專利名稱：石油鉆桿外壁的清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油鉆桿的清洗設(shè)備，具體地說，它是一種石油鉆桿外壁的清洗裝置。
背景技術(shù)：
在石油鉆井過程中，鉆桿承受著很大的扭矩和彎矩，一旦鉆桿發(fā)生斷裂，則會(huì)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。為了保證鉆井過程的安全與可靠性，在鉆桿使用前必須進(jìn)行探傷。而為了保證探傷效果，需要對(duì)鉆桿外壁進(jìn)行清洗，特別是后續(xù)對(duì)鉆桿裂紋的探傷，主要是針對(duì)其外壁進(jìn)行的，故除去鉆桿外壁的銹污是保證探傷效果的重要因素。在已有技術(shù)中，鉆桿外壁的清洗裝置大致分為兩類，一類是水洗，一類是干洗。由于水洗設(shè)備要采用高壓水對(duì)外壁進(jìn)行清洗，不僅功率損耗大、水消耗量大，而且還需要復(fù)雜的水處理設(shè)施，故應(yīng)用前景不好。干洗設(shè)備采用的是用鋼絲刷對(duì)外壁干刷的方式進(jìn)行清洗，該類設(shè)備功耗低，可節(jié)電節(jié)水，同時(shí)，只要在清洗裝置的上方加裝吸塵裝置，即可保證設(shè)備具有較好的環(huán)保性能，故干洗設(shè)備是目前鉆桿外壁清洗的發(fā)展方向。目前國(guó)內(nèi)較普遍采用的干洗設(shè)備一般都是通過交錯(cuò)輪結(jié)構(gòu)來輸送鉆桿，使鉆桿在產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)又直線向前運(yùn)動(dòng)而送至清洗器，清洗器是一個(gè)由電機(jī)帶動(dòng)的旋轉(zhuǎn)鋼絲刷。在清潔過程中，旋轉(zhuǎn)鋼絲刷不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，鉆桿旋轉(zhuǎn)地向前通過該旋轉(zhuǎn)鋼絲刷，從而完成對(duì)鉆桿外壁的清洗。它的主要問題是鉆桿的旋轉(zhuǎn)及直線運(yùn)動(dòng)交織在一起，使其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)都不平穩(wěn)，從而影響清洗的潔凈度。再者，由于鉆桿是兩頭大中間小、其口徑有變化的桿狀體，所以交錯(cuò)輪在傳送過程中也必須通過調(diào)節(jié)來適應(yīng)這種變化，這樣，就使得交錯(cuò)輪的控制變得較為復(fù)雜。同時(shí)，清洗器也得適應(yīng)上述鉆桿口徑的變化，才能使鉆桿外壁的每個(gè)部位都清洗到。所以，該裝置采用了一種機(jī)械靠模，旋轉(zhuǎn)鋼絲刷根據(jù)機(jī)械靠模來調(diào)整其靠近鉆桿的距離，從而適應(yīng)鉆桿外壁口徑的變化。該機(jī)械靠模雖然能夠解決上述問題，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易調(diào)整，而且還難以通用在不同長(zhǎng)度的鉆桿上。綜上所述，已有干洗裝置主要存在著清洗潔凈度不高，控制及調(diào)整復(fù)雜、通用性不好的缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)已有技術(shù)中的問題，提供一種清洗潔凈度高、控制及調(diào)整簡(jiǎn)單、通用性好的石油鉆桿外壁的清洗裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案如下它具有一個(gè)承載鉆桿軸向行走的滑動(dòng)小車，在該滑動(dòng)小車上設(shè)有一個(gè)鉆桿的軸向夾持旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該軸向夾持旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由一個(gè)外絲端夾持頭和一個(gè)內(nèi)絲端夾持旋轉(zhuǎn)頭組成，所述的外絲端夾持頭安裝在設(shè)在滑動(dòng)小車一端的機(jī)械滑臺(tái)上，所述的內(nèi)絲端夾持旋轉(zhuǎn)頭安裝在設(shè)在滑動(dòng)小車另一端的另一個(gè)機(jī)械滑臺(tái)上，在該滑動(dòng)小車的中部至少還設(shè)有鉆桿的支承機(jī)構(gòu)，在所夾持鉆桿外壁的相應(yīng)位置上設(shè)有內(nèi)絲端機(jī)械滑臺(tái)的行程控制開關(guān)；在所述的滑動(dòng)小車側(cè)部固定裝有旋轉(zhuǎn)鋼絲刷，該旋轉(zhuǎn)鋼絲刷安裝在一個(gè)氣動(dòng)滑臺(tái)上，該氣動(dòng)滑臺(tái)的行程方向與所夾持鉆桿的軸線垂直，并在該氣動(dòng)滑臺(tái)的行程方向的相應(yīng)位置上設(shè)有前、后兩個(gè)行程限位塊，這兩個(gè)限位塊所限定的氣動(dòng)滑臺(tái)的行程距離與鉆桿粗端到細(xì)端的臺(tái)階尺寸相當(dāng)，在鉆桿最大口徑的外壁線上并排設(shè)有兩個(gè)接觸開關(guān)，這兩個(gè)接觸開關(guān)的橫向距離與旋轉(zhuǎn)鋼絲刷的寬度相當(dāng)。
