本发明专利技术公开了一种清洗石油钻杆内外壁的一体化装置及方法，所述减速电机能够正反转从而带动滑动小车前进与后退；隔离间内钻杆的转动通过摩擦轮驱动，并通过控制液压缸伸缩实现摩擦轮与钻杆的离合；内壁清洗装置含有一个由对中定位机构支撑的高压水枪；外壁清洗装置的高压喷头连同滑块在隔离间侧壁导轨上实现横向往复运动以清洗钻杆外壁。本装置能实现石油钻杆在同一工位同一时间段下内外壁的清洗，大大提高了清洗效率，且保证了清洗效果；该装置将钻杆的轴向运动与旋转运动在不同时间段内分开实现，使得钻杆的旋转运动更加平稳，提高了清洗钻杆内外壁的清洁度；该装置结构相对简单，调整方便，可与其它钻杆清洗配套装置实现机械化流水作业。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种石油钻杆的清洗装置，具体地说，它是一种清洗石油钻杆内外壁一体化的装置。
技术介绍
在石油勘探和油田开发中，钻杆都是石油钻井过程中的主要工件之一。由于钻杆工作环境恶劣，在石油钻井过程中承受着很大的扭矩和弯矩，若钻杆本体在钻进时由于裂纹、裂缝等因素影响发生断裂，将会造成巨大的经济损失。同时，在钻杆存放过程中，由于钻杆内外表面清洗效果的不理想，受到钻井泥浆、油污残留在钻杆内外部，从而造成对钻杆防腐涂层和本体的腐蚀，导致钻杆损坏。为了保证钻井过程的安全与可靠性，在钻杆使用前进行探伤就显得尤为重要。而为了保证探伤效果，需要对钻杆内外壁进行清洗，以保证探伤的准确性。目前，已有很多现有的技术对钻杆的内外壁进行清洗，比如传统的清洗剂煮沸法、利用高压水枪人工清洗以及利用高压水射流在机电一体化集成度较高的机械化流水线上完成清洗等方法。传统的清洗剂煮沸法，是将油管、钻杆、抽油杆等管杆放入池中加入清洗剂浸泡并加热，捞出后放置在清洗架上用低压水冲洗即可，这种方法的缺点是清洗不彻底，尤其是内壁无法达到要求的洁净度，并且耗能太大，污染环境。利用高压水枪人工清洗的方法，虽然可以大面积清洗钻杆内壁，达到探伤前的效果要求，但毕竟人工清洗效率低，劳动强度大，造成了水资源的严重浪费。目前，最理想的清洗方式是利用高压水射流技术在机电一体化集成度较高的机械化流水线上完成钻杆的内外壁清洗。高压水射流技术清洗钻杆的基本原理是用高压柱塞泵和特殊设计的喷嘴产生高压、高速水射流，利用水射流强大的冲击力直接剥离、冲刷钻杆内外壁粘结物，达到除油、除蜡清洗钻杆的目的。在机械化流水线上，全线均由PLC可编程控制器自动控制，减轻劳动强度，提高清洗的工作效率。因此，若能专利技术一种清洗石油钻杆内外壁一体化的装置，即在同一工位同一时间下完成对钻杆内外壁的同步清洗，这将大大缩短高压水射流清洗时间，同时还能获得很好的清洗效果，以便后续的探伤工作；由于集成PLC可编程控制器来完成流水线自动化控制，也在很大程度上减少了流水线上作业的复杂性，并且较一般的自动清洗钻杆装置更容易操作和运作。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于:针对上述存在的问题，提供了一种清洗石油钻杆内外壁的一体化装置及方法，使用操作简单，全线由PLC自动控制，既能缩短清洗内外壁时间，又能保证探伤前的清洗效果，可以结合其它钻杆清洗装置(如进料斜辊线、出料线、外壁预打磨等)实现机械化流水线作业，具有很强的可行性与可复制性。该清洗石油钻杆内外壁一体化装置在清洗作业过程中，只需按照预定的PLC编程程序合理控制好各个机构的运行状态即可，系统就可以自动完成清洗钻杆内外壁的工作。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:—种清洗钻杆内外壁的一体化装置由清洗隔离间(I)、滑动小车(17)、高压喷头(8、16)及配套高压管线(7)、轨道(19)、固定限位块(15、21)等辅助设施组成，其中在固定限位块(15、21)上各自还安置有一个无源接近开关(15-1、21-1)。