專利名稱：一種垂直縫篩管數(shù)控加工生產(chǎn)線及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油水井縫篩管加工設(shè)備及方法，特別涉及一種垂直縫篩管數(shù)控加 工生產(chǎn)線及方法。
背景技術(shù)：
割縫篩管是油田開(kāi)采的關(guān)鍵性井下工具，其工作原理是在石油套管上加工可防砂 通油的長(zhǎng)縫，長(zhǎng)縫的質(zhì)量決定了篩管的使用性能。目前割縫篩管的加工有幾種方法，一種是 采用鑲嵌法，即在套管上要求割縫的部位加工出比設(shè)計(jì)尺寸寬的開(kāi)口，然后鑲嵌比開(kāi)口略 窄的金屬塊并焊牢，即形成焊縫，此種方法操作復(fù)雜，效率低下，而且精度不能保證；一種是 激光切割法，利用激光束使套管某處材料氣化，形成割縫，此種方法易形成火柴頭，而且縫 的表面存在熱影響層，并且激光加工設(shè)備非常昂貴；一種是電火花加工，此種方法割縫尺寸 精度較低，并且效率不高，對(duì)操作要求較高；一種是陶瓷刀片切割，此種方法刀具磨損較快， 而且對(duì)加工設(shè)備的制造精度要求較高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種垂直縫篩管數(shù)控加工 生產(chǎn)線及方法，操作簡(jiǎn)單，加工效率高，采用鋸齒銑刀割縫，加工出的是垂直縫，縫的表面質(zhì) 量高，尺寸精度高，對(duì)套管尺寸以及割縫長(zhǎng)度、間距的適應(yīng)性強(qiáng)。
一種垂直縫篩管數(shù)控加工生產(chǎn)線，其技術(shù)方案是包括多套主機(jī)組件、套管夾緊組 件、套管支撐組件、套管分度組件、軸向移動(dòng)組件和底座組件，所述的底座組件采用鑄造滑 動(dòng)導(dǎo)軌，主機(jī)組件、套管夾緊組件和套管支撐組件分別與底座組件相連，套管分度組件通過(guò) 套管軸向移動(dòng)組件與底座組件相連；主機(jī)組件驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)套管進(jìn)行割縫；所述的套管夾緊組件包括上V塊、油缸、下V ±夾，上V塊和下V塊夾緊套管，上、下V塊 采用油缸通過(guò)齒輪齒條結(jié)構(gòu)傳動(dòng)，可使套管夾緊后在同一中心高度；套管支撐組件包括萬(wàn)向軸承、螺桿副、錐齒輪、手輪，頂部設(shè)有兩個(gè)傾斜的萬(wàn)向軸承用 來(lái)支撐套管，可使套管在徑向轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)，萬(wàn)向軸承的高度由錐齒輪驅(qū)動(dòng)螺桿副調(diào)節(jié)， 錐齒輪的一側(cè)連接手輪；套管分度組件包括三爪卡盤(pán)、伺服減速機(jī)、伺服電機(jī)，由伺服電機(jī)經(jīng)伺服減速機(jī)傳動(dòng)， 驅(qū)動(dòng)固定套管的三爪卡盤(pán)實(shí)現(xiàn)精確分度；套管軸向移動(dòng)組件包括滾珠絲杠、伺服電機(jī)、直線導(dǎo)軌，由伺服電機(jī)經(jīng)滾珠絲杠傳動(dòng)， 以一組直線導(dǎo)軌為軌道，實(shí)現(xiàn)精確的軸向定位；底座組件包括齒條和鑄造導(dǎo)軌，整個(gè)底座采用鑄造導(dǎo)軌，主機(jī)組件活動(dòng)連接在底座上， 并通過(guò)齒輪、齒條在底座上任意調(diào)整位置。
上述的主機(jī)組件包括鋸齒銑刀進(jìn)給部分、鋸齒銑刀傳動(dòng)部分、鋸齒銑刀主軸部分、 機(jī)頭位置調(diào)節(jié)部分，鋸齒銑刀進(jìn)給部分采用兩根圓導(dǎo)柱導(dǎo)向，油缸驅(qū)動(dòng)，使慢速進(jìn)給穩(wěn)定， 鋸齒銑刀傳動(dòng)部分由異步電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶輪、齒輪箱減速，驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶輪采用窄V帶，皮帶輪間距采用螺桿調(diào)節(jié)，鋸齒銑刀主軸部分采用輔助軸，增強(qiáng)鋸齒銑刀主軸的剛 度，主軸采用滑動(dòng)軸承，使鋸齒銑刀工作穩(wěn)定，機(jī)頭位置調(diào)節(jié)部分采用一對(duì)螺紋副，使兩機(jī) 頭可以在底板上對(duì)稱移動(dòng)。
