一种石油钻机底座的中层焊接工装制造技术

本实用新型专利技术涉及到一种石油钻机底座的中层焊接工装，其结构包括有组装平台、H型钢、单耳座、双耳座、定位套和工艺销，所述的组装平台上设有相互平行的四根H型钢，其中两根H型钢平躺地固定于矩形组装平台的两端，两根H型钢平躺地固定于组装平台的中部，位于组装平台一侧端部的两根H型钢上固定有单耳座和双耳座，位于组装平台另一侧端部的两根H型钢上固定有两个单耳座。本实用新型专利技术结构工装，可以有效的减少场地和设备带来的不利影响，采取合理的焊接工艺措施来控制耳座与梁的焊接变形量，保证各立柱长度尺寸上的一致。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到石油装备，特别涉及到石油钻机底座生产过程中用于对底座中层结构进行组焊的专用工装。
技术介绍
石油钻机底座在生产制造时需要用到特定的制作工艺装备，其它相似结构的部件加工制造也可能会用到特定工装。如图1和图2所示，石油钻机底座的中层是个重要结构。石油钻机底座在结构上主要包括有顶层、前立柱、斜立柱、后立柱和底层，所述的前立柱、斜立柱和后立柱分别设置于所述顶层和底层之间。对于三种立柱而言，立柱两端耳座轴孔之间的尺寸要求保证一致。要保证这种一致性，需要有专门的工装及中层耳座的组焊工艺来用于中层耳座与工字梁或箱型梁的组装焊接，以控制焊接变形满足设计的要求。采用传统工艺如图3所示。需要先装配好各立柱的主结构，再进行耳座与焊接工字梁或箱型梁的焊接。待焊接完成后把各立柱放在所示的平台上进行整理镗孔。在该平台上把前立柱沿定位板1、定位板2侧靠死，端头的耳座靠死在定位板3、定位板4，采用螺栓把压板1、压板2、压板3、压板4压紧前立柱，防止前立柱在工作过程中的偏移。在镗排上安装刀头，启动铣削动力头，按图纸要求镗至尺寸，镗前立柱一端后调转前立柱重复上述工作。斜立柱、后立柱的镗孔按照前立柱的工序完成。经过实践中应用，上述的现有技术在对立柱装配组焊过程中存在如下不足:1)传统工艺采用耳座与工字梁或箱型梁焊接完成后采用整体镗孔，但这种工艺方法容易受到机加工场地与设备的限制，难以方便地完成施工。2)由于需要在完成固定后再进行镗孔操作，并且完成一端镗孔后再进行另一端镗孔操作，导致工艺繁琐且难以有效地保证镗孔加工精度。3)由于先进行焊接再做镗孔，焊接过程中容易出现焊接变形，并且镗孔也可能会导致变形，造成立柱成品后精度无法保证。
技术实现思路
本技术解决的技术问题在于克服设备及车间场地的不足，在制作过程中又能更好的控制耳座与焊接工字梁或箱型梁的焊接变形。设计出一种新的工装，并采用以下合理的组焊工艺来满足设计要求。一种石油钻机底座的中层焊接工装，所述石油钻机底座上包括有顶层、前立柱、斜立柱、后立柱和底层，所述的前立柱、斜立柱和后立柱分别设置于所述顶层和底层之间，其特征在于，该中层焊接工装包括有组装平台、H型钢、单耳座、双耳座、定位套和工艺销，所述的组装平台上设有相互平行的四根H型钢，其中两根H型钢平躺地固定于矩形组装平台的两端，两根H型钢平躺地固定于组装平台的中部，位于组装平台一侧端部的两根H型钢上固定有单耳座和双耳座，位于组装平台另一侧端部的两根H型钢上固定有两个单耳座；所述的定位套在所述的前立柱和后立柱打底焊时穿设于立柱耳板与单耳座或双耳座之间，所述的工艺销在所述的前立柱和后立柱定位焊时替代所述的定位套穿设于立柱耳板与单耳座或双耳座之间，所述的工艺销在斜立柱焊接时穿设于斜立柱耳板与单耳座或双耳座之间。在本专利技术石油钻机底座的中层焊接工装中，所述的前立柱和后立柱在焊接时一端架设于两个单耳座上，另一端架设于一个单耳座和一个双耳座的外侧孔，且所述前立柱和后立柱的排布方向与H型钢布置方向垂直，前立柱和后立柱的中部搁置于所述的中部的两根H型钢上，前立柱和后立柱的立柱耳板与单耳座间设有定位套或工艺销。在本专利技术石油钻机底座的中层焊接工装中，所述斜立柱一端的斜立柱耳板通过工艺销临时固定于单耳座上，另一端通过工艺销临时固定于双耳座的内侧孔。