本专利技术所述的承载钻杆轴向运动的滑动小车(17)具有一个底座(17)，底座(17)上均布安装有三组承载钻杆的可调节高度的定位机构(12)，该定位机构(12)由一对支撑滚轮(12-1)、角接触球轴承(12-2)和支撑底座(12-3)组成，且所述底座(17)下设有电机驱动装置(20 )和支撑板(22 )。其中，电机驱动装置(20 )由驱动电机(20-2 )、联轴器(20_1)和齿轮组合减速器(20-3)等组成。本专利技术所述的清洗隔离间(I)内部主要由内壁清洗装置、钻杆旋转驱动装置、外壁清洗装置及进料端自动门(6)构成，隔离间(I)的右端为进料端自动门(6)，左端为内壁清洗高压泵配套管线(7)输送端，配套管线(7)连接高压水枪喷头(8)。本专利技术的清洗钻杆内外壁一体化装置，所述的内壁清洗装置由高压泵配套管线(7)、高压水枪喷头(8)、对中定位机构(13)等组成，对中定位机构(13)为一个可旋转连杆机构，右端与地基铰接，离右端约1/4处安装一个带有可控气囊的浮动底座(14)，左端设置有一个带中间凹槽的滚轮(25);所述的钻杆旋转驱动装置由两个液压缸(4)、驱动电机(3)、V带轮(5)、摩擦轮(10)、活动平台(2)、安装板(23)及滚动轴承等组成，液压缸(4)固定连接在隔离间(I)顶部与活动平台(2)之间，驱动电机(3)安装在活动平台(2)上，该驱动电机(3 )主轴带动V带轮(5 )旋转，由V带轮(5 )的从动轮驱动活动平台(2 )下方的摩擦轮(10)旋转；所述的外壁清洗装置由导轨(9)、滑块(24)、喷头(16)、高压泵配套软管等组成，导轨(9)安装位置为隔离间的一侧，高度与钻杆送进高度齐平，喷头(16)与滑块(9)为固定在一起，由外部驱动装置实现喷头(16)与滑块(24)在导轨(9)上的横向往复运动。一种清洗钻杆内外壁一体化装置的工作方法，它通过以下步骤来完成钻杆内外壁的清洗:步骤I )，将待清洗钻杆(11)由机械化流水线进料,安放于已事先调整好高度定位机构(12)的滑动小车(17)上，开启滑动小车(17)安装的电机驱动装置(20)开关，正转电机使滑动小车(17)前进。步骤2)，开启清洗隔离间(I)进料端自动门(6)，滑动小车(17)承载待清洗钻杆(11)进入隔离间(1)，直至滑动小车(17)的前轮(18)接近安装在轨道(19)左端的固定限位块(15)，此时，无源接近开关(15-1)给出“关闭”信号使电机驱动装置(20)自动停止驱动，使滑动小车(17)停在预定工位上。步骤3)，关闭清洗隔离间(I)进料端自动门(6)，并启动钻杆旋转驱动装置，开启隔离间(I)顶部与活动平台(2)之间的两个液压缸(4)，在活塞杆(4-2)的推力作用下钻杆旋转驱动装置整体下移，平移至适当距离使摩擦轮(10)接触待清洗钻杆(11)时停止，此时开启驱动电机(3)并带动V带轮(5)旋转，与V带轮(5)的从动轮同轴的摩擦轮(10)也一起旋转，靠摩擦力带动待清洗钻杆(11)整体平稳旋转。步骤4)，启动内、外壁清洗装置，开启带有可控气囊的浮动底座(14)，靠气囊的膨胀带动连杆机构(13)绕铰链旋转至预定高度，支撑高压泵配套管线(7 )，配套管线(7 )连同高压水枪喷头(8)输送至待清洗钻杆(11)内腔，打开外接高压柱塞泵提供高压水射流清洗内壁；同时，开启外壁清洗装置的驱动电机，带动滑块(24)和喷头(16)在导轨(9)上横向往复运动以清洗外壁。步骤5)，清洗内壁的高压水枪喷头(8)与清洗外壁的喷头(16)完成一次往复运动后，停止高压水射流的供给，并关闭驱动电机(3)使V带轮(5)驱动的摩擦轮(10)停止旋转，同时开启两个液压缸(4)，在活塞杆(4-2)的升力作用下使钻杆旋转驱动装置整体上移至适当位置，使摩擦轮(10 )与已清洗钻杆(11)分离。