本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)方案是上述鉆桿內(nèi)絲端夾持旋轉(zhuǎn)頭采用一個(gè)氣動(dòng)夾持旋轉(zhuǎn)頭，它具有一個(gè)夾持軸、該夾持軸的尾端通過雙向止推軸承結(jié)構(gòu)與一個(gè)氣缸相接，在該夾持軸上還同軸套有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸通過銷鍵與夾持軸聯(lián)結(jié)一起，所述的旋轉(zhuǎn)軸通過齒輪減速器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸相聯(lián)。
通過上述解決方案可以看出，本實(shí)用新型通過滑動(dòng)小車承載待清洗鉆桿的軸向行走和滑動(dòng)小車上的鉆桿軸向夾持旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對(duì)鉆桿的夾持與旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了鉆桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的分離，使鉆桿的旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，大大提高了清洗潔凈度；同時(shí)，鉆桿軸向夾持旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用了氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，通過氣缸氣壓的調(diào)整，可改變其夾緊力，使夾緊力的調(diào)整方便；再者，不論鉆桿口徑大小，所述的鉆桿軸向夾持機(jī)構(gòu)的軸線始終保持不變，因此不用調(diào)整清洗器的高度，并且該鉆桿的軸向夾持方式，也不受鉆桿長(zhǎng)短的限制，所以通用性好。本裝置還采用了電靠模來給出鉆桿外壁口徑的變化信號(hào)，通過該信號(hào)來控制氣動(dòng)滑臺(tái)動(dòng)作，使旋轉(zhuǎn)鋼絲刷前靠或后退，從而完成靠模功能，該電靠模不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、且通用性好。


圖1、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、鉆桿內(nèi)絲端氣動(dòng)夾持旋轉(zhuǎn)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3、清洗狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖(圖1的A-A剖面圖)。
圖4、電靠模結(jié)構(gòu)和工作示意圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及工作原理。
參見圖1、件號(hào)1是所述的滑動(dòng)小車，該滑動(dòng)小車由電機(jī)2驅(qū)動(dòng)，可沿軌道3行走，該滑動(dòng)小車可采用現(xiàn)有公知公用的機(jī)械滑動(dòng)小車結(jié)構(gòu)。在滑動(dòng)小車的一端設(shè)有所述的機(jī)械滑臺(tái)4，在該機(jī)械滑臺(tái)上設(shè)有一個(gè)鉆桿外絲端(公螺紋端)的夾持頭5，在滑動(dòng)小車的另一端設(shè)有另一個(gè)機(jī)械滑臺(tái)6，在該機(jī)械滑臺(tái)上設(shè)有一個(gè)鉆桿內(nèi)絲端(母螺紋端)的夾持旋轉(zhuǎn)頭7，在鉆桿的軸向行進(jìn)線上、并位于鉆桿外絲部處設(shè)有機(jī)械滑臺(tái)6的行程控制開關(guān)11，所述的機(jī)械滑臺(tái)4、6均可采用現(xiàn)有公知公用的機(jī)械滑臺(tái)結(jié)構(gòu)。在滑動(dòng)小車的中部設(shè)有一對(duì)球支承機(jī)構(gòu)8和一對(duì)托舉氣缸9。由托舉氣缸9將料倉(cāng)中待洗的鉆桿10舉起、再落下，使鉆桿落到球支承機(jī)構(gòu)8上，然后驅(qū)動(dòng)機(jī)械滑臺(tái)4前移(箭頭方向)，直到鉆桿外絲端夾持頭5的前端伸入鉆桿外絲端孔中時(shí)停止；之后再驅(qū)動(dòng)機(jī)械滑臺(tái)6前移，鉆桿內(nèi)絲端夾持旋轉(zhuǎn)頭7也隨之前移而其前端插入鉆桿內(nèi)絲端孔中，與此同時(shí)，鉆桿外絲端碰到行程控制開關(guān)11，則行程開關(guān)控制機(jī)械滑臺(tái)6停止前進(jìn)，然后再通過夾持頭7上氣動(dòng)夾緊結(jié)構(gòu)進(jìn)一步對(duì)鉆桿進(jìn)行軸向夾緊，最后再驅(qū)動(dòng)內(nèi)絲端夾持旋轉(zhuǎn)頭7的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，從而使鉆桿10旋轉(zhuǎn)。