一种石油钻机底座的中层耳座组焊工艺，所述石油钻机底座上包括有顶层、前立柱、斜立柱、后立柱和底层，所述的前立柱、斜立柱和后立柱分别设置于所述顶层和底层之间，其特征在于，所述的中层耳座组焊工艺包括有前立柱和后立柱的组焊方法、斜立柱的组焊方法，所述前立柱的焊接方式与后立柱的焊接方式相同，所述前立柱组焊方法如下步骤:第一步，加工完成前立柱的主体，并在机床上键孔分别加工完成前立柱耳板，该前立柱耳板包括有四个，待焊接固定于前立柱的两端分别固定有两个前立柱耳板；第二步，将前立柱的主体放置在焊接工装的组装平台，并且前立柱的主体置于中部的H型钢上，用定位套将所述的前立柱耳板与单耳座或双耳座穿起来，一端的两个前立柱耳板与单耳座利用定位套整体临时固定，另一端的两个前立柱耳板与单耳座或双耳座利用定位套整体临时固定；第三步，将前立柱主体的两端分别与临时固定的前立柱耳板对齐，按照图纸要求组装到位；第四步，先焊接前立柱一端的两个前立柱耳板，在焊缝处点焊固定，点焊长度为10-20mm，并对外侧焊缝进行打底焊接，打底焊接完成后，拆除定位套，并在定位套的位置安装上四个工艺销，每个前立柱耳板与单耳座或双耳座之间安装有一个工艺销；第五步，先焊接完成外侧焊缝，角焊缝尺寸满足8mm，再焊接内侧焊缝，角焊缝尺寸满足10mm，仰焊位置需焊满坡口尺寸，待可焊接焊缝完成后去除工艺销，将前立柱翻身，焊接剩余未完工的焊接工作量；所述的斜立柱的组焊方法包括如下步骤:第一'步，加工完成斜立柱的主体，并在机床上镗孔分别加工完成斜立柱耳板，该斜立柱耳板包括有两个，待焊接固定于斜立柱的两端分别固定有一个斜立柱耳板；第二'步，将斜立柱的主体放置在焊接工装的组装平台，并且斜立柱的主体置于中部的H型钢上，用工艺销将所述的斜立柱耳板与单耳座或穿起来，一端的斜立柱耳板与单耳座利用工艺销临时固定，另一端的斜立柱耳板与双耳座利用工艺销临时固定；第三'步，将斜立柱主体的两端分别与临时固定的斜立柱耳板对齐，按照图纸要求组装到位；第四'步，先焊接斜立柱一端的斜立柱耳板，在焊缝处点焊固定，点焊长度为10-20mm，先后对第一焊缝外侧、第三焊缝和第二焊缝内侧进行打底焊接，打底焊接完成后一次焊接第三焊缝、第二焊缝内侧和第一焊缝外侧，保证角焊缝尺寸满足1mm ;第五,步，将待可焊接焊缝完成后去除工艺销，将斜立柱翻身，焊接剩余未完工的焊接工作量。基于上述技术方案，本专利技术专利的石油钻机底座的中层工装及中层耳座组焊工艺与现有技术相比具有如下技术优点:I)采用本技术的工装及相应的新的组焊工艺，通过先在机床上镗孔加工完成耳板后再进行焊接固定，镗孔操作方便且能保证镗孔精度，还能够节约场地；2)在耳板和立柱的焊接过程中，通过定位套和工艺销来控制耳座的收缩变形，通过定位套和工艺销的定位约束，焊接过程中的变形得到了控制，在立柱制作完成后测量耳座水平度可控制在Imm以内，并且保证了外观优良。【附图说明】图1是石油钻机底座的中层正面结构组成示意图。图2是石油钻机底座的中层侧面结构组成示意图。图3是现有技术中石油钻机底座的中层焊接工装的结构示意图。图4是本技术石油钻机底座的中层焊接工装的俯视结构示意图。图5是本技术的石油钻机底座的中层焊接工装的侧视结构示意图。图6是本技术的石油钻机底座的中层焊接工装中单耳座的侧视结构视图。图7是本技术的石油钻机底座的中层焊接工装中双耳座的侧视结构视图。图8是石油钻机底座中层的前立柱在焊接工装上的布置示意图。图9是石油钻机底座中层的后立柱在焊接工装上的布置示意图。图10是石油钻机底座中层的斜立柱在焊接工装上的布置示意图当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油钻机底座的中层焊接工装，所述石油钻机底座上包括有顶层、前立柱、斜立柱、后立柱和底层，所述的前立柱、斜立柱和后立柱分别设置于所述顶层和底层之间，其特征在于，该中层焊接工装包括有组装平台、H型钢、单耳座、双耳座、定位套和工艺销，所述的组装平台上设有相互平行的四根H型钢，其中两根H型钢平躺地固定于矩形组装平台的两端，两根H型钢平躺地固定于组装平台的中部，位于组装平台一侧端部的两根H型钢上固定有单耳座和双耳座，位于组装平台另一侧端部的两根H型钢上固定有两个单耳座；所述的定位套在所述的前立柱和后立柱打底焊时穿设于立柱耳板与单耳座或双耳座之间，所述的工艺销在所述的前立柱和后立柱定位焊时替代所述的定位套穿设于立柱耳板与单耳座或双耳座之间，所述的工艺销在斜立柱焊接时穿设于斜立柱耳板与单耳座或双耳座之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘攀，凌卫国，吕炜，
申请(专利权)人：中曼石油钻井技术有限公司，上海中曼石油装备有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31