青島精研自動化設(shè)計有限公司
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接箍擰接機（擰扣機）接箍擰接機是用于石油油管或套管生產(chǎn)時將接箍按照標(biāo)準(zhǔn)擰接在管體上的設(shè)備。其主要由負(fù)責(zé)擰接的主機、負(fù)責(zé)操控、顯示記錄數(shù)據(jù)的操作臺和液壓站等組成。在自動化生產(chǎn)線中，還可能有接箍預(yù)擰接機、翻料架和通徑裝置等等。 手動操作 手動操作的接箍擰接機主要應(yīng)用于修理單件小批量生產(chǎn)油套管，其工作效率較低。 液缸夾緊該種接箍擰接機的夾緊機構(gòu)為裝有數(shù)個環(huán)列的油缸的卡盤，油缸前端裝有牙塊，夾緊時油缸同步伸出，夾緊力由油缸壓力決定，當(dāng)油缸夾緊管體或接箍后，由另一油缸推動卡盤旋轉(zhuǎn)一個角度，進(jìn)而實現(xiàn)接箍的擰接。該種擰接機主要用于油田井下工具、鉆桿接頭、油套管等的修復(fù)工作，由于卡盤不能連續(xù)旋轉(zhuǎn)，需要配合旋扣器一同工作，故效率十分低下。 凸輪夾緊該種接箍擰接機的夾緊機構(gòu)是由裝有數(shù)個凸輪的卡盤組成，卡盤由機器內(nèi)部的齒輪驅(qū)動，當(dāng)凸輪旋轉(zhuǎn)時同步卡住接箍或管體，進(jìn)而帶動接箍或管體旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)接箍的擰接，設(shè)備的主要動力為液馬達(dá)。該種擰接機是較早期的擰接機品種，由于凸輪與接箍或管體的接觸為線接觸，導(dǎo)致夾緊后的壓痕非常深，而且接箍或管體本身的變形也非常大，已不適合用于現(xiàn)代的特殊扣擰接。該種接箍擰接機的優(yōu)點是在一定范圍內(nèi)夾緊不用更換凸輪。 該種接箍擰接機的夾緊機構(gòu)是由裝有3塊或者4塊顎板的顎板架組成，顎板后部裝有滾輪，滾輪在設(shè)備內(nèi)部大齒輪上的坡道上滾動，隨著滾輪在坡道上爬坡，顎板會同步向中心靠攏直至夾緊接箍或管體，每塊顎板上裝有至少3塊或多塊牙條，這樣在圓周方向的接觸點就很多，使得夾緊壓痕大大減輕。 設(shè)備的主要旋轉(zhuǎn)動力一般為液馬達(dá)，背鉗的夾緊動力一般為液缸或氣缸。由于使用顎板形式，所以每種規(guī)格的管體必須對應(yīng)一種顎板，也導(dǎo)致夾具類型很多。該種擰接機是現(xiàn)在生產(chǎn)線上使用較多的主流擰接機品種。 測量控制擰接過程中扭矩的測量非常關(guān)鍵，由于擰接是一個連續(xù)的過程，所以扭矩的參數(shù)和時間的關(guān)系會形成一條曲線。在接箍擰接機的主鉗上一般裝有旋轉(zhuǎn)測量裝置（如齒盤或者旋轉(zhuǎn)編碼器等），用以測量出接箍的旋轉(zhuǎn)，得出扭矩曲線的X軸。 因為接箍擰接機的主鉗是旋轉(zhuǎn)的，所以絕大多數(shù)接箍擰接機都采取在接箍擰接機的背鉗上采集扭矩，主要方式有在背鉗上裝一個測力機構(gòu)（可以是拉力油缸或者是拉力傳感器等），由這個測力機構(gòu)距管體圓心的距離乘以測得的拉力即可得出當(dāng)前的扭矩（即扭矩曲線的Y軸）。 整個數(shù)據(jù)采集過程可以使用專門設(shè)計的采集板卡，也可以使用PLC的模擬量通道，所有數(shù)據(jù)最終上傳到上位的計算機中進(jìn)行顯示和控制。整個接箍擰接機的控制可以由繼電器、專業(yè)板卡或者PLC來完成。 發(fā)展方向隨著石油工業(yè)的發(fā)展，越來越多的專利扣的使用，對接箍擰接機提出了更高的要求，未來主要的發(fā)展趨勢是： 一：無牙痕或微牙痕 隨著客戶需求和管體材質(zhì)的不斷提高，使得客戶對夾具的壓痕產(chǎn)生了更高的要求，這推動著夾具形式的不斷進(jìn)步，這中間包括使用更大的包角，更多的牙條以提高接觸面積等，但是在減少壓痕的同時打滑的風(fēng)險也在提高，這需要不斷的摸索與實踐才能有完美的結(jié)果。 二：非鐵基材質(zhì)夾具 隨著13Cr等不銹鋼品種的管體增多，客戶越來越會要求接箍或管體不能使用鐵基材質(zhì)的夾具，這就催生了各種復(fù)合材料的夾具，但是這些復(fù)合材質(zhì)的夾具在強度性能和耐磨性能上均難以與鐵基材質(zhì)的夾具相比，這也是未來研究的一個難點。 |
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