专利名称：一种自动化钻具校直机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动化钻具校直机。
背景技术：
钻具在使用过程中由于受到压、弯、扭等载荷作用，易于发生弯曲变形。这种状况 的出现，不但影响钻具的正常使用和无损检测，还会降低钻具的抗疲劳强度，引发钻具断裂 事故。因此，需要经常对钻具进行修复。在钻具修复过程中，采用校直工艺及时矫正钻具存 在的弯曲变形，对于确保后续检测工序的正常进行、延长钻具的使用寿命具有十分重要的 意义。目前，钻具的弯曲度和校直后的直线度主要靠人工目测，校直效果完全依赖人的主观 和经验判断，由于操作者存在个体差异，导致钻具修复效果存在较大差异，有时修复效果很 差，甚至出现修复后的钻具还不如未修复的。另外，采用人工评测修复，需要大量人力反复 进行判断，劳动量大，且工作效率低，对于钻具修复的时间、节奏很难保证，不利于大批量作 业。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、钻具修复精度高、速度快、稳 定性好的自动化钻具校直机。为了解决上述问题，本发明提供了一种自动化钻具校直机，包括底座，所述底座用于支撑压力机、滚轮、举升装置、活动垫块、检测小车及钻具；压力机，所述压力机设置在所述底座上部，并可沿所述钻具轴向方向移动，所述压 力机用于压顶校直所述钻具；滚轮，所述滚轮一端可伸缩连接设置在所述底座上，所述滚轮另一端用于旋转所 述钻具；举升装置，所述举升装置一端固定设置在所述底座上，并位于所述滚轮外侧，所述 举升装置另一端用于顶起所述钻具；活动垫块，所述活动垫块一端设置在所述底座上，并可沿所述钻具轴向方向移动， 所述活动垫块另一端用于支撑所述钻具；检测小车，所述检测小车设置在所述底座上，并可沿所述钻具轴向方向移动，所述 检测小车用于检测所述钻具形状位置数据，并将所述数据发送到控制模块；控制模块，所述控制模块接收所述检测小车发送来的数据，并根据该数据及预设 程序控制所述压力机、滚轮、举升装置、活动垫块及检测小车动作。进一步，所述压力机上还设置有用于检测所述压力机冲程的冲程传感器，所述冲 程传感器向所述控制模块发送数据信息。进一步所述控制模块包括接收单元、输入单元、数据库、计算单元及指令单元，其 中所述接收单元接收所述检测小车与冲程传感器发送来的数据，并将该数据进行转换后发送到所述计算单元；所述输入单元用于人工输入钻具长度、直径及材料等数据，并将该数据进行转换 后发送到所述计算单元；所述数据库内根据钻具不同长度、直径及材料与力学理论、预设变形量计算公 式；所述计算单元接收所述接收单元与输入单元发送来的数据，调用所述数据库内公 式进行计算，并将计算结果发送到所述指令单元；所述指令单元接收所述计算单元发送来的计算结果，进行判断后，分别向所述压 力机、滚轮、举升装置、活动垫块及检测小车发送动作指令。进一步，所述底座一端还设置有用于验证检测小车检测精度的校正块。进一步，所述检测小车上沿所述钻具径向不同方向设置有3个位移传感器。本发明具有如下优点1、本发明采用检测小车与控制模块，实现钻具修复时的自动检测、自动控制，大大 降低人为介入，实现钻具修复的自动化，钻具修复精度高、速度快、稳定性好。2、本发明中的控制模块简单、可靠，采用输入单元与数据库，可根据不同个体进行 不同跨距、冲程的调节控制，实现个性化修复，实现自动检测并自动控制，可靠性很高。3、本发明采用校正块，可实时验证检测小车检测精度，避免由于累加误差导致检 测的失真，从而影响对钻具变形量的判断，影响钻具修复的精度。
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明图1示出了本发明一种自动化钻具校直机结构示意图；图2示出了本发明一种自动化钻具校直机控制原理示意图；图3示出了本发明一种自动化钻具校直机检测小车中位移传感器布局示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明包括底座1、压力机2、滚轮3、举升装置4、活动垫块5、检测小 车6与控制模块7。底座1用于支撑压力机2、滚轮3、举升装置4、活动垫块5、检测小车6及钻具8。 底座1可包括底脚11、支架12及操作平台13。底脚11用于将底座1平稳放置在地面上， 支架12用于支撑各结构件，并在支架12上设置压力机2滑动导轨21，操作平台12用于放 置滚轮3、举升装置4、活动垫块5与检测小车6，并设置导轨，方便活动垫块5与检测小车6 移动。