本發(fā)明涉及石油機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種螺桿泵金屬定子焊接成套裝備系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

眾所周知，目前油田采油所用的螺桿泵，其定子材質(zhì)為丁晴橡膠，耐熱溫度≤150℃，橡膠定子與金屬轉(zhuǎn)子過盈配合，在油田采油過程中易發(fā)生溶脹、磨損、老化、破損等失效問題，而且由于是過盈配合，運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩大，能耗高，使用壽命低。在螺桿泵采油過程中，連接轉(zhuǎn)子的抽油桿在高扭矩情況下積存了大量的扭力能量，在停機(jī)檢修時(shí)會(huì)釋放出來，使抽油桿高速反轉(zhuǎn)，易發(fā)生人身安全事故。

我國各大油田皆已進(jìn)入后期開采階段，輕質(zhì)原油開采時(shí)采出液體95%以上是水，國內(nèi)原油貯藏的枯竭，原油開采量下降，開采難度加大，采油成本不斷提高，國際油價(jià)一直在50美元左右低價(jià)徘徊，國內(nèi)各油田普遍虧損，國內(nèi)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展成品油需求急劇上升，造成原油大量進(jìn)口。油田原來封井不采的稠油也開始大量開采，但是稠油開采需經(jīng)過蒸汽驅(qū)或蒸汽吞吐對(duì)稠油加熱，井下溫度達(dá)350℃，橡膠定子螺桿泵由于不耐溫?zé)o法采用，目前普遍采用的柱塞式抽稠泵存在能耗高，泵效低，易氣鎖，適應(yīng)稠油粘度范圍小，蒸汽驅(qū)注氣周期短等缺陷。

自2002年起，國內(nèi)一些石油機(jī)械研究院所和制造企業(yè)陸續(xù)開始研究制造金屬定子螺桿泵，但是整體金屬定子加工技術(shù)和加工設(shè)備不過關(guān)，尤其是小口徑的金屬定子，由于金屬定子螺桿泵的定子和轉(zhuǎn)子是間隙配合，定子和轉(zhuǎn)子的加工精度要求高，金屬定子螺桿泵的金屬定子長(zhǎng)度為3600-8000mm，定子螺旋型腔復(fù)雜，整根定子機(jī)械加工難度大，加工精度無法滿足設(shè)計(jì)要求，廢品率高，而且定子加工設(shè)備投入費(fèi)用大。國內(nèi)金屬定子螺桿泵產(chǎn)品皆采用定子分體加工方式，金屬定子分段加工后，如何保證各單節(jié)定子組對(duì)裝配焊接精度，確保定位準(zhǔn)確，焊接變形小成為定子加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。定子分體加工雖然單節(jié)金屬定子加工精度能夠滿足技術(shù)要求，但在定子組隊(duì)焊接過程中由于定位不準(zhǔn)確，焊接變形大，使得整根定子螺旋型腔錯(cuò)位，不連續(xù)，精度無法滿足技術(shù)要求，造成金屬定子螺桿泵單級(jí)承壓能力低，漏失量大，甚至匹配的轉(zhuǎn)子無法進(jìn)入定子中。

到目前為止，國內(nèi)其他研制全金屬螺桿泵企業(yè)普遍采用的工藝是定子連接套定位連接、凹凸式定子接觸面定位連接或定位銷連接等方式，上述工藝定位不準(zhǔn)，工藝繁瑣，周期長(zhǎng)，定位累計(jì)誤差大，造成金屬定子合格率低，無法滿足設(shè)計(jì)要求。而且金屬定子焊接普遍采用氬弧焊接工藝，其工藝焊接坡口大，熱影響區(qū)寬，焊縫熱應(yīng)力大，變形大。油田熱采井實(shí)際應(yīng)用因焊縫熱應(yīng)力釋放造成金屬定子彎曲變形而失效。為此，需要研制出一套能夠達(dá)到金屬定子裝配要求的金屬定子螺桿泵定子焊接成套裝備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種焊接定位準(zhǔn)確、焊接速度快、深度大、焊縫熱應(yīng)力及熱變形小的螺桿泵金屬定子焊接成套裝備系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案。

