一種半自動(dòng)篩管鉆孔設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種半自動(dòng)篩管鉆孔設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]防砂是出砂油氣藏開(kāi)采中不可缺少的環(huán)節(jié)。機(jī)械防砂是當(dāng)今油田最常用的一種油井防砂方法，目前全世界約有80%的出砂油氣井采用這種防砂方法。防砂篩管是機(jī)械防砂技術(shù)的核心部件之一，它對(duì)防砂的效果、成本和油井的產(chǎn)量等都有很大的影響。篩管長(zhǎng)度并不固定，長(zhǎng)約8?10米，篩管上孔約有124個(gè)孔左右。
[0003]篩管上鉆孔有數(shù)控機(jī)床鉆孔法和手電鉆鉆孔法。數(shù)控機(jī)床鉆孔，鉆孔效率高，孔精度高。但數(shù)控機(jī)床設(shè)備昂貴，操作復(fù)雜，需專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，打孔成本高。手電鉆鉆孔方法，設(shè)備便宜，但工效低，人工消耗高，打孔位置精度和垂直度差，鉆頭消耗大，產(chǎn)量低。盡管如此，現(xiàn)階段主要以手工鉆孔為主。隨著油氣田開(kāi)發(fā)使篩管消耗需求不斷增加，顯然手工鉆孔的方法不適應(yīng)生產(chǎn)的發(fā)展。
[0004]急需提供一種操作簡(jiǎn)單、鉆孔方便的設(shè)備及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種半自動(dòng)篩管鉆孔設(shè)備及方法，其目的在于，通過(guò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的鉆孔設(shè)備，克服現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)控機(jī)床鉆孔設(shè)備昂貴，人工手電鉆鉆孔勞動(dòng)強(qiáng)度大，精度低下的問(wèn)題。
[0006]一種半自動(dòng)篩管鉆孔設(shè)備，包括篩管定位裝置、電氣控制裝置及至少一臺(tái)鉆孔裝置；
[0007]所述鉆孔裝置包括鉆孔平臺(tái)、電動(dòng)機(jī)、鉆孔鉆削氣缸、鉆頭、壓緊裝置、夾緊氣缸、V形支撐板、頂升氣缸及頂升氣缸架；
[0008]所述電動(dòng)機(jī)、鉆孔鉆削氣缸、壓緊裝置、夾緊氣缸、V形支撐板及頂升氣缸架均安裝在所述鉆孔平臺(tái)上，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，鉆孔鉆削氣缸驅(qū)動(dòng)鉆頭進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)；
[0009]所述V形支撐板安裝于所述鉆孔平臺(tái)上的一端，所述頂升支架與V形支撐板設(shè)置在鉆孔平臺(tái)的同一水平線上；所述壓緊裝置由夾緊氣缸驅(qū)動(dòng)，位于V形支撐板的正上方；
[0010]所述頂升氣缸安裝在頂升氣缸架上；
[0011]在鉆孔鉆削氣缸上設(shè)有限位開(kāi)關(guān)，所述電動(dòng)機(jī)和限位開(kāi)關(guān)均與所述電氣控制裝置相連；所述電氣控制裝置通過(guò)電磁閥控制頂升氣缸、鉆孔鉆削氣缸及夾緊氣缸；
[0012]鉆頭與鉆孔鉆削氣缸的連接處下方設(shè)置有鉆頭觸碰塊，在鉆頭鉆孔過(guò)程中，所述鉆頭觸碰塊與限位開(kāi)關(guān)接觸；
[0013]所述篩管定位裝置的一端通過(guò)螺栓固定在鉆孔平臺(tái)上的一端，與所述V形支撐板和頂升支架位于同一直線上。
[0014]所述篩管定位裝置包括定位支架、定位塊、定位擋塊及篩管夾具；
[0015]所述定位支架為凹槽形狀，在凹槽兩側(cè)壁的頂部設(shè)有間隔均勻且對(duì)稱(chēng)的定位孔，所述定位擋塊的底部設(shè)有與定位孔相匹配的定位桿，定位擋塊通過(guò)定位桿插裝在定位孔上;
