石油钻具外置耐磨带环向错位自动堆焊装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108581132A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810613118.X(22)申请日2018.06.14(71)申请人格兰特（江苏）钻具有限公司地址225505江苏省泰州市姜堰区白米镇张杭路18号(72)发明人朱忠日游海源许震华李亚然(51)Int.Cl.B23K9/04(2006.01)B23K9/06(2006.01)B23K9/067(2006.01)B23K9/32(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称石油钻具外置耐磨带环向错位自动堆焊装置(57)摘要本发明公开了一种石油钻具外置耐磨带环向错位自动堆焊装置，它包括电机、计数齿轮、定心夹头、焊枪、伺服电机、PLC、电子计数器、磁性接近开关。所述定心夹头设有同轴联动的被动齿轮，一侧由电机驱动的主动齿轮联动被动齿轮。所述磁性接近开关位于电机输出轴端上套装的计数齿轮径向外侧，用于监测计数齿轮的转动信息，并将采集到的转动信息传至电子计数器，电子计数器按定心夹头相对于焊枪施焊位置，每转动365°～375°便向PLC输出一个轴向位移信息，由PLC控制的伺服电机带动焊枪轴向位移至下一道焊缝位置继续施焊，由此构成环向错位自动堆焊模式。另外，本发明还做到施焊耐磨带可省去圆周定位，仍做到同一道环焊缝首尾搭接。CN108581132ACN108581132A权利要求书1/1页1.一种石油钻具外置耐磨带环向错位自动堆焊装置，它包括电机（1）、计数齿轮（2）、定心夹头（3）、焊枪（4）、伺服电机（5）、PLC（6）、电子计数器（7）、磁性接近开关（8）；所述定心夹头（3）夹持卧姿的工件（9）接头端，设在接头端中段待加工的耐磨带（9.1）由焊枪（4）定点施焊；其特征在于：所述定心夹头（3）后背设有同轴联动的被动齿轮（3.2），一侧的主动齿轮（3.1）与被动齿轮（3.2）相啮合；所述电机（1）位于定心夹头（3）后侧，其输出轴端在配装计数齿轮（2）后与定心夹头（3）内置的主动齿轮（3.1）配合，构成由电机（1）驱动定心夹头（3）的减速旋转结构；所述磁性接近开关（8）位于电机（1）输出轴端上套装的计数齿轮（2）径向外侧，当计数齿轮（2）转动时，磁性接近开关（8）将感应到的信息传至电子计数器（7）；所述PLC（6）是一种可编程控制器，电子计数器（7）按定心夹头（3）相对于焊枪（4）施焊位置，每转动365°～375°便向PLC（6）输出一个轴向位移信号，由PLC（6）控制的伺服电机（5）带动焊枪（4）轴向位移至下一道环焊缝位置继续施焊，由此实现环向错位自动堆焊生产模式。2.根据权利要求1所述的石油钻具外置耐磨带环向错位自动堆焊装置，其特征在于：所述主动齿轮（3.1）和被动齿轮（3.2）为外齿轮，主动齿轮（3.1）与被动齿轮（3.2）啮合组成减速结构。3.根据权利要求1所述的石油钻具外置耐磨带环向错位自动堆焊装置，其特征在于：所述计数齿轮（2）是一种直齿外齿轮，其模数m至少为2.0mm。4.根据权利要求1所述的石油钻具外置耐磨带环向错位自动堆焊装置，其特征在于：所述工件（9）外置的耐磨带（9.1）由3～10道环焊缝组成。2CN108581132A说明书1/3页石油钻具外置耐磨带环向错位自动堆焊装置技术领域[0001]本发明涉及一种焊接装置，具体地讲，本发明涉及一种在管壁上自动堆焊耐磨带的装置，特别是一种石油钻具外置耐磨带环向错位自动堆焊装置。背景技术[0002]石油钻探工程中，钻井深度至少数百米，甚至深至数千米。由于钻井阶段石油钻具所处的工况很差，再加上承载超大扭矩，细长的石油钻具易发生形变，造成外壁与相套合的套管内壁或井壁发生接触性磨损，特别是石油钻具的接头段因直径稍粗些，最容易被磨损掉。一旦在用的石油钻具过量磨损，必然降低结构强度，为了避免发生重大事故，应及时更换受损的石油钻具。工程中更换石油钻具实属无赖之举，此种被动应对措施尽管有效，能够达到预期目的。但是，更换石油钻具需要耗用大量的工时，同时更换石油钻具也加大生产成本。本行业为了提高石油钻具的耐用性，常规应对措施是事先在石油钻具易磨损的接头段外壁增设耐磨带。呈环形的耐磨带因形状规则，普遍在石油钻具旋动状态下实施定点堆焊工艺。完整的环形耐磨带应该首尾端重合，即焊缝的起弧点与熄弧点重合，即焊缝的起弧点与熄弧点重合才可能形成闭合环焊缝结构。现有技术在实际生产中，用一只行程开关控制堆焊起弧点和熄弧点位置。尽管该定位结构简单、实用，能够实现由一组环形焊缝组成耐磨带。但是，现有技术在实际应用中存在两个不足，一是生产中操作工一时疏忽偶将待加工的石油钻具旋转不到设定位置，造成实际起弧点与设定的起弧点有差距，此段漏焊造成实际起弧点与设定的