专利名称：膨胀波纹管垂直对管装置及对管焊接方法
技术领域：
本发明属于石油钻井领域，特别是涉及膨胀波纹管技术中波纹管焊接过程中端面对接装置。
背景技术：
在焊接前，首选需要进行坡口组对，对管装置主要用于解决焊接前的坡口组对问题。根据波纹管焊接工序，每两段波纹管需要先在现场进行水平对接焊，预制成一段长管， 在井口再将预制好的长管与打入井下的波纹管垂直对接，再进行横焊操作。因而须井口垂直对管装置。目前，对管在钻台上进行，采用手工对管，对接过程中需要旋转和移动膨胀波纹管，均须手工转动和移动，劳动强度也很大，对管精度难以保证，影响后续焊接质量和效率。在焊接前，首选需要进行坡口组对，对管装置主要用于解决焊接前的坡口组对问题。根据波纹管焊接工序，每两段波纹管需要先在现场进行水平对接焊，预制成一段长管， 在井口再将预制好的长管与打入井下的波纹管垂直对接，再进行横焊操作。因而须垂直对管装置。目前，垂直对管在钻台平面上进行，采用手工对管，有以下不足(1)较简陋，不安全。钻台平面和高度上受限制，(2)对接过程中需要旋转和移动膨胀波纹管，均须手工转动和移动，劳动强度大。(3)对管精度低、效率低，增加后续焊接难度，影响后续焊接质量和效率。
发明内容
本发明的目的，研发一种膨胀波纹管垂直对管装置，安全高效的在钻台进行膨胀波纹管对管，以便于后续焊接。本发明之一的膨胀波纹管垂直对管装置是这样实现的，本发明的膨胀波纹管垂直对管装置包括上、下膨胀波纹管液压伺服夹持机构；间隙液压伺服调节机构；装置支架。液压泵，液压管线。其中所述的上、下膨胀波纹管液压伺服夹持机构由上、下波纹管卡具及上、下卡具液压伺服传动机构组成；所述的上、下膨胀波纹管液压伺服夹持机构以垂直同轴对接的膨胀波纹管为中心设置；所述的上、下波纹管卡具分别为两块对称的、连接在上、下卡具液压伺服传动机构上的、内侧横截面与所夹波纹管的标准形状吻合的半“8”字形状的零件；所述的上、下波纹管卡具分别与其液压伺服传动机构的活塞固定；所述的上、下波纹管卡具液压伺服传动机构的液压缸和活塞分别安装在所述的装置支架内水平设置的上移动板和底板上。所述的间隙液压伺服调节机构由两根对管夹持机构导柱和间隙液压伺服调整机构组成；所述的两根对管夹持机构导柱分别与所述的上移动板固定连接，用来保持对管夹持机构与底板只能产生垂直方向的移动；所述的间隙液压伺服调节机构的油缸固定在所述的的支架底部、其活塞与所述的上移动连接。所述的膨胀波纹管垂直对管装置的装置支架上安装有用于旋转移动的脚轮。所述的膨胀波纹管垂直对管装置的装置支架支撑上、下膨胀波纹管液压伺服夹持机构和间隙液压伺服调节机构。所述的膨胀波纹管垂直对管装置的装置支架底部安装有用于旋转移动的脚轮 (5-1)。本发明之二的膨胀波纹管垂直对管装置的对管焊接方法是这样实现的，所述的方法包括如下步骤(1)将垂直对管装置吊放在钻台上；(2)将一柱膨胀波纹管，20m左右，吊放入井，使用吊卡座放在钻台平面；(3)将另一柱膨胀波纹管，20m左右，吊起，启动垂直对管装置夹持住悬空吊起的膨胀波纹管住，同时夹持住座放在钻井平台上的膨胀波纹管柱；(4)调整膨胀波纹管夹持机构水平角度使膨胀波纹管端面对齐，保持同轴；启动间隙调整机构，调整膨胀波纹管夹持机构垂直高度，至膨胀波纹管端面对齐，且间隙满足焊接工艺要求。本发明的波纹管卡具可根据需要更换不同规格的卡具。不同规格波纹管焊接采用与此规格相配套的波纹管卡具。这样既能增加夹持摩擦力，有效夹紧波纹管，而且也不至于因夹持力过大而使波纹管夹变形。液压传动机构的油缸，能够适应波纹管的夹持需要。本发明的间隙液压伺服调节机构的两根导柱用来保持间隙液压伺服调节机构与底板只能产生垂直方向的移动。通过此液压伺服调节机构的活塞杆移动，调节两根波纹管的坡口间隙。安装在装置支架下面的小论，能够使膨胀波纹管垂直对管装置相对打入井下的波纹管移动和旋转，从而保证两管对中。本发明一种膨胀波纹管垂直对管装置，在钻台平台实现膨胀波纹管对管。(1)采用液压传动，操作简便。(2)安全，可靠。(3)更换波纹管夹持装置夹具，能满足Φ215. 9_、ΦΜ1.3_和Φ 311. 15mm三种
规格波纹管的对管需要。(4)上下两管间隙大小连续可调，能灵活适应不同管径和焊接工艺要求。(5)自动调节上下两管的同轴度，保障两管同心。(6)对口精度高、效率高，能有效率提高后续焊接质量和效率。