[0016]所述定位塊為凹槽形狀，卡合在定位支架的凹槽中，所述篩管夾具包括夾緊端和固定端，所述篩管夾具的固定端用于固定在所述定位塊的凹槽中。
[0017]所述頂升氣缸架上的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置有兩個(gè)萬(wàn)向軸承。
[0018]所述電氣控制裝置上設(shè)置有電動(dòng)機(jī)啟停按鈕、夾緊裝置啟停按鈕、鉆孔鉆削氣缸啟停按鈕及頂升氣缸啟停按鈕。
[0019]一種半自動(dòng)篩管鉆孔方法，采用所述的半自動(dòng)篩管鉆孔設(shè)備，具體步驟如下:
[0020]步驟1:用行吊將篩管吊至V形支撐塊與頂升氣缸架上，在篩管端部安裝篩管夾具，再在篩管夾具的夾緊端上安裝上定位塊；
[0021]步驟2:啟動(dòng)頂升氣缸，使得頂升氣缸架下降，定位塊卡合至定位支架的凹槽中，同時(shí)啟動(dòng)夾緊氣缸14，使得壓緊裝置將篩管夾緊固定；
[0022]步驟3:啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，鉆頭同步旋轉(zhuǎn)，同時(shí)鉆孔鉆削氣缸向前推進(jìn)鉆頭向篩管移動(dòng)；
[0023]步驟4:鉆頭接觸篩管并在篩管上鉆孔，當(dāng)鉆頭上的鉆頭觸碰塊碰到限位開(kāi)關(guān)時(shí)，電氣控制裝置接收到限位開(kāi)關(guān)發(fā)出的信號(hào)，控制鉆孔鉆削氣缸反向工作，使得鉆孔鉆削氣缸和鉆頭同時(shí)向后快速退回，同時(shí)電動(dòng)機(jī)停機(jī)，啟動(dòng)頂升氣缸和夾緊氣缸，使得頂升氣缸架上升，將篩管向上抬起；
[0024]步驟5:將篩管沿水平方向移動(dòng)，或圓周方向軸向旋轉(zhuǎn)，利用定位塊在定位支架上對(duì)篩管再次定位，返回步驟2進(jìn)行下一循環(huán)鉆孔工作。
[0025]圓周方向定位，當(dāng)?shù)谝慌趴准庸ね瓿珊?，頂升氣缸架再次抬起，由于在每個(gè)頂升氣缸架上對(duì)稱(chēng)裝入兩個(gè)萬(wàn)向軸承，篩管外圓表面與兩個(gè)萬(wàn)向軸承滾動(dòng)接觸，摩擦阻力小，并可在縱向、圓周方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)頂升氣缸架抬起，篩管松夾，先將篩管沿定位槽中縱向輕松推回至第二排鉆孔的原始點(diǎn)處，首先將定位塊從篩管夾具凸出的四方塊上取下，再用專(zhuān)用工具使篩管夾具上凸出的四方塊順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度后，完后再把定位塊裝回篩管夾具41上，并要保證使定位塊偏心一頭伸入定位支架上的定位槽中，最后還要必須使篩管上的定位塊16在定位槽中縱向移動(dòng)到與定位檔塊第二排鉆孔的原始點(diǎn)處相接觸，這樣才完成了旋轉(zhuǎn)90度定位。
[0026]因定位槽架是固定支架，只有篩管旋轉(zhuǎn)90度移動(dòng)，從而保證了 90度的精確定位。
[0027]該設(shè)備能保證多臺(tái)鉆孔裝置的鉆孔在同一直線上，而且是在工作一段時(shí)間上還能保持在同一直線上；主要取決于以下兩個(gè)方面:
[0028](I)鉆孔鉆削氣缸與壓緊裝置動(dòng)作，由于每個(gè)鉆孔鉆削氣缸產(chǎn)生約有50Kg力，又通過(guò)壓緊裝置的扛桿作用，多個(gè)壓緊裝置下壓篩管致使篩管粗糙表面與多個(gè)V形支撐塊產(chǎn)生的摩擦力，足夠避免了位移的產(chǎn)生，同時(shí)，多個(gè)V形支撐塊在平臺(tái)上安裝時(shí)已保證了水平度，保證了直線度；
[0029](2)通過(guò)定位塊嵌入定位支架上的凹槽中，在凹槽中也能保持鉆孔能在同一直線上，而且是在工作一段后，利用定位塊和篩管夾具的固定，使得篩管發(fā)生整體移動(dòng)后，利用該設(shè)備再在篩管上鉆的孔仍舊在同一直線上。
