馬永剛 楊樹松 陳勇 惠巍

摘 要：結(jié)合一種通徑機(jī)輔機(jī)的結(jié)構(gòu)形式介紹了這種全自動石油管生產(chǎn)線專用配套的全長通徑機(jī)，其主要特點(diǎn)在于可實(shí)現(xiàn)PLC程序控制，結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、大管徑更有優(yōu)勢，安全系數(shù)更高；設(shè)備大大提高工作節(jié)奏，減少沖擊、降低噪音；經(jīng)過十幾套的使用、改進(jìn)，已經(jīng)完全能適應(yīng)石油管線的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：氣動 油套管 鋼管通徑 通徑機(jī)

中圖分類號：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0107-02

在石油開采中，油井需要鉆幾百米甚至幾千米，對地下油層及油井的檢測信息都需要從油套管中獲取，所有的檢測儀器也都要從油套管下到油層，所以石油用油套管的直線度及圓度就顯得特別重要；為了石油工業(yè)的的低成本、高效率，必須把不符合工藝的鋼管提前報(bào)廢。氣動通徑是油套管生產(chǎn)對鋼管內(nèi)徑檢查最重要的手段；根據(jù)API-5CT標(biāo)準(zhǔn)要求，需對鋼管全長進(jìn)行通徑試驗(yàn)。本通徑機(jī)輔機(jī)就是對油套管進(jìn)行通徑試驗(yàn)的輔助設(shè)備。目前國內(nèi)氣動通徑機(jī)的操作主要還是以人工操作為主，這項(xiàng)工作要靠人工扶通徑壓頭帶高壓氣管，小管徑的通徑壓頭比較輕，還可以接受，如果生產(chǎn)大管徑的通徑壓頭重約20多kg，根本無法長時(shí)間工作；還有就是安全性，如果遇到不合格的鋼管，通徑棒卡死，氣壓將對通徑壓頭產(chǎn)生很大反作用力，將人推到在地，很不安全；再有就是自動化程度低，勞動強(qiáng)度極大，氣動通徑時(shí)管的另一端粉塵比較大，污染環(huán)境較為嚴(yán)重。本通徑機(jī)輔機(jī)及控制系統(tǒng)成功解決了以往氣動通徑機(jī)的諸多技術(shù)難點(diǎn)，以其自動化程度高、環(huán)保安全等諸多先進(jìn)技術(shù)為石油管生產(chǎn)配套服務(wù)。

1 設(shè)備主機(jī)結(jié)構(gòu)（如圖1）

氣動鋼管通徑機(jī)輔機(jī)，其結(jié)構(gòu)主要包括：底板、機(jī)座、絲杠、蝸桿升降機(jī)、機(jī)架、導(dǎo)向柱、導(dǎo)向桿、推進(jìn)氣缸、密封壓盤等，機(jī)座位于底板之上，靠壓板及墊板固定，側(cè)向移動靠絲杠進(jìn)行調(diào)節(jié)，每次調(diào)節(jié)完成以后壓緊壓板，以后基本不需要任何調(diào)整。

機(jī)架是一個(gè)可以上下活動的結(jié)構(gòu)，整體靠蝸桿升降機(jī)定位，然后鎖死位置，只有生產(chǎn)線鋼管規(guī)格改變時(shí)需要重新調(diào)整位置，機(jī)架兩端的導(dǎo)向套連接在導(dǎo)向柱上，可以沿著導(dǎo)向柱上下移動；機(jī)架中心上方有一個(gè)同導(dǎo)向柱垂直的導(dǎo)向套，在機(jī)架設(shè)計(jì)加工時(shí)必須保證機(jī)架兩端的導(dǎo)向套中心同機(jī)架上方的導(dǎo)向套中心垂直。

氣缸通過中心鉸軸耳座固定在機(jī)架上，另一端桿端頭通過銷軸同密封壓盤中心下方氣缸單耳座連接。

密封壓盤固定在導(dǎo)向桿的端頭，密封橡膠墊靠壓環(huán)貼在擋盤上，另外氣缸單耳座焊接在擋盤中心的下方，同氣缸桿頭相連接，整個(gè)密封壓頭可以在氣缸的作用下，沿著導(dǎo)向套向前推進(jìn)或后退。