上述的上V塊采用四根圓形導(dǎo)柱做軌道。
上述的主機(jī)組件通過(guò)大傳動(dòng)比降速傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)配合使用。
每?jī)砂唁忼X銑刀作為一個(gè)進(jìn)給組，整條生產(chǎn)線由10個(gè)進(jìn)給組組成。
一種垂直縫篩管數(shù)控加工生產(chǎn)的方法，其技術(shù)方案是套管在套管支撐組件的支撐下軸向移動(dòng)，放到數(shù)控分度組件的卡盤(pán)中，然后卡盤(pán)夾緊， 套管夾緊組件將整根套管夾緊，鋸齒銑刀傳動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)，鋸齒銑刀進(jìn)給組件 根據(jù)套管參數(shù)設(shè)定進(jìn)給速度，驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀徑向進(jìn)給，工作時(shí)，根據(jù)割縫長(zhǎng)度要求，設(shè)定鋸 齒統(tǒng)刀徑向進(jìn)給深度，完成加工后，鋸齒統(tǒng)刀自動(dòng)返回原位；鋸齒銑刀返回原位后，套管夾緊組件松開(kāi)套管，套管由套管支撐組件支撐住，數(shù)控分度 組件轉(zhuǎn)動(dòng)套管，實(shí)現(xiàn)分度，然后套管夾緊組件夾緊套管，鋸齒銑刀進(jìn)給組件驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀進(jìn) 給，加工套管；當(dāng)割縫加工完一整圈后，套管夾緊組件松開(kāi)套管，套管軸向移動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)套管軸向移 動(dòng)一段距離，繼續(xù)加工下一圈割縫。
本發(fā)明的有益效果是采用本發(fā)明進(jìn)行套管割縫，其成本低，操作簡(jiǎn)單，鋸片銑刀 壽命長(zhǎng)，加工效率高，割縫的表面質(zhì)量高，尺寸精度及位置精度高，可加工各種參數(shù)的套管 以及割縫；另外，采用鋸齒銑刀割縫，加工出的是垂直縫，縫的表面質(zhì)量高，尺寸精度高，對(duì) 套管尺寸以及割縫長(zhǎng)度、間距的適應(yīng)性強(qiáng)。


附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2.1是本發(fā)明的主機(jī)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2. 2是本發(fā)明的主機(jī)組件的側(cè)視圖；附圖3.1是本發(fā)明的套管夾緊組件的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3. 2是本發(fā)明的套管夾緊組件的側(cè)視圖；附圖4是本發(fā)明的套管支撐組件的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5.1是本發(fā)明的套管分度組件與套管移動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5. 2是本發(fā)明的套管分度組件與套管移動(dòng)組件的側(cè)視圖；附圖6是本發(fā)明的底座組件的結(jié)構(gòu)示意圖；上圖中主機(jī)組件1、套管2、套管夾緊組件3、套管支撐組件4、套管分度組件5、套管軸 向移動(dòng)組件6、底座組件7 ;異步電動(dòng)機(jī)8、螺桿9、導(dǎo)柱10、齒輪11、底板12、齒輪箱13、皮帶 輪14、油缸15、螺紋副16、輔助軸17、滑動(dòng)軸承18、鋸齒銑刀19 ;上V塊20、齒條21、齒輪 22、齒條23、油缸24、下V塊25、導(dǎo)柱26 ;萬(wàn)向軸承27、螺桿副28、錐齒輪29、手輪30 ;三爪 卡盤(pán)31、伺服減速機(jī)32、伺服電機(jī)33、滾珠絲杠34、伺服電機(jī)35、直線導(dǎo)軌36 ;齒條37、鑄 造導(dǎo)軌38。