一種螺桿泵金屬定子焊接成套裝備系統(tǒng)，包括加工床體、前支撐架、后支撐架、夾持定位架、第一套管、第一軸承、第二套管、第二軸承、從動(dòng)皮帶輪、電機(jī)、減速器、主動(dòng)皮帶輪、皮帶、第一旋轉(zhuǎn)盤、第一卡盤、第二旋轉(zhuǎn)盤、第二卡盤、金屬定子、焊接面、焊接架、激光焊機(jī)、連桿、焊接頭、控制箱、定子裝配定位脹胎、脹芯和操作旋柄，所述加工床體的表面前后分別布置有前支撐架和后支撐架；所述加工床體的兩邊對(duì)稱設(shè)置有夾持定位架；所述前支撐架和后支撐架的中部橫向分別通過第一軸承和第二軸承活動(dòng)安裝有第一套管和第二套管；所述第一套管和第二套管處于同一軸向中心線上；所述第一套管的端部與從動(dòng)皮帶輪相固定連接；所述前支撐架的頂部安裝有電機(jī)；所述電機(jī)的輸出端經(jīng)過減速器后與主動(dòng)皮帶輪相連；所述從動(dòng)皮帶輪通過皮帶與主動(dòng)皮帶輪相連接；所述前支撐架和后支撐架的相對(duì)側(cè)面分別安裝有第一旋轉(zhuǎn)盤和第二旋轉(zhuǎn)盤；所述第一旋轉(zhuǎn)盤和第二旋轉(zhuǎn)盤上分別設(shè)置有第一卡盤和第二卡盤；所述金屬定子前后對(duì)接依次穿過夾持定位架、第一套管、第一旋轉(zhuǎn)盤、第一卡盤、第二卡盤、第二旋轉(zhuǎn)盤和第二套管；在靠近所述加工床體中間位置設(shè)置有焊接架；所述焊接架的頂部安裝有激光焊機(jī)；所述焊接頭通過連桿連接在所述激光焊機(jī)上；所述焊接面處于焊接頭的正下方；所述加工床體的側(cè)面上安裝有控制箱；所述電機(jī)及激光焊機(jī)均與控制箱相連接；所述待焊接相鄰的金屬定子通過定子裝配定位脹胎裝配固定在一起；所述定子裝配定位脹胎的內(nèi)、外端部分別設(shè)置有脹芯和操作旋柄。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述焊接架的上部?jī)蓚?cè)還安裝有冷卻液噴射管和照明燈。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述焊接架的底部對(duì)稱安裝有滾輪。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述夾持定位架包括有架體、下半環(huán)、上半環(huán)、第一轉(zhuǎn)軸、卡槽、第二轉(zhuǎn)軸、擺桿、緊固螺母和調(diào)節(jié)螺桿，所述下半環(huán)固定安裝在架體上；所述上半環(huán)通過第一轉(zhuǎn)軸與所述下半環(huán)活動(dòng)連接；所述上半環(huán)的自由端開設(shè)有卡槽；所述擺桿通過第二轉(zhuǎn)軸與下半環(huán)相連；所述擺桿的表面加工有螺紋；所述緊固螺母活動(dòng)安裝在擺桿上；所述下半環(huán)和上半環(huán)的外壁上安裝有多個(gè)調(diào)節(jié)螺桿。

由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明具有的益技術(shù)效果：

（1）本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)支撐架，并在支撐架上設(shè)置有處于同一中心線的套管，以及對(duì)稱設(shè)置的旋轉(zhuǎn)盤及卡盤，實(shí)現(xiàn)了將需要焊接的金屬定子牢固的固定在支撐架上，具有固定牢固穩(wěn)定、中心線對(duì)接方便且誤差小的有益技術(shù)效果；

（2）本技術(shù)方案還通過采用電機(jī)、減速器、主動(dòng)皮帶輪及從動(dòng)皮帶輪，通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤及金屬定子進(jìn)行均勻旋轉(zhuǎn)，具有減少人工焊接旋轉(zhuǎn)的繁瑣、焊接旋轉(zhuǎn)速度均勻可靠、提高焊接的均勻程度的有益技術(shù)效果；

（3）本技術(shù)方案還設(shè)置了可移動(dòng)的焊接架及激光焊機(jī)，具有位置調(diào)節(jié)方便、焊接速度快、熱變形小的有益技術(shù)效果；

（4）本技術(shù)方案還采用了定子裝配定位脹胎對(duì)相鄰兩個(gè)金屬定子進(jìn)行定位裝配，具有對(duì)接快速準(zhǔn)確、降低焊接成品的次品率高的有益技術(shù)效果；

（5）本技術(shù)方案還在焊接架上安裝有冷卻液噴射管和照明燈，不僅具有對(duì)焊接面快速冷卻、降低熱變形量的有益技術(shù)效果，還具有方便清楚的觀察焊接面實(shí)時(shí)情況的有益技術(shù)效果；

（6）本技術(shù)方案的夾持定位架是通過上、下半環(huán)活動(dòng)連接，并設(shè)置了卡槽、擺桿及緊固螺母，而且上、下半環(huán)上還設(shè)置有調(diào)節(jié)螺桿，具有卡接快速牢固、適用不同直徑大小的金屬定子、位置調(diào)節(jié)方便的有益技術(shù)效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

附圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為本發(fā)明的夾持定位架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.加工床體；2.前支撐架；3.后支撐架；4.夾持定位架；5.第一套管；6.第一軸承；7.第二套管；8.第二軸承；9.從動(dòng)皮帶輪；10.電機(jī)；11.減速器；12.主動(dòng)皮帶輪；13.皮帶；14.第一旋轉(zhuǎn)盤；15.第一卡盤；16.第二旋轉(zhuǎn)盤；17.第二卡盤；18.金屬定子；19.焊接面；20.焊接架；21.激光焊機(jī)；22.連桿；23.焊接頭；24.控制箱；25.定子裝配定位脹胎；26.脹芯；27.操作旋柄；28.冷卻液噴射管；29.照明燈；30.滾輪；41.架體；42.下半環(huán)；43.上半環(huán)；44.第一轉(zhuǎn)軸；45.卡槽；46.第二轉(zhuǎn)軸；47.擺桿；48.緊固螺母；49.調(diào)節(jié)螺桿。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如附圖1所示的本發(fā)明所述的一種螺桿泵金屬定子焊接成套裝備系統(tǒng)，包括加工床體1、前支撐架2、后支撐架3、夾持定位架4、第一套管5、第一軸承6、第二套管7、第二軸承8、從動(dòng)皮帶輪9、電機(jī)10、減速器11、主動(dòng)皮帶輪12、皮帶13、第一旋轉(zhuǎn)盤14、第一卡盤15、第二旋轉(zhuǎn)盤16、第二卡盤17、金屬定子18、焊接面19、焊接架20、激光焊機(jī)21、連桿22、焊接頭23、控制箱24、定子裝配定位脹胎25、脹芯26、操作旋柄27、冷卻液噴射管28、照明燈29、滾輪30、架體41、下半環(huán)42、上半環(huán)43、第一轉(zhuǎn)軸44、卡槽45、第二轉(zhuǎn)軸46、擺桿47、緊固螺母48和調(diào)節(jié)螺桿49，所述加工床體1的表面前后分別布置有前支撐架2和后支撐架3；所述加工床體1的兩邊對(duì)稱設(shè)置有夾持定位架4；所述前支撐架2和后支撐架3的中部橫向分別通過第一軸承6和第二軸承8活動(dòng)安裝有第一套管5和第二套管7；所述第一套管5和第二套管7處于同一軸向中心線上；所述第一套管5的端部與從動(dòng)皮帶輪9相固定連接；所述前支撐架2的頂部安裝有電機(jī)10；所述電機(jī)10的輸出端經(jīng)過減速器11后與主動(dòng)皮帶輪12相連；所述從動(dòng)皮帶9輪通過皮帶13與主動(dòng)皮帶輪12相連接；所述前支撐架2和后支撐架3的相對(duì)側(cè)面分別安裝有第一旋轉(zhuǎn)盤14和第二旋轉(zhuǎn)盤16；所述第一旋轉(zhuǎn)盤14和第二旋轉(zhuǎn)盤16上分別設(shè)置有第一卡盤15和第二卡盤17；所述金屬定子18前后對(duì)接依次穿過夾持定位架4、第一套管5、第一旋轉(zhuǎn)盤14、第一卡盤15、第二卡盤17、第二旋轉(zhuǎn)盤16和第二套管7；在靠近所述加工床體1中間位置設(shè)置有焊接架20；所述焊接架20的頂部安裝有激光焊機(jī)21；所述焊接頭23通過連桿22連接在所述激光焊機(jī)21上；所述焊接面19處于焊接頭23的正下方；所述加工床體1的側(cè)面上安裝有控制箱24；所述電機(jī)10及激光焊機(jī)21均與控制箱24相連接；所述待焊接相鄰的金屬定子18通過定子裝配定位脹胎25裝配固定在一起；所述定子裝配定位脹胎25的內(nèi)、外端部分別設(shè)置有脹芯26和操作旋柄27；所述焊接架20的上部?jī)蓚?cè)還安裝有冷卻液噴射管28和照明燈29；所述焊接架20的底部對(duì)稱安裝有滾輪30；所述夾持定位架4包括有架體41、下半環(huán)42、上半環(huán)43、第一轉(zhuǎn)軸44、卡槽45、第二轉(zhuǎn)軸46、擺桿47、緊固螺母48和調(diào)節(jié)螺桿49，所述下半環(huán)42固定安裝在架體41上；所述上半環(huán)43通過第一轉(zhuǎn)軸44與所述下半環(huán)42活動(dòng)連接；所述上半環(huán)43的自由端開設(shè)有卡槽45；所述擺桿47通過第二轉(zhuǎn)軸46與下半環(huán)42相連；所述擺桿47的表面加工有螺紋；所述緊固螺母48活動(dòng)安裝在擺桿47上；所述下半環(huán)42和上半環(huán)43的外壁上安裝有多個(gè)調(diào)節(jié)螺桿49。

以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。