一种半自动筛管钻孔设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种半自动筛管钻孔设备及方法，该设备包括筛管定位装置、电气控制装置及至少一台钻孔装置；通过利用电气自动控制、气动驱动装置与机械设备相结合，实现了筛管钻孔的半自动化，孔钻到位后自动退回，保证了钻孔的质量，提高了生产的数量。本设备能适应不同管径的筛管钻孔，能适应10米长筛管在纵向方向移动定位钻孔，也能适应10米长筛管在圆周任一方向定位钻孔。利用该设备进行钻孔时，操作简单、钻孔效率高，具有明显的节能、生产低成本，一般普通工人都可上机操作，产量高优势，是一种具有批量生产应用前景的新式筛管钻孔设备。

【技术实现步骤摘要】
一种半自动筛管钻孔设备及方法
本专利技术属于石油机械设备领域，涉及一种半自动筛管钻孔设备及方法。
技术介绍
防砂是出砂油气藏开采中不可缺少的环节。机械防砂是当今油田最常用的一种油井防砂方法，目前全世界约有80％的出砂油气井采用这种防砂方法。防砂筛管是机械防砂技术的核心部件之一，它对防砂的效果、成本和油井的产量等都有很大的影响。筛管长度并不固定，长约8～10米，筛管上孔约有124个孔左右。筛管上钻孔有数控机床钻孔法和手电钻钻孔法。数控机床钻孔，钻孔效率高，孔精度高。但数控机床设备昂贵，操作复杂，需专业培训，打孔成本高。手电钻钻孔方法，设备便宜，但工效低，人工消耗高，打孔位置精度和垂直度差，钻头消耗大，产量低。尽管如此，现阶段主要以手工钻孔为主。随着油气田开发使筛管消耗需求不断增加，显然手工钻孔的方法不适应生产的发展。急需提供一种操作简单、钻孔方便的设备及方法。
技术实现思路
本专利技术提出了一种半自动筛管钻孔设备及方法，其目的在于，通过结构简单、操作方便的钻孔设备，克服现有技术中数控机床钻孔设备昂贵，人工手电钻钻孔劳动强度大，精度低下的问题。一种半自动筛管钻孔设备，包括筛管定位装置、电气控制装置及至少一台钻孔装置；所述钻孔装置包括钻孔平台、电动机、钻孔钻削气缸、钻头、压紧装置、夹紧气缸、V形支撑板、顶升气缸及顶升气缸架；所述电动机、钻孔钻削气缸、压紧装置、夹紧气缸、V形支撑板及顶升气缸架均安装在所述钻孔平台上，电动机带动钻头旋转，钻孔钻削气缸驱动钻头进行直线运动；所述V形支撑板安装于所述钻孔平台上的一端，所述顶升气缸架与V形支撑板设置在钻孔平台的同一水平线上；所述压紧装置由夹紧气缸驱动，位于V形支撑板的正上方；所述顶升气缸安装在顶升气缸架上；在钻孔钻削气缸上设有限位开关，所述电动机和限位开关均与所述电气控制装置相连；所述电气控制装置通过电磁阀控制顶升气缸、钻孔钻削气缸及夹紧气缸；钻头与钻孔钻削气缸的连接处下方设置有钻头触碰块，在钻头钻孔过程中，所述钻头触碰块与限位开关接触；所述筛管定位装置的一端通过螺栓固定在钻孔平台上的一端，与所述V形支撑板和顶升气缸架位于同一直线上。所述筛管定位装置包括定位支架、定位块、定位挡块及筛管夹具；所述定位支架为凹槽形状，在凹槽两侧壁的顶部设有间隔均匀且对称的定位孔，所述定位挡块的底部设有与定位孔相匹配的定位杆，定位挡块通过定位杆插装在定位孔上；所述定位块为凹槽形状，卡合在定位支架的凹槽中，所述筛管夹具包括夹紧端和固定端，所述筛管夹具的固定端用于固定在所述定位块的凹槽中。所述顶升气缸架上的两侧对称设置有两个万向轴承。所述电气控制装置上设置有电动机启停按钮、夹紧装置启停按钮、钻孔钻削气缸启停按钮及顶升气缸启停按钮。