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖1-6，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述本發(fā)明提到的垂直縫篩管數(shù)控加工生產(chǎn)線，包括多套主機(jī)組件1、套管夾緊組件3、套 管支撐組件4、套管分度組件5、軸向移動(dòng)組件6和底座組件7，所述的底座組件7采用鑄造 滑動(dòng)導(dǎo)軌，主機(jī)組件1、套管夾緊組件3和套管支撐組件4分別與底座組件7相連，套管分度 組件5通過(guò)套管軸向移動(dòng)組件6與底座組件7相連；主機(jī)組件I驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)套管 進(jìn)行割縫；主機(jī)組件包括鋸齒銑刀進(jìn)給部分、鋸齒銑刀傳動(dòng)部分、鋸齒銑刀主軸部分、機(jī)頭位置調(diào) 節(jié)部分，鋸齒銑刀進(jìn)給部分采用兩根圓導(dǎo)柱10導(dǎo)向，油缸15驅(qū)動(dòng)，使慢速進(jìn)給穩(wěn)定，鋸齒銑 刀傳動(dòng)部分由異步電動(dòng)機(jī)8通過(guò)皮帶輪14、齒輪箱13減速，驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀19轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶輪 采用窄V帶，皮帶輪間距采用螺桿調(diào)節(jié)9，鋸齒銑刀主軸部分采用輔助軸17，增強(qiáng)鋸齒銑刀 主軸的剛度，主軸采用滑動(dòng)軸承18，使鋸齒銑刀19工作穩(wěn)定，機(jī)頭位置調(diào)節(jié)部分采用一對(duì) 螺紋副16,使兩機(jī)頭可以在底板12上對(duì)稱移動(dòng)。
其中，套管夾緊組件3包括上V塊20、油缸24、下V塊25，上V塊20和下V塊25 夾緊套管，上、下V塊采用油缸24通過(guò)齒輪齒條結(jié)構(gòu)傳動(dòng)，可使套管夾緊后在同一中心高 度；套管支撐組件4包括萬(wàn)向軸承27、螺桿副28、錐齒輪29、手輪30，頂部設(shè)有兩個(gè)傾斜的 萬(wàn)向軸承27用來(lái)支撐套管,可使套管在徑向轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng),萬(wàn)向軸承27的高度由錐齒輪 29驅(qū)動(dòng)螺桿副28調(diào)節(jié)，錐齒輪29的一側(cè)連接手輪30 ；套管分度組件5包括三爪卡盤(pán)31、伺服減速機(jī)32、伺服電機(jī)33，由伺服電機(jī)33經(jīng)伺服 減速機(jī)32傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)固定套管的三爪卡盤(pán)31實(shí)現(xiàn)精確分度；套管軸向移動(dòng)組件6包括滾珠絲杠34、伺服電機(jī)35、直線導(dǎo)軌36，由伺服電機(jī)35經(jīng)滾 珠絲杠34傳動(dòng)，以一組直線導(dǎo)軌36為軌道，實(shí)現(xiàn)精確的軸向定位；底座組件7包括齒條37和鑄造導(dǎo)軌38，整個(gè)底座采用鑄造導(dǎo)軌38，主機(jī)組件活動(dòng)連接 在底座上，并通過(guò)齒輪11、齒條37在底座上任意調(diào)整位置。
另外，上V塊20采用四根圓形導(dǎo)柱26做軌道，主機(jī)組件I通過(guò)大傳動(dòng)比降速傳動(dòng)， 皮帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)配合使用。每?jī)砂唁忼X銑刀19作為一個(gè)進(jìn)給組，整條生產(chǎn)線由10個(gè) 進(jìn)給組組成。
一種垂直縫篩管數(shù)控加工生產(chǎn)的方法，具體如下套管2在套管支撐組件4的支撐下軸向移動(dòng)，放到數(shù)控分度組件5的卡盤(pán)中，然后卡盤(pán) 夾緊，套管夾緊組件3將整根套管夾緊，鋸齒銑刀傳動(dòng)組件I驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)，鋸齒銑刀 進(jìn)給組件7根據(jù)套管2參數(shù)設(shè)定進(jìn)給速度，驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀徑向進(jìn)給，工作時(shí)，根據(jù)割縫長(zhǎng)度 