導(dǎo)向柱靠導(dǎo)向柱支座安裝在機(jī)座上，導(dǎo)向柱為兩只，目的是為機(jī)架及密封壓頭導(dǎo)向，保證密封壓頭始終處于機(jī)架中心，兩導(dǎo)向柱靠上方的連接板固定位置，并用墊板及圓螺母將連接板壓緊。

2 工作原理

氣動鋼管通徑機(jī)的原理就是利用通徑棒對鋼管的內(nèi)孔形狀和尺寸誤差以及縱向直度進(jìn)行檢查。其檢查方法是將相應(yīng)直徑的檢驗(yàn)塞頭插入被試鋼管內(nèi)孔中，檢驗(yàn)塞頭順利通過者為合格，若塞頭通行受阻，則為不合格。通徑棒的直徑大小與長度尺寸與檢驗(yàn)的鋼管品種相匹配，并符合API管材標(biāo)準(zhǔn)。

鋼管通徑機(jī)工藝流程包括：送料機(jī)構(gòu)將油套管送至通徑工位→夾緊裝置夾緊油套管→機(jī)械裝置放入通徑棒→密封壓頭伸向管端→電磁閥接通高壓空氣→檢驗(yàn)是否合格→夾緊裝置松開→送料機(jī)構(gòu)將油套管送出，一個(gè)通徑流程結(jié)束。

3 設(shè)備參數(shù)

適用鋼管直徑 φ60～340 mm

通徑速度 30 s

氣源氣壓 0.6～0.8 MPa

通徑模式 機(jī)械步進(jìn)

工作模式 全長通徑

流程標(biāo)準(zhǔn) API標(biāo)準(zhǔn)

上下料機(jī)構(gòu) 多點(diǎn)電動步進(jìn)式

4 主要功能及特點(diǎn)

（1）整個(gè)系統(tǒng)控制及工作全部以氣體為動力源。（2）工業(yè)控制計(jì)算機(jī)+PLC”構(gòu)成分布測控系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行不僅安全可靠，而且擴(kuò)展調(diào)整靈活方便。（3）同以往設(shè)備相比，大管徑更有優(yōu)勢，安全系數(shù)更高。（4）與機(jī)械通徑相比較，經(jīng)濟(jì)環(huán)保、效率高、占地面積減小一半。（5）設(shè)備適應(yīng)管徑范圍大，管徑改變時(shí)，只需做高度調(diào)整。（6）設(shè)備大大提高工作節(jié)奏，減少沖擊、降低噪音。

5 現(xiàn)場應(yīng)用

本裝置是我公司長期設(shè)計(jì)建造油套管生產(chǎn)線及專業(yè)設(shè)備多年的經(jīng)驗(yàn)研制的，結(jié)合2007年設(shè)計(jì)的管端通徑機(jī)、全長人工通徑機(jī)的結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場應(yīng)用情況，研制了此新型通徑機(jī)；2008年12月份，生產(chǎn)了兩套應(yīng)用在陜西延長石油材料公司的二期油套管項(xiàng)目，共兩套生產(chǎn)線：Φ73 m油管，Φ140 m套管；應(yīng)用效果非常好，占地面積小，噪音低，維護(hù)方便，安全可靠，得到了甲方的充分認(rèn)可。并對本廠2006年建造的Φ140 m套管生產(chǎn)線人工通徑工位進(jìn)行了改造。隨后2009年的三期兩條油管生產(chǎn)線也均配套此產(chǎn)品，得到甲方好評。本裝置2011年配套于泰豐鋼業(yè)Φ140～Φ340 m油套管生產(chǎn)線兩套，在大管徑鋼管的全自動通徑上更發(fā)揮了優(yōu)越的性能。截至2012年底本產(chǎn)品共應(yīng)用于國內(nèi)各種規(guī)格油套管生產(chǎn)線13套，設(shè)備使用情況得到很高評價(jià)。

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