压力机2设置在底座1上部，压力机2可向下压顶校直钻具8，压力机2底部设置 有滑动导轨21，可沿钻具8轴向方向移动，以便于压力机2在钻具8轴向方向上合适的点压 顶钻具8，以取得最佳修复效果。压力机2冲压位置、冲程均由控制模块7控制。滚轮3 —端可伸缩连接设置在底座1的操作平台13上，滚轮3另一端用于旋转钻 具8。滚轮3根据实际需要转动放置在滚轮3上的钻具8，将钻具8需要冲压的线条朝向压 力机2，滚轮3转动的角度及速度通过控制模块7控制。滚轮3数量为2个，分别设置在底座1操作平台13的两端。滚轮3上部与举升装置4等高，可与举升装置4进行联动，不再 对滚轮3的伸缩单独设计动力源。举升装置4为2个液压缸，设置在底座1的操作平台13两端，并位于滚轮3外侧。 举升装置4 一端固定设置在底座1的操作平台13上，另一端用于顶起钻具8。顶起高度受 液压缸限制并受控制模块7控制。活动垫块5设置在底座1的操作平台13上，并设置在可沿钻具8轴向方向移动的 导轨内。活动垫块5可沿钻具8轴向方向移动，且可装拆。活动垫块5远离导轨的另一端 用于支撑钻具8，承受压力机2的冲击力。活动垫块5的数量根据实际需要来确定，可以是 1块也可以是2块以上，通常为2块。活动垫块5的位置与跨距通过控制模块7来控制。检测小车6通过设置在底座1操作平台13上的导轨可移动地设置在底座1上，检 测小车6可沿钻具8轴向方向移动。检测小车6上设置有传感器，用于检测钻具8形状位 置数据，并将数据发送到控制模块7。控制模块7接收检测小车6发送来的数据，并根据该数据及预设程序控制压力机 2、滚轮3、举升装置4、活动垫块5及检测小车6动作。本发明采用检测小车6与控制模块7，实现钻具8修复时的自动检测、自动控制，大 大降低人为介入，实现钻具8修复的自动化，钻具8修复精度高、速度快、稳定性好。本发明中，压力机2上还设置有用于检测压力机2冲程的冲程传感器22，冲程传感 器22向控制模块7发送数据信息。由于压力机2具有一定惯性，压力机2冲程不易控制， 所以需要对压力机2冲程进行反馈控制。在压力机2上设置冲程传感器22，可将压力机2 实际冲程向控制模块7发送反馈信息，以调节压力机2冲程。如图2所示，本发明中，控制模块7包括接收单元71、输入单元72、数据库73、计算 单元74及指令单元75。接收单元71接收检测小车6与冲程传感器22发送来的数据，并将该数据进行转 换后发送到计算单元74。输入单元72用于人工输入钻具8长度、直径及材料等数据，并将该数据进行转换 后发送到计算单元74。数据库73内根据钻具8不同长度、直径及材料与力学理论、预设变形量计算公式。计算单元74接收接收单元71与输入单元72发送来的数据，调用数据库73内公 式进行计算，并将计算结果发送到指令单元75。指令单元75接收计算单元74发送来的计算结果，进行判断后，分别向压力机2、滚 轮3、举升装置4、活动垫块5及检测小车6发送动作指令。本发明中的控制模块7简单、可靠，采用输入单元72与数据库73，可根据不同钻具 8个体进行不同跨距、冲程的调节控制，实现个性化修复，实现自动检测并自动控制，可靠性很 。本发明中，底座1 一端还设置有用于验证检测小车6检测精度的校正块9。本发明 采用校正块9，可实时验证检测小车6检测精度，避免由于累加误差导致检测的失真，从而 影响对钻具8变形量的判断，影响钻具8修复的精度。如图3所示，本发明中，检测小车6上沿钻具8径向不同方向设置有3个位移传感 器61。设置该3个位移传感器61可全面获得钻具8变形量的信息，以保证对钻具8的修复
5更加准确。该3个位移传感器61相对于钻具8偏心设置，具有偏心角a。本发明对钻具8修复过程如下首先将钻具8放到举升装置4上，启动本发明。举升装置4动作，将钻具8举升到 位。此时，检测小车6开始动作，沿钻具8轴向方向移动，检测钻具8变形情况，并将该变形 情况发送到控制模块7。控制模块7根据该变形情况，确定钻具8校正点。由于滚轮3与举升装置4等高，且同时伸缩，所以钻具8此时也放置在滚轮3上。 滚轮3在控制模块7控制下动作，将钻具8需要校正的点旋转到朝向压力机2方向。然后 活动垫块6在控制模块7控制下进行移动，调整位置与跨距。活动垫块5调整完毕，举升装 置4与滚轮3缩回，钻具8落到该活动垫块5上。压力机2在控制模块7控制下移动，使得压力机2锤头正对钻具8校正点，然后压 力机2动作，压顶修复钻具8。在压力机2压顶修复钻具8同时，冲程传感器22将压力机2 实际冲程反馈给控制模块7。压力机2压顶修复钻具8完毕后，检测小车6动作，再次对钻具8进行检测，控制 模块7接收到检测结果后根据情况确定停止或再次校正，直到对一件钻具8完成修复。在钻具8修复前或钻具修复完成后甚至修复过程中，均可对检测小车6的检测精 度通过校正块9进行检验，以确保检测小车6的检测精度。综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围， 因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。