要求，設(shè)定鋸齒統(tǒng)刀徑向進(jìn)給深度，完成加工后，鋸齒統(tǒng)刀自動(dòng)返回原位；鋸齒統(tǒng)刀返回原 位后，套管夾緊組件3松開(kāi)套管2，套管2由套管支撐組件4支撐住，數(shù)控分度組件5轉(zhuǎn)動(dòng)套 管2，實(shí)現(xiàn)分度，然后套管夾緊組件3夾緊套管2，鋸齒銑刀進(jìn)給組件7驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀進(jìn)給， 加工套管；當(dāng)割縫加工完一整圈后，套管夾緊組件3松開(kāi)套管2，套管軸向移動(dòng)組件6驅(qū)動(dòng) 套管2軸向移動(dòng)一段距離，繼續(xù)加工下一圈割縫。
此加工過(guò)程根據(jù)割縫的長(zhǎng)度、間距等加工參數(shù)，在數(shù)控系統(tǒng)中預(yù)先編制程序，每一 跟套管只要調(diào)出程序，輸入一個(gè)開(kāi)始加工信號(hào)，即可一次性完成整根套管的加工。
權(quán)利要求
1.一種垂直縫篩管數(shù)控加工生產(chǎn)線，其特征是包括多套主機(jī)組件(I)、套管夾緊組件 (3 )、套管支撐組件(4)、套管分度組件(5 )、軸向移動(dòng)組件(6 )和底座組件(7 )，所述的底座組件(7)采用鑄造滑動(dòng)導(dǎo)軌，主機(jī)組件(I)、套管夾緊組件(3)和套管支撐組件(4)分別與底座組件(7)相連，套管分度組件(5)通過(guò)套管軸向移動(dòng)組件(6)與底座組件(7)相連；主機(jī)組件(I)驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)套管進(jìn)行割縫；所述的套管夾緊組件(3 )包括上V塊(20 )、油缸(24)、下V塊(25 )，上V塊(20 )和下V 塊(25)夾緊套管，上、下V塊采用油缸(24)通過(guò)齒輪齒條結(jié)構(gòu)傳動(dòng)，可使套管夾緊后在同一中心高度；套管支撐組件(4)包括萬(wàn)向軸承(27)、螺桿副(28)、錐齒輪(29)、手輪(30)，頂部設(shè)有兩個(gè)傾斜的萬(wàn)向軸承(27)用來(lái)支撐套管，可使套管在徑向轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)，萬(wàn)向軸承(27) 的高度由錐齒輪(29)驅(qū)動(dòng)螺桿副(28)調(diào)節(jié)，錐齒輪(29)的一側(cè)連接手輪(30)；套管分度組件(5)包括三爪卡盤(pán)(31)、伺服減速機(jī)(32)、伺服電機(jī)(33)，由伺服電機(jī) (33)經(jīng)伺服減速機(jī)(32)傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)固定套管的三爪卡盤(pán)(31)實(shí)現(xiàn)精確分度；套管軸向移動(dòng)組件(6 )包括滾珠絲杠(34 )、伺服電機(jī)(35 )、直線導(dǎo)軌(36 ),由伺服電機(jī) (35)經(jīng)滾珠絲杠(34)傳動(dòng)，以一組直線導(dǎo)軌(36)為軌道，實(shí)現(xiàn)精確的軸向定位；底座組件(7)包括齒條(37)和鑄造導(dǎo)軌(38)，整個(gè)底座采用鑄造導(dǎo)軌(38)，主機(jī)組件活動(dòng)連接在底座上，并通過(guò)齒輪(11)、齒條(37 )在底座上任意調(diào)整位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直縫篩管數(shù)控加工生產(chǎn)線，其特征是所述的主機(jī)組件包括鋸齒纟先刀進(jìn)給部分、鋸齒纟先刀傳動(dòng)部分、鋸齒纟先刀主軸部分、機(jī)頭位置調(diào)節(jié)部分，鋸齒統(tǒng)刀進(jìn)給部分采用兩根圓導(dǎo)柱(10)導(dǎo)向，油缸(15)驅(qū)動(dòng)，使慢速進(jìn)給穩(wěn)定，鋸齒銑刀傳動(dòng)部分由異步電動(dòng)機(jī)(8 )通過(guò)皮帶輪(14)、齒輪箱(13)減速，驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀(19 )轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶輪采用窄V帶，皮帶輪間距采用螺桿調(diào)節(jié)(9)，鋸齒銑刀主軸部分采用輔助軸(17)，增強(qiáng)鋸齒銑刀主軸的剛度，主軸采用滑動(dòng)軸承(18)，使鋸齒銑刀(19)工作穩(wěn)定，機(jī)頭位置調(diào)節(jié)部分采用一對(duì)螺紋副(16)，使兩機(jī)頭可以在底板(12)上對(duì)稱移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直縫篩管數(shù)控加工生產(chǎn)線，其特征是所述的上V塊(20) 采用四根圓形導(dǎo)柱(26)做軌道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直縫篩管數(shù)控加工生產(chǎn)線，其特征是所述的主機(jī)組件(I) 通過(guò)大傳動(dòng)比降速傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)配合使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直縫篩管數(shù)控加工生產(chǎn)線，其特征是每?jī)砂唁忼X銑刀 (19)作為一個(gè)進(jìn)給組，整條生產(chǎn)線由10個(gè)進(jìn)給組組成。
6.一種采用如上權(quán)利要求的垂直縫篩管數(shù)控加工生產(chǎn)的方法，其特征是套管(2)在套管支撐組件(4)的支撐下軸向移動(dòng)，放到數(shù)控分度組件(5)的卡盤(pán)中， 然后卡盤(pán)夾緊，套管夾緊組件(3)將整根套管夾緊，鋸齒銑刀傳動(dòng)組件(I)驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)，鋸齒銑刀進(jìn)給組件(7)根據(jù)套管(2)參數(shù)設(shè)定進(jìn)給速度，驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀徑向進(jìn)給，工作時(shí)，根據(jù)割縫長(zhǎng)度要求，設(shè)定鋸齒銑刀徑向進(jìn)給深度，完成加工后，鋸齒銑刀自動(dòng)返回原位；鋸齒統(tǒng)刀返回原位后，套管夾緊組件(3)松開(kāi)套管(2),套管(2)由套管支撐組件(4)支撐住，數(shù)控分度組件(5)轉(zhuǎn)動(dòng)套管(2)，實(shí)現(xiàn)分度，然后套管夾緊組件(3)夾緊套管(2)，鋸齒銑刀進(jìn)給組件(7)驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀進(jìn)給，加工套管；當(dāng)割 縫加工完一整圈后，套管夾緊組件(3)松開(kāi)套管(2)，套管軸向移動(dòng)組件(6)驅(qū)動(dòng)套管(2)軸向移動(dòng)一段距離，繼續(xù)加工下一圈割縫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油水井縫篩管加工設(shè)備及方法，特別涉及一種垂直縫篩管數(shù)控加工生產(chǎn)線及方法。包括多套主機(jī)組件、套管夾緊組件、套管支撐組件、套管分度組件、軸向移動(dòng)組件和底座組件，所述的底座組件采用鑄造滑動(dòng)導(dǎo)軌，主機(jī)組件、套管夾緊組件和套管支撐組件分別與底座組件相連，套管分度組件通過(guò)套管軸向移動(dòng)組件與底座組件相連；主機(jī)組件驅(qū)動(dòng)鋸齒銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)套管進(jìn)行割縫；有益效果是采用本發(fā)明進(jìn)行套管割縫，其成本低，操作簡(jiǎn)單，鋸片銑刀壽命長(zhǎng)，加工效率高，割縫的表面質(zhì)量高，尺寸精度及位置精度高，可加工各種參數(shù)的套管以及割縫；另外，采用鋸齒銑刀割縫，加工出的是垂直縫，縫的表面質(zhì)量高，尺寸精度高，對(duì)套管尺寸以及割縫長(zhǎng)度、間距的適應(yīng)性強(qiáng)。
文檔編號(hào)B23C3/00GK102990144SQ201210552238
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者魯?shù)氯?申請(qǐng)人:東營(yíng)明德石油科技有限公司