有至少3塊或多塊牙條,這樣在圓周方向的接觸點就很多,使得夾緊壓痕大大減輕。
設備的主要旋轉動力一般為液馬達,背鉗的夾緊動力一般為液缸或氣缸。
由於使用顎板形式,所以每種規格的管體必須對應一種顎板,也導致夾具類型很多。
該種擰接機是現在生產線上使用較多的主流擰接機品種。

扭矩曲線的測量與控制

擰接過程中扭矩的測量非常關鍵,由於擰接是一個連續的過程,所以扭矩的參數和時間的關係會形成一條曲線。
在接箍擰接機的主鉗上一般裝有旋轉測量裝置(如齒盤或者旋轉編碼器等),用以測量出接箍的旋轉,得出扭矩曲線的X軸。
因為接箍擰接機的主鉗是旋轉的,所以絕大多數接箍擰接機都採取在接箍擰接機的背鉗上採集扭矩,主要方式有在背鉗上裝一個測力機構(可以是拉力油缸或者是拉力感測器等),由這個測力機構距管體圓心的距離乘以測得的拉力即可得出當前的扭矩(即扭矩曲線的Y軸)。
整個數據採集過程可以使用專門設計的採集板卡,也可以使用PLC的模擬量通道,所有數據最終上傳到上位的計算機中進行顯示和控制。
整個接箍擰接機的控制可以由繼電器、專業板卡或者PLC來完成。

發展方向

隨著石油工業的發展,越來越多的專利扣的使用,對接箍擰接機提出了更高的要求,未來主要的發展趨勢是:

一:無牙痕或微牙痕

隨著客戶需求和管體材質的不斷提高,使得客戶對夾具的壓痕產生了更高的要求,這推動著夾具形式的不斷進步,這中間包括使用更大的包角,更多的牙條以提高接觸面積等,但是在減少壓痕的同時打滑的風險也在提高,這需要不斷的摸索與實踐才能有完美的結果。

二:非鐵基材質夾具

隨著13Cr等不鏽鋼品種的管體增多,客戶越來越會要求接箍或管體不能使用鐵基材質的夾具,這就催生了各種複合材料的夾具,但是這些複合材質的夾具在強度性能和耐磨性能上均難以與鐵基材質的夾具相比,這也是未來研究的一個難點。

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