參見圖2，本例的鉆桿內(nèi)絲端夾持旋轉(zhuǎn)頭采用一個(gè)氣動(dòng)夾持旋轉(zhuǎn)頭，它具有一個(gè)夾持軸12、該夾持軸的尾端通過雙向止推軸承結(jié)構(gòu)13與氣缸14相接，在夾持軸12上同軸套有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸15、該旋轉(zhuǎn)軸通過銷鍵16與夾持軸12聯(lián)結(jié)在一起，并在夾持軸12上設(shè)有銷鍵16的軸向滑動(dòng)槽12.1，旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)17通過一個(gè)齒輪減速器18與旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)結(jié)。其中銷鍵16可使夾持軸12與旋轉(zhuǎn)軸15得到周向固定，從而使旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也帶動(dòng)夾持軸旋轉(zhuǎn)，而在軸向當(dāng)夾持軸作伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)，銷鍵16沿其滑動(dòng)槽12.1的滑動(dòng)，使夾持軸仍能在旋轉(zhuǎn)軸中伸縮移動(dòng)，對(duì)鉆桿進(jìn)行軸向夾緊。所述的雙向止推軸承結(jié)構(gòu)13可以使氣缸推動(dòng)夾持軸12的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)與該夾持軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分離。該氣動(dòng)夾持旋轉(zhuǎn)頭的工作過程是當(dāng)前述的機(jī)械滑臺(tái)6停止前進(jìn)后，再驅(qū)動(dòng)氣缸14前推夾持軸12，則氣缸的活塞桿通過雙向止推軸承結(jié)構(gòu)推動(dòng)夾持軸前頂，從而通過氣缸的推動(dòng)力，使鉆桿夾持旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對(duì)鉆桿進(jìn)行夾緊，然后再驅(qū)動(dòng)電機(jī)17工作，則旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)夾持軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，鉆桿10也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)節(jié)氣缸14的氣壓大小可方便實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆桿夾緊力的調(diào)整。
參見圖3、4，在滑動(dòng)小車1的側(cè)部設(shè)有一個(gè)固定臺(tái)19，在該固定臺(tái)19上設(shè)有一個(gè)所述的氣動(dòng)滑臺(tái)20，在該氣動(dòng)滑臺(tái)上設(shè)有一個(gè)所述的旋轉(zhuǎn)鋼絲刷21，在氣動(dòng)滑臺(tái)20的行程方向上設(shè)有前、后兩個(gè)行程限位塊，這兩個(gè)限位塊所限定的氣動(dòng)滑臺(tái)的行程基本等于鉆桿外壁的粗端到細(xì)端的臺(tái)階尺寸；在鉆桿最大口徑的外壁線上并排設(shè)有兩個(gè)接觸開關(guān)A1、A2，并且這兩個(gè)接觸開關(guān)之間的橫向間距基本與旋轉(zhuǎn)鋼絲刷的寬度相等。清洗時(shí)，鉆桿10沿箭頭方向送至旋轉(zhuǎn)鋼絲刷21，當(dāng)鉆桿內(nèi)絲大頭C3通過旋轉(zhuǎn)鋼絲刷21時(shí)，接觸開關(guān)A1、A2都被鉆桿抵觸而給出開關(guān)“接通”的信號(hào)(即編碼信號(hào)為“10”“11”“01”時(shí))，則旋轉(zhuǎn)鋼絲刷處于原位不動(dòng)(即后限位塊所限定的位置)，對(duì)鉆桿C3部位進(jìn)行刷洗；當(dāng)鉆桿繼續(xù)前移而中間的小口徑管C2通過旋轉(zhuǎn)鋼絲刷時(shí)，接觸開關(guān)A1、A2被釋放而給出“斷開”的信號(hào)(即編碼信號(hào)為“00”時(shí))，該信號(hào)控制氣缸推動(dòng)旋轉(zhuǎn)鋼絲刷21前移而靠近鉆桿的C2部位，其前移量由前限位塊限定，從而對(duì)鉆桿的C2部位進(jìn)行清洗；當(dāng)鉆桿外絲大頭C1通過時(shí)，接觸開關(guān)A1、A2又被抵觸而給出開關(guān)“接通”的信號(hào)(即編碼信號(hào)又為“10”“11”“01”時(shí))，該信號(hào)又控制氣缸拉動(dòng)旋轉(zhuǎn)鋼絲刷21回退，其回退量由后端限位塊限定，從而對(duì)鉆桿C1部位的清洗。從上述工作原理可以看出，該電靠模不受鉆桿長(zhǎng)短的限制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。