权利要求
一种自动化钻具校直机，其特征在于，包括底座(1)，所述底座(1)用于支撑压力机(2)、滚轮(3)、举升装置(4)、活动垫块(5)、检测小车(6)及钻具(8)；压力机(2)，所述压力机(2)设置在所述底座(1)上部，并可沿所述钻具(8)轴向方向移动，所述压力机(2)用于压顶校直所述钻具(8)；滚轮(3)，所述滚轮(3)一端可伸缩连接设置在所述底座(1)上，所述滚轮(3)另一端用于旋转所述钻具(8)；举升装置(4)，所述举升装置(4)一端固定设置在所述底座(1)上，并位于所述滚轮(3)外侧，所述举升装置(4)另一端用于顶起所述钻具(8)；活动垫块(5)，所述活动垫块(5)一端设置在所述底座(1)上，并可沿所述钻具(8)轴向方向移动，所述活动垫块(5)另一端用于支撑所述钻具(8)；检测小车(6)，所述检测小车(6)设置在所述底座(1)上，并可沿所述钻具(8)轴向方向移动，所述检测小车(6)用于检测所述钻具(8)形状位置数据，并将所述数据发送到控制模块(7)；控制模块(7)，所述控制模块(7)接收所述检测小车(6)发送来的数据，并根据该数据及预设程序控制所述压力机(2)、滚轮(3)、举升装置(4)、活动垫块(5)及检测小车(6)动作。
2.如权利要求1所述的自动化钻具校直机，其特征在于所述压力机(2)上还设置有 用于检测所述压力机(2)冲程的冲程传感器(22)，所述冲程传感器(22)向所述控制模块 (7)发送数据信息。
3.如权利要求2所述的自动化钻具校直机，其特征在于所述控制模块(7)包括接收 单元(71)、输入单元(72)、数据库(73)、计算单元(74)及指令单元(75)，其中所述接收单元(71)接收所述检测小车(6)与冲程传感器(22)发送来的数据，并将该 数据进行转换后发送到所述计算单元(74)；所述输入单元(72)用于人工输入钻具(8)长度、直径及材料等数据，并将该数据进行 转换后发送到所述计算单元(74)；所述数据库(73)内根据钻具(8)不同长度、直径及材料与力学理论、预设变形量计算 公式；所述计算单元(74)接收所述接收单元(71)与输入单元(72)发送来的数据，调用所述 数据库(73)内公式进行计算，并将计算结果发送到所述指令单元(75)；所述指令单元(75)接收所述计算单元(74)发送来的计算结果，进行判断后，分别向所 述压力机(2)、滚轮(3)、举升装置(4)、活动垫块(5)及检测小车(6)发送动作指令。
4.如权利要求3所述的自动化钻具校直机，其特征在于所述底座(1)一端还设置有 用于验证检测小车(6)检测精度的校正块(9)。
5.如权利要求4所述的自动化钻具校直机，其特征在于所述检测小车(6)上沿所述 钻具(8)径向不同方向设置有3个位移传感器(61)。
全文摘要
本发明提供了一种自动化钻具校直机，包括底座用于支撑；压力机用于压顶校直钻具，可移动设置在底座上部；滚轮用于旋转钻具，一端可伸缩连接设置在底座上；举升装置用于顶起钻具，一端固定设置在底座上并位于滚轮外侧；活动垫块用于支撑钻具，一端可移动设置在底座上；检测小车用于检测钻具形状位置数据，可移动设置在底座上，并将数据发送到控制模块；控制模块接收检测小车发送来的数据，并根据该数据及预设程序控制压力机、滚轮、举升装置、活动垫块及检测小车动作。本发明采用检测小车与控制模块，实现钻具修复时的自动检测、自动控制，大大降低人为介入，实现钻具修复的自动化，钻具修复精度高、速度快、稳定性好。
文档编号B21D3/10GK101862767SQ201010193380
公开日2010年10月20日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者孟宪国, 宋林松, 曹式敬, 杨军, 杨勇玲, 蔡子波, 赵军, 齐明侠 申请人:中国海洋石油总公司;中海油田服务股份有限公司;中国石油大学(华东)