[0030]有益效果
[0031]本發(fā)明提供了一種半自動(dòng)篩管鉆孔設(shè)備及方法，該設(shè)備包括篩管定位裝置、電氣控制裝置及至少一臺(tái)鉆孔裝置；通過(guò)利用電氣自動(dòng)控制、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置與機(jī)械設(shè)備相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了篩管鉆孔的半自動(dòng)化，孔鉆到位后自動(dòng)退回，保證了鉆孔的質(zhì)量，提高了生產(chǎn)的數(shù)量。本設(shè)備能適應(yīng)不同管徑的篩管鉆孔，能適應(yīng)10米長(zhǎng)篩管在縱向方向移動(dòng)定位鉆孔，也能適應(yīng)10米長(zhǎng)篩管在圓周任一方向定位鉆孔。利用該設(shè)備進(jìn)行鉆孔時(shí)，操作簡(jiǎn)單、鉆孔效率高，具有明顯的節(jié)能、生產(chǎn)低成本，一般普通工人都可上機(jī)操作，產(chǎn)量高優(yōu)勢(shì)，是一種具有批量生產(chǎn)應(yīng)用前景的新式篩管鉆孔設(shè)備。與數(shù)控機(jī)床打孔相比，設(shè)備便宜，操作簡(jiǎn)單，對(duì)人員素質(zhì)要求底；與人工手電鉆鉆孔相比，生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，提高打孔位置精度和垂直度，鉆孔位置垂直度可降低鉆頭損壞率，延長(zhǎng)鉆頭使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明的設(shè)備整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明鉆孔設(shè)備右視圖；
[0034]圖3為本發(fā)明中具有一臺(tái)鉆孔裝置的俯視圖；
[0035]圖4為本發(fā)明中篩管定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖5為本發(fā)明的一種篩管鉆孔設(shè)備的電氣控制原理圖；
[0037]圖6為本發(fā)明的一種篩管鉆設(shè)備氣動(dòng)機(jī)構(gòu)原理不意圖；
[0038]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:5_篩管，6-鉆孔平臺(tái)，7-定位支架，8-頂升氣缸架，9-進(jìn)給阻尼器，10-電動(dòng)機(jī)，11-鉆孔鉆削氣缸，12-限位開(kāi)關(guān)，13-鉆頭，14-夾緊氣缸，15-壓緊裝置，16-固定塊，41-篩管夾具，42-定位擋塊，43-定位孔，44-V形支撐塊，
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0040]如圖1-圖4所示，一種半自動(dòng)篩管鉆孔設(shè)備，包括篩管定位裝置、電氣控制裝置及至少一臺(tái)鉆孔裝置；
[0041]所述鉆孔裝置包括鉆孔平臺(tái)6、電動(dòng)機(jī)10、鉆孔鉆削氣缸11、鉆頭13、壓緊裝置15、夾緊氣缸14、V形支撐板44、頂升氣缸及頂升氣缸架8 ；
[0042]所述電動(dòng)機(jī)、鉆孔鉆削氣缸、壓緊裝置、夾緊氣缸、V形支撐板及頂升氣缸架均安裝在所述鉆孔平臺(tái)上，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，鉆孔鉆削氣缸驅(qū)動(dòng)鉆頭進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)；
[0043]所述V形支撐板安裝于所述鉆孔平臺(tái)上的一端，所述頂升支架與V形支撐板設(shè)置在鉆孔平臺(tái)的同一水平線上；所述壓緊裝置由夾緊氣缸驅(qū)動(dòng)，位于V形支撐板的正上方；
[0044]所述頂升氣