一种半自动筛管钻孔方法，采用所述的半自动筛管钻孔设备，具体步骤如下：步骤1：用行吊将筛管吊至V形支撑板与顶升气缸架上，在筛管端部安装筛管夹具，再在筛管夹具的固定端上安装上定位块；步骤2：启动顶升气缸，使得顶升气缸架下降，定位块卡合至定位支架的凹槽中，同时启动夹紧气缸14，使得压紧装置将筛管夹紧固定；步骤3：启动电动机旋转，钻头同步旋转，同时钻孔钻削气缸向前推进钻头向筛管移动；步骤4：钻头接触筛管并在筛管上钻孔，当钻头上的钻头触碰块碰到限位开关时，电气控制装置接收到限位开关发出的信号，控制钻孔钻削气缸反向工作，使得钻孔钻削气缸和钻头同时向后快速退回，同时电动机停机，启动顶升气缸和夹紧气缸，使得顶升气缸架上升，将筛管向上抬起；步骤5：将筛管沿水平方向移动，或圆周方向轴向旋转，利用定位块在定位支架上对筛管再次定位，返回步骤2进行下一循环钻孔工作。圆周方向定位，当第一排孔加工完成后，顶升气缸架再次抬起，由于在每个顶升气缸架上对称装入两个万向轴承，筛管外圆表面与两个万向轴承滚动接触，摩擦阻力小，并可在纵向、圆周方向自由转动，当顶升气缸架抬起，筛管松夹，先将筛管沿定位槽中纵向轻松推回至第二排钻孔的原始点处，首先将定位块从筛管夹具凸出的四方块上取下，再用专用工具使筛管夹具上凸出的四方块顺时针转动90度后，完后再把定位块装回筛管夹具41上，并要保证使定位块偏心一头伸入定位支架上的定位槽中，最后还要必须使筛管上的定位块16在定位槽中纵向移动到与定位档块第二排钻孔的原始点处相接触，这样才完成了旋转90度定位。因定位槽架是固定支架，只有筛管旋转90度移动，从而保证了90度的精确定位。该设备能保证多台钻孔装置的钻孔在同一直线上，而且是在工作一段时间上还能保持在同一直线上；主要取决于以下两个方面：(1)钻孔钻削气缸与压紧装置动作，由于每个钻孔钻削气缸产生约有50Kg力，又通过压紧装置的扛杆作用，多个压紧装置下压筛管致使筛管粗糙表面与多个V形支撑块产生的摩擦力，足够避免了位移的产生，同时，多个V形支撑块在平台上安装时已保证了水平度，保证了直线度；(2)通过定位块嵌入定位支架上的凹槽中，在凹槽中也能保持钻孔能在同一直线上，而且是在工作一段后，利用定位块和筛管夹具的固定，使得筛管发生整体移动后，利用该设备再在筛管上钻的孔仍旧在同一直线上。有益效果本专利技术提供了一种半自动筛管钻孔设备及方法，该设备包括筛管定位装置、电气控制装置及至少一台钻孔装置；通过利用电气自动控制、气动驱动装置与机械设备相结合，实现了筛管钻孔的半自动化，孔钻到位后自动退回，保证了钻孔的质量，提高了生产的数量。本设备能适应不同管径的筛管钻孔，能适应10米长筛管在纵向方向移动定位钻孔，也能适应10米长筛管在圆周任一方向定位钻孔。利用该设备进行钻孔时，操作简单、钻孔效率高，具有明显的节能、生产低成本，一般普通工人都可上机操作，产量高优势，是一种具有批量生产应用前景的新式筛管钻孔设备。与数控机床打孔相比，设备便宜，操作简单，对人员素质要求底；与人工手电钻钻孔相比，生产效率高，劳动强度大大降低，提高打孔位置精度和垂直度，钻孔位置垂直度可降低钻头损坏率，延长钻头使用寿命。附图说明图1为本专利技术的设备整体结构示意图；图2为本专利技术钻孔设备右视图；图3为本专利技术中具有一台钻孔装置的俯视图；图4为本专利技术中筛管定位装置的结构示意图；图5为本专利技术的一种筛管钻孔设备的电气控制原理图；图6为本专利技术的一种筛管钻设备气动机构原理示意图；标号说明：5-筛管，6-钻孔平台，7-定位支架，8-顶升气缸架，9-进给阻尼器，10-电动机，11-钻孔钻削气缸，12-限位开关，13-钻头，14-夹紧气缸，15-压紧装置，16-定位块，41-筛管夹具，42-定位挡块，43-定位孔，44-V形支撑块，具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。