另外，本裝置還可以方便地與接送料機(jī)構(gòu)配合，從滑動(dòng)小車的橫向接料、送料，便于與其它鉆桿的清洗裝置(鉆桿內(nèi)壁清洗裝置及內(nèi)絲與外絲清洗裝置)形成流水線。
權(quán)利要求1.一種石油鉆桿外壁的清洗裝置，其特征是A、它具有一個(gè)承載鉆桿軸向行走的滑動(dòng)小車(1)，在該滑動(dòng)小車上設(shè)有一個(gè)鉆桿的軸向夾持旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該軸向夾持旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由一個(gè)外絲端夾持頭(5)和一個(gè)內(nèi)絲端夾持旋轉(zhuǎn)頭(7)組成，所述的外絲端夾持頭(5)安裝在設(shè)在滑動(dòng)小車一端的機(jī)械滑臺(tái)(4)上，所述的內(nèi)絲端夾持旋轉(zhuǎn)頭(7)安裝在設(shè)在滑動(dòng)小車另一端的另一個(gè)機(jī)械滑臺(tái)(6)上，在該滑動(dòng)小車的中部至少還設(shè)有鉆桿的支承機(jī)構(gòu)(8)，在所夾持鉆桿外壁的相應(yīng)位置上設(shè)有內(nèi)絲端機(jī)械滑臺(tái)的行程控制開關(guān)(11)；B、在所述的滑動(dòng)小車(1)側(cè)部固定裝有旋轉(zhuǎn)鋼絲刷(21)，該旋轉(zhuǎn)鋼絲刷(21)安裝在一個(gè)氣動(dòng)滑臺(tái)(20)上，該氣動(dòng)滑臺(tái)的行程方向與所夾持鉆桿(10)的軸線垂直，并在該氣動(dòng)滑臺(tái)的行程方向的相應(yīng)位置上設(shè)有前、后兩個(gè)行程限位塊，這兩個(gè)行程限位塊所限定的氣動(dòng)滑臺(tái)(20)的行程距離與鉆桿粗端到細(xì)端的臺(tái)階尺寸相當(dāng)，在鉆桿最大口徑的外壁線上并排設(shè)有兩個(gè)接觸開關(guān)(A1、A2)，該兩個(gè)接觸開關(guān)(A1、A2)的橫向距離與旋轉(zhuǎn)鋼絲刷(21)的寬度相當(dāng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆桿外壁的清洗裝置，其特征是所述鉆桿內(nèi)絲端夾持旋轉(zhuǎn)頭采用一個(gè)氣動(dòng)夾持旋轉(zhuǎn)頭，它具有一個(gè)夾持軸(12)、該夾持軸的尾端通過雙向止推軸承結(jié)構(gòu)(13)與一個(gè)氣缸(14)相接，在該夾持軸(12)上還同軸套有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸(15)，該旋轉(zhuǎn)軸通過銷鍵(16)與夾持軸(12)聯(lián)結(jié)一起，并在夾持軸12上設(shè)有銷鍵16的軸向滑動(dòng)槽(12.1)，所述的旋轉(zhuǎn)軸(15)通過齒輪減速器(18)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)(17)的軸相聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種石油鉆桿外壁的清洗裝置。它具有承載鉆桿軸向行走的滑動(dòng)小車，在該小車上設(shè)有鉆桿的軸向夾持旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該軸向夾持旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由外絲端夾持頭和內(nèi)絲端夾持旋轉(zhuǎn)頭組成，外絲端夾持頭安裝在設(shè)在滑動(dòng)小車一端的機(jī)械滑臺(tái)上，內(nèi)絲端夾持旋轉(zhuǎn)頭安裝在設(shè)在滑動(dòng)小車另一端的另一個(gè)機(jī)械滑臺(tái)上，在該小車的中部還設(shè)有鉆桿的支承機(jī)構(gòu)和托舉氣缸；在滑動(dòng)小車側(cè)部設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)鋼絲刷，并在該旋轉(zhuǎn)鋼絲刷上設(shè)有鉆桿外壁的“電靠模”機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型將鉆桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的分離，使鉆桿的旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，大大提高了清洗潔凈度，并且還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、通用性好特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B08B1/04GK2652531SQ20032010971
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者李天馬, 李皓, 吳寧海 申請(qǐng)人:陜西明大海皓智能控制有限公司