步骤6)，开启清洗隔离间(I)进料端自动门(6)，开启滑动小车(17)上的电机驱动装置(20)开关，反转电机，输送承载已清洗钻杆(11)的滑动小车(17)回到初始工位，即滑动小车(17)的后轮(18)接近安装在轨道(19)右端的固定限位块(21)，此时，无源接近开关(21-1)给出“关闭”信号使电机驱动装置(20)停止工作，使滑动小车(17)停在初始本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种清洗钻杆内外壁的一体化装置，其特征在于：所述清洗钻杆内外壁装置为一体化装置，可实现钻杆在同一工位同一时间段下内外壁的同时清洗工作，该装置由清洗隔离间（1）、滑动小车（17）、高压喷头（8、16）及配套高压管线（7）、轨道（19）、固定限位块（15、21）等辅助设施组成；所述固定限位块（15、21）上各自安置有一个无源接近开关（15?1、21?1）。
【技术特征摘要】
1.一种清洗钻杆内外壁的一体化装置，其特征在于:所述清洗钻杆内外壁装置为一体化装置，可实现钻杆在同一工位同一时间段下内外壁的同时清洗工作，该装置由清洗隔离间(I)、滑动小车(17)、高压喷头(8、16)及配套高压管线(7)、轨道(19)、固定限位块(15、21)等辅助设施组成；所述固定限位块(15、21)上各自安置有一个无源接近开关(15-1、21-1)。2.如权利要求1所述的一种清洗钻杆内外壁一体化装置，其特征在于:所述承载钻杆轴向运动的滑动小车(17)具有一个底座(17)，底座(17)上均布安装有三组承载钻杆的可调节高度的定位机构(12)，该浮动定位机构(12)由一对支撑滚轮(12-1)、角接触球轴承(12-2)和支撑底座(12-3)组成，且所述底座(17)下设有电机驱动装置(20)和支撑板(22)。3.如权利要求2所述的一种清洗钻杆内外壁一体化装置，其特征在于:所述减速电机驱动装置(20 )由驱动电机(20-2 )、联轴器(20-1)和齿轮组合减速器(20-3 )等组成，且驱动电机(20-2)可实现正反转。4.如权利要求1所述的一种清洗钻杆内外壁一体化装置，其特征在于:所述清洗隔离间(I)内部主要由内壁清洗装置、钻杆旋转驱动装置、外壁清洗装置及进料端自动门(6)构成，所述隔离间(I)的右端为进料端自动门(6)，左端为内壁清洗高压泵配套管线(7)输送端，配套管线(7 )连接高压水枪喷头(8 )。5.如权利要求1或4所述的一种清洗钻杆内外壁一体化装置，其特征在于:所述内壁清洗装置由高压泵配套管线(7)、高压水枪喷头(8)、对中定位机构(13)等组成，所述对中定位机构(13)为一个可旋转连杆机构，右端与地基铰接，离右端约1/4处安装一个带有可控气囊的浮动底座(14)，左端设置有一个带中间凹槽的滚轮(25)。6.如权利要求1或4所述的一种清洗钻杆内外壁一体化装置，其特征在于:所述钻杆旋转驱动装置由两个液压缸(4)、驱动电机(3)、V带轮(5)、摩擦轮(10)、活动平台(2)、安装板(23)及滚动轴承等组成，所述液压缸(`4)固定连接在隔离间(I)顶部与活动平台(2)之间，驱动电机(3 )安装在活动平台(2 )上，所述驱动电机(3 )主轴带动V带轮(5 )旋转，由V带轮(5)的从动轮驱动活动平台(2)下方的摩擦轮(10)旋转。7.如权利要求1或4所述的一种清洗钻杆内外壁一体化装置，其特征在于:所述外壁清洗装置由导轨(9)、滑块(24)、喷头(16)、高压泵配套软管等组成，导轨(9)安装位置在隔离间的一侧，高度与钻杆送进高度齐平，喷头(16)与滑块(9)为固定在一起，由外部驱动装置实现喷头(16)与滑块(24)在导轨(...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘清友，易扬，莫丽，朱军凯，张羽丰，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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