如图1-图4所示，一种半自动筛管钻孔设备，包括筛管定位装置、电气控制装置及至少一台钻孔装置；所述钻孔装置包括钻孔平台6、电动机10、钻孔钻削气缸11、钻头13、压紧装置15、夹紧气缸14、V形支撑板44、顶升气缸及顶升气缸架8；所述电动机、钻孔钻削气缸、压紧装置、夹紧气缸、V形支撑板及顶升气缸架均安装在所述钻孔平台上，电动机带动钻头旋转，钻孔钻削气缸驱动钻头进行直线运动；所述V形支撑板安装于所述钻孔平台上的一端，所述顶升气缸架与V形支撑板设置在钻孔平台的同一水平线上；所述压紧装置由夹紧气缸驱动，位于V形支撑板的正上方；所述顶升气缸安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半自动筛管钻孔设备，其特征在于，包括筛管定位装置、电气控制装置及至少一台钻孔装置；所述钻孔装置包括钻孔平台、电动机、钻孔钻削气缸、钻头、压紧装置、夹紧气缸、V形支撑板、顶升气缸及顶升气缸架；所述电动机、钻孔钻削气缸、压紧装置、夹紧气缸、V形支撑板及顶升气缸架均安装在所述钻孔平台上，电动机带动钻头旋转，钻孔钻削气缸驱动钻头进行直线运动；所述V形支撑板安装于所述钻孔平台上的一端，所述顶升支架与V形支撑板设置在钻孔平台的同一水平线上；所述压紧装置由夹紧气缸驱动，位于V形支撑板的正上方；所述顶升气缸安装在顶升气缸架上；在钻孔钻削气缸上设有限位开关，所述电动机和限位开关均与所述电气控制装置相连；所述电气控制装置通过电磁阀控制顶升气缸、钻孔钻削气缸及夹紧气缸；钻头与钻孔钻削气缸的连接处下方设置有钻头触碰块，在钻头钻孔过程中，所述钻头触碰块与限位开关接触；所述筛管定位装置的一端通过螺栓固定在钻孔平台上的一端，与所述V形支撑板和顶升支架位于同一直线上。

【技术特征摘要】
1.一种半自动筛管钻孔设备，其特征在于，包括筛管定位装置、电气控制装置及至少一台钻孔装置；所述钻孔装置包括钻孔平台、电动机、钻孔钻削气缸、钻头、压紧装置、夹紧气缸、V形支撑板、顶升气缸及顶升气缸架；所述电动机、钻孔钻削气缸、压紧装置、夹紧气缸、V形支撑板及顶升气缸架均安装在所述钻孔平台上，电动机带动钻头旋转，钻孔钻削气缸驱动钻头进行直线运动；所述V形支撑板安装于所述钻孔平台上的一端，所述顶升气缸架与V形支撑板设置在钻孔平台的同一水平线上；所述压紧装置由夹紧气缸驱动，位于V形支撑板的正上方；所述顶升气缸安装在顶升气缸架上；在钻孔钻削气缸上设有限位开关，所述电动机和限位开关均与所述电气控制装置相连；所述电气控制装置通过电磁阀控制顶升气缸、钻孔钻削气缸及夹紧气缸；钻头与钻孔钻削气缸的连接处下方设置有钻头触碰块，在钻头钻孔过程中，所述钻头触碰块与限位开关接触；所述筛管定位装置的一端通过螺栓固定在钻孔平台上的一端，与所述V形支撑板和顶升气缸架位于同一直线上；所述筛管定位装置包括定位支架、定位块、定位挡块及筛管夹具；所述定位支架为凹槽形状，在凹槽两侧壁的顶部设有间隔均匀且对称的定位孔，所述定位挡块的底部设有与定位孔相匹配的定位杆，定位挡块通过定位杆插装在定位孔上；所述定位块为凹槽形状，卡合在定位支架的凹槽中，所述筛管夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：何凤姣，周式民，丁时伟，
申请(专利权)人：湖南纳菲尔新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43