全自动石油钻杆校直机的研究与应用.pdf

2014年1月
机床与液压
第42卷第2期
MACHINE TOOL & HYDRAULICS
Vol. 42 No. 2
DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2014.02.001
全自动石油钻杅校直机的研究与应用
陈凯凯',芥明侠,刘飞2,杨伟超,黄川
(1.中国石油大学(华东),山东青岛266580;2.中海油田服务股份有限公司,天津300450)
摘要:为提高校直效率和减少工人劳动强度,研制了自动石油钴杆校直机。设计了钴杆挠度检测方法,选用激光位移
传感器检测钻杄弯曲挠度,利用编码器定位压头施压位置及支点位置,根据弹塑性理论与实际经验确定压头下压行程。设
计了自动校直机控制系统,能够显示钴杄挠度和输入参数,可以对不同钢级和尺寸的钻杆进行校直,并可以输出报表。配
备了自动上下料系统,能够实现自动上料和下料。现场使用证明:该自动校直机减少了工人劳动量,提高了钴杆校直过程
的自动化。
关键词:石油钻杆;校直机;自动校直
中图分类号:TG305文献标识码
文章编号:1001-3881(2014)2-001-4
Design and Application of an Automatic Drill Pipe Straightening Machine
CHEN Kaikai QI Mingxia LIU Fei, YANG Weichao, HUANG Chuan
(1. China University of Petroleum(East China), Qingdao Shandong 266580, China;
2. China Oilfield Services Limited, Tianin 300450, China)
Abstract: To promote efficiency and reduce labors work, automatic pipe straightening machine was designed. The way of det
ting the bending of pipes was developed by using laser displacement sensors, then where and how to put pressure on pipes were decided
with the theory of elastic-plastic mechanics. The control system of automatic pipe straightening machine was also developed, which can
display parameters. In the system, parame ers could be input to adapt to different types of pipes. It is proved that using the designe
straightening machine, labors work is reduced significantly and the automation of pipe straightening is improved
Keywords Drill pipe; Straightening machine; Automatic straightening
校直机是在汽车、纺织、石油行业中,对轴类零的,体积和质量都比较大(以5寸错杆为例,外径
件在热处理或使用过程中产生的变形而进行处理的设127mm,长度约为9.5m),且石油钻杆两端段貝有
备。石油钻杆在使用过程会产生弯曲变形,这种变形公接头和母接头,不是等直径的零件,这些特点使得
会影响钻杄的使用效果,并降低钴杆的使用寿命。钻杆不能在一般轴类零件校直机上进行校直,而且校
为保证钻杆的正常使用,钻杆在使用一段时间后,直方法有限,所以钻杆校直需要专用的钻杆校直机。
必须对其进行修复,其中钻杆校直为修复过程中的但目前国内的钴杆校直机大部分采用三点反弯校直方
个重要环节,降低了钻井成本,具有显著的经济法,采用手动控制。在钻杆校直的过程中,由工人目
效益。
测检验钴杄的弯曲情况,再手工控制校直,再由检验
国内,轴类零件的校直理论发展已比较成熟,自人员检验。这样的话,工序复杂、工人劳动强度大、
动校直设备也发展迅速。对于轴类零件,通常采用生产效率低、控制精度不高,对工人的要求比较高
三点反弯校直方法。基于弹塑性力学理论,轴类零件难以保证校直的质量
的下压量已有足够的理论分析?。自动校直设备
2011年,中海油田服务股份有限公司和中国石
如合肥工业大学与合肥锻压机床股份有限公同合作研油大学(华东)合作研制了全自动石油钻杆校直机
制的YH40-25全自动精密液压校直机°?、长春试验
此自动校直机能够完成钴杆校直的自动检测和控制,
机研究所研制的具有自主知识产权的ASC-I系列自
并能够显示钻杆弯曲情况和输出报表。此校直机可以
动校直机剧,都具有较高的水平。
对从31/2英寸到65/8英寸的钻杆进行校直,最大
校直压力为1MN,提高了钴杆校直过程的自动化程
上述校直机主要适用于轴径较小以及长度有限的
度
轴类零件。不同于其他轴类零件,石油钴杆是管状
收稿日期:2012-12-24
基金项目:中国石油大学研究创新基金资助项目(CX-1228
作者简介:陈凯凯(1990-),男,硕士研究生,主要研究方向为钻杄和管类零件校直。E-mal:chenkaikai89@163.coma