台阶缝筛管挤缝机的研制.pdf

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1、台阶缝筛管挤缝机的研制术口钱逸秋t口杨中力口陈静z口高福万z口杨贺来z口李庆辉：1．天津中德职业技术学院天津3003502．天津中杰科技发展有限公司天津300011摘要：为克服矩形缝筛管存在的缺陷，提出了加工台阶缝筛管的新方法，即塑性成型加工方法。关键词：台阶缝筛管挤缝机塑性变形中图分类号：TH122；TE934文献标志码：A文章编号：1000—4998(2016)03—0022—02石油工程钻井后，需要下筛管完井，筛管的用途是成、压头总成、横向卡紧装置、送管机构、数控系统、液采油防砂l1]。割缝筛管的端剖面缝型对采油防砂效果影压传动系统等组成¨5

2、]，结构主要创新点如下。响很大，缝眼的剖面应呈梯形，梯形两斜边的夹角与筛(1)多个挤压刀具同时相向压缝加工．抵消了压管的承压大小及流通量有关，一般为12。左右[2]。目前国头对工件的径向作用力。内普遍使用激光切割矩形缝。矩形缝的端剖面缝型为矩(2)随着挤压刀具对工件表面的压深，压头位移形，管内、外缝隙等宽。矩形缝筛管防砂方法简便易行，机构的进给油缸亦推动压头拖车沿工件作轴向移动．但效果差，寿命短，原因是防砂管柱的缝隙或孔易被进(3)可以根据不同缝宽要求，调整压缝次数。入井筒的细地层砂所堵塞E，严重时会造成塌井。(4)挤压刀具完成一排缝的挤压工作后．

3、安装在为克服矩形缝筛管床身上两端的主动卡盘和随动卡盘夹持工件均匀回转缺陷，采用“割缝+挤缝”分度，挤压刀具继续下一排缝的挤压，直至完成整周全工艺制造出台阶缝。台部缝的挤压。阶缝筛管断面示意如图2．2主、副床身及压头位移机构1所示，即用数控多刀铣如图2所示，主、副床身起到主支撑作用，两端安床切割出矩形缝．再用装两个成对(端、尾)横向卡座，起到支撑、卡紧、固定管挤缝机挤压出台阶缝形工件、回转分度作用。在副床身上安装油缸支座，压(外窄矩形缝+过渡梯形头位移机构的进给油缸通过活塞杆推动刚性连接架及缝+内宽矩形缝)。压头总成．完成lO个压头沿缝长方向往复运动

4、．同时对缝挤压，使缝隙逐步变窄。1台阶缝筛管挤缝原理2．3垂直压紧总成基于弹塑性力学原理，用自制的挤缝机床，通过挤压加工前．管形工件被天车放置在5个V形支10个压头加载在管体外缘，对铣切后的宽矩形缝进行座中．限制管形工件轴向和径向自由度，如图3所示。局部旋转挤压，使筛缝两侧的金属局部产生缝口变窄由于管形工件是毛坯石油套管，定位误差靠调整5个的“高应力应变、低循环寿命”_4的塑性变形，金属的晶V形支座的相对位置来保证工件位置的直线度E6]。粒内部及晶粒之间产生滑移，管体端剖面呈外窄内宽的形状。在液压系统的控制下，10个压头沿缝长方向往复运动，同时对缝

5、挤压。根据缝型的要求，可以改变压头的形状和尺寸。2挤缝机主要结构分析2．1整体结构挤缝机由主副床身及压头位移机构、垂直压紧总天津市应用基础与前沿技术研究计划项目(编号：12JCZDJC348o0)收稿日期：2015年9月2016／3机械制造54卷第619期4431．主床身台面2．副床身台面3．端横向卡座4．端立柱5．横梁6．压头7．万向球1．底座2．支撑架3．油缸4．活塞5．连接杆6．顶8．V形支座9．尾立柱1O．尾横向卡座柱7．压头块▲图3垂直压紧总成▲图4压头总成1．底座2．支撑架3．油缸4．活塞5．连接杆1．底座2．下油缸座3．油缸4．活塞5

6、．上油缸6．顶柱7．卡块座6．滑台7．卡具8．滑块9．直线导轨▲图5单个横向卡紧装置▲图6送管机构▲图7台阶缝样品断面照片安装在端、尾部有两个立柱和支撑。固定横梁。4送管机构进行分段输送。个压头均布在横梁下端，通过液压系统的4个油缸，控如图6所示。当活塞移动时。将带动滑台及卡具通制其垂直方向的上下运动。当管形工件在V形支座中过滑块在直线导轨上移动。卡具夹持筛管的外圆周上。定位后，4个压头下行，压紧、固定工件。为了减小管形可以沿缝长方向对已经加工好的筛管进行分段输送。工件回转分度时的摩擦力，V形支座上部装有万向球。直线导轨上装有行程开关，当管形工件被

7、推送到2．4压头总成预定位置后，卡具松开管形工件筛管，其被活塞带回到每根筛管上需要加工近万条同一规格的窄缝，加初始位置。工数量很大。为了高效率加工出近万条台阶缝，沿缝长3检测结果方向要用多个压头总成对筛管进行挤压。如图4所示，连接杆固定在顶柱的中心位置，顶柱经天津市计量检测科学研究院、天津市国防工业的后端通过连杆与活塞相连，顶柱的前端装有压头块．办公室计量检定站等单位对台阶缝筛管进行检测后，当装在油缸内部的活塞往复滑动时，活塞通过与之连得到结论：台阶缝断面结构为“#1-窄矩形一过渡梯形一接的连接杆推动顶柱和压头块。更换不同形状的压头，内宽矩形”复合

8、形状，如图7所示。可以沿缝长方向对缝进行挤压。使之变形成外窄内宽参考文献的台阶缝。[1]苏曼，埃斯，斯奈德．防砂手册[M]