图1膨胀波纹管垂直对管装置示意2下膨胀波纹管液压伺服夹持机构示意3上膨胀波纹管液压伺服夹持机构示意4间隙液压伺服调节机构和对管夹持机构导柱局部示意图
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。本发明实施例(1)将垂直对管装置吊放在钻台上。(2)将一柱膨胀波纹管，20m左右，吊放入井，使用吊卡座放在钻台平面。(3)将另一柱膨胀波纹管，20m左右，吊起，启动垂直对管装置夹持住悬空吊起的膨胀波纹管住，同时夹持住座放在钻井平台上的膨胀波纹管柱。(4)调整膨胀波纹管夹持机构水平角度使膨胀波纹管端面对齐，保持同轴；启动间隙调整机构，调整膨胀波纹管夹持机构垂直高度，至膨胀波纹管端面对齐，且间隙满足焊接工艺要求。
权利要求
1.一种膨胀波纹管垂直对管装置，其特征在于所述的垂直对管装置包括 上、下膨胀波纹管液压伺服夹持机构；间隙液压伺服调节机构； 装置支架(5)。
2.如权利要求1的膨胀波纹管垂直对管装置，其特征在于所述的上、下膨胀波纹管液压伺服夹持机构以垂直同轴对接的膨胀波纹管(1)为中心设置；所述的上、下膨胀波纹管液压伺服夹持机构由上波纹管卡具0-1)、下波纹管卡具 (3-1)及上卡具液压伺服传动机构0-2)、下卡具液压伺服传动机构组成(3-2)。
3.如权利要求2的膨胀波纹管垂直对管装置，其特征在于所述的上、下波纹管卡具都是由两块对称的、连接在上、下卡具液压伺服传动机构上的、内侧横截面与所夹波纹管的标准形状吻合的半“8”字形状的零件构成； 所述的上、下波纹管卡具分别固定于液压伺服传动机构的活塞。
4.如权利要求3的膨胀波纹管垂直对管装置，其特征在于所述的上、下波纹管卡具液压伺服传动机构的液压缸和活塞分别安装在所述的装置支架内水平设置的上移动板(2- 和底板(3- 上。所述的上、下波纹管卡具液压伺服传动机构的液压缸通过液压管线与液压泵连接。
5.如权利要求4的膨胀波纹管垂直对管装置，其特征在于所述的间隙液压伺服调节机构由两根对管夹持机构导柱(4-1，4-2)和间隙液压伺服调整机构(4-3)组成；所述的两根对管夹持机构导柱上端分别与所述的上移动板0-3)固定； 所述的间隙液压伺服调整机构的液压缸和活塞固定在所述的的支架底部、其活塞与所述的上移动板(2- 连接。
6.如权利要求5的膨胀波纹管垂直对管装置，其特征在于所述的膨胀波纹管垂直对管装置的装置支架支撑上、下膨胀波纹管液压伺服夹持机构和间隙液压伺服调整机构；所述的膨胀波纹管垂直对管装置的装置支架底部安装有用于旋转移动的脚轮(5-1)。
7.如权利要求1 6之一的膨胀波纹管垂直对管装的对管焊接方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤(1)将垂直对管装置吊放在钻台上；(2)将一柱膨胀波纹管，20m左右，吊放入井，使用吊卡座放在钻台平面；(3)将另一柱膨胀波纹管，20m左右，吊起，启动垂直对管装置夹持住悬空吊起的膨胀波纹管住，同时夹持住座放在钻井平台上的膨胀波纹管柱；(4)调整膨胀波纹管夹持机构水平角度使膨胀波纹管端面对齐，保持同轴；启动间隙调整机构，调整膨胀波纹管夹持机构垂直高度，至膨胀波纹管端面对齐，且间隙满足焊接工艺要求。
全文摘要
本发明为膨胀波纹管垂直对管装置及对管焊接方法。包括上、下膨胀波纹管液压伺服夹持机构、间隙液压伺服调节机构和装置支架。所述的上、下膨胀波纹管液压伺服夹持机构以垂直同轴对接的膨胀波纹管为中心设置；所述的上、下膨胀波纹管液压伺服夹持机构由上、下波纹管卡具及上、下卡具液压伺服传动机构组成；所述的上、下波纹管卡具分别为两块对称的、连接在上、下卡具液压伺服传动机构上的、内侧横截面与所夹波纹管的标准形状吻合的半“8”字形状的部件；所述的上、下波纹管卡具分别与其液压伺服传动机构的活塞连接。采用本发明进行膨胀波纹管的水平对管操作，对管精度高、效率高、自动化程度高、劳动强度低。
文档编号B23K37/053GK102398131SQ20101027783
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者刘鹏, 孙兆锋, 张海平, 涂玉林, 牛新明, 王劲松, 索忠伟, 胡彦峰, 薛龙, 邹勇, 陶兴华, 韩玉玺 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院