專利名稱：一種清洗鉆桿內(nèi)外壁的一體化裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油鉆桿的清洗裝置，具體地說，它是一種清洗石油鉆桿內(nèi)外壁一體化的裝置。
背景技術(shù)：
在石油勘探和油田開發(fā)中，鉆桿都是石油鉆井過程中的主要工件之一。由于鉆桿工作環(huán)境惡劣，在石油鉆井過程中承受著很大的扭矩和彎矩，若鉆桿本體在鉆進(jìn)時(shí)由于裂紋、裂縫等因素影響發(fā)生斷裂，將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，在鉆桿存放過程中，由于鉆桿內(nèi)外表面清洗效果的不理想，受到鉆井泥漿、油污殘留在鉆桿內(nèi)外部，從而造成對(duì)鉆桿防腐涂層和本體的腐蝕，導(dǎo)致鉆桿損壞。為了保證鉆井過程的安全與可靠性，在鉆桿使用前進(jìn)行探傷就顯得尤為重要。而為了保證探傷效果，需要對(duì)鉆桿內(nèi)外壁進(jìn)行清洗，以保證探傷的準(zhǔn)確性。目前，已有很多現(xiàn)有的技術(shù)對(duì)鉆桿的內(nèi)外壁進(jìn)行清洗，比如傳統(tǒng)的清洗劑煮沸法、利用高壓水槍人工清洗以及利用高壓水射流在機(jī)電一體化集成度較高的機(jī)械化流水線上完成清洗等方法。傳統(tǒng)的清洗劑煮沸法，是將油管、鉆桿、抽油桿等管桿放入池中加入清洗劑浸泡并加熱，撈出后放置在清洗架上用低壓水沖洗即可，這種方法的缺點(diǎn)是清洗不徹底，尤其是內(nèi)壁無法達(dá)到要求的潔凈度，并且耗能太大，污染環(huán)境。利用高壓水槍人工清洗的方法，雖然可以大面積清洗鉆桿內(nèi)壁，達(dá)到探傷前的效果要求，但畢竟人工清洗效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，造成了水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。目前，最理想的清洗方式是利用高壓水射流技術(shù)在機(jī)電一體化集成度較高的機(jī)械化流水線上完成鉆桿的內(nèi)外壁清洗。高壓水射流技術(shù)清洗鉆桿的基本原理是用高壓柱塞泵和特殊設(shè)計(jì)的噴嘴產(chǎn)生高壓、高速水射流，利用水射流強(qiáng)大的沖擊力直接剝離、沖刷鉆桿內(nèi)外壁粘結(jié)物，達(dá)到除油、除蠟清洗鉆桿的目的。在機(jī)械化流水線上，全線均由PLC可編程控制器自動(dòng)控制，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高清洗的工作效率。因此，若能發(fā)明一種清洗石油鉆桿內(nèi)外壁一體化的裝置，即在同一工位同一時(shí)間下完成對(duì)鉆桿內(nèi)外壁的同步清洗，這將大大縮短高壓水射流清洗時(shí)間，同時(shí)還能獲得很好的清洗效果，以便后續(xù)的探傷工作；由于集成PLC可編程控制器來完成流水線自動(dòng)化控制，也在很大程度上減少了流水線上作業(yè)的復(fù)雜性，并且較一般的自動(dòng)清洗鉆桿裝置更容易操作和運(yùn)作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供了一種清洗石油鉆桿內(nèi)外壁的一體化裝置及方法，使用操作簡(jiǎn)單，全線由PLC自動(dòng)控制，既能縮短清洗內(nèi)外壁時(shí)間，又能保證探傷前的清洗效果，可以結(jié)合其它鉆桿清洗裝置(如進(jìn)料斜輥線、出料線、外壁預(yù)打磨等)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化流水線作業(yè)，具有很強(qiáng)的可行性與可復(fù)制性。該清洗石油鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置在清洗作業(yè)過程中，只需按照預(yù)定的PLC編程程序合理控制好各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)即可，系統(tǒng)就可以自動(dòng)完成清洗鉆桿內(nèi)外壁的工作。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:—種清洗鉆桿內(nèi)外壁的一體化裝置由清洗隔離間(I)、滑動(dòng)小車(17)、高壓噴頭(8、16)及配套高壓管線(7)、軌道(19)、固定限位塊(15、21)等輔助設(shè)施組成，其中在固定限位塊(15、21)上各自還安置有一個(gè)無源接近開關(guān)(15-1、21-1)。本發(fā)明所述的承載鉆桿軸向運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)小車(17)具有一個(gè)底座(17)，底座(17)上均布安裝有三組承載鉆桿的可調(diào)節(jié)高度的定位機(jī)構(gòu)(12)，該定位機(jī)構(gòu)(12)由一對(duì)支撐滾輪(12-1)、角接觸球軸承(12-2)和支撐底座(12-3)組成，且所述底座(17)下設(shè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20 )和支撐板(22 )。其中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20 )由驅(qū)動(dòng)電機(jī)(20-2 )、聯(lián)軸器(20_1)和齒輪組合減速器(20-3)等組成。本發(fā)明所述的清洗隔離間(I)內(nèi)部主要由內(nèi)壁清洗裝置、鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、外壁清洗裝置及進(jìn)料端自動(dòng)門(6)構(gòu)成，隔離間(I)的右端為進(jìn)料端自動(dòng)門(6)，左端為內(nèi)壁清洗高壓泵配套管線(7)輸送端，配套管線(7)連接高壓水槍噴頭(8)。本發(fā)明的清洗鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置，所述的內(nèi)壁清洗裝置由高壓泵配套管線
(7)、高壓水槍噴頭(8)、對(duì)中定位機(jī)構(gòu)(13)等組成，對(duì)中定位機(jī)構(gòu)(13)為一個(gè)可旋轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)，右端與地基鉸接，離右端約1/4處安裝一個(gè)帶有可控氣囊的浮動(dòng)底座(14)，左端設(shè)置有一個(gè)帶中間凹槽的滾輪(25);所述的鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置由兩個(gè)液壓缸(4)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)
(3)、V帶輪(5)、摩擦輪(10)、活動(dòng)平臺(tái)(2)、安裝板(23)及滾動(dòng)軸承等組成，液壓缸(4)固定連接在隔離間(I)頂部與活動(dòng)平臺(tái)(2)之間，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)安裝在活動(dòng)平臺(tái)(2)上，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3 )主軸帶動(dòng)V帶輪(5 )旋轉(zhuǎn)，由V帶輪(5 )的從動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)活動(dòng)平臺(tái)(2 )下方的摩擦輪(10)旋轉(zhuǎn)；所述的外壁清洗裝置由導(dǎo)軌(9)、滑塊(24)、噴頭(16)、高壓泵配套軟管等組成，導(dǎo)軌(9)安裝位置為隔離間的一側(cè)，高度與鉆桿送進(jìn)高度齊平，噴頭(16)與滑塊(9)為固定在一起，由外部驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)噴頭(16)與滑塊(24)在導(dǎo)軌(9)上的橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一種清洗鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置的工作方法，它通過以下步驟來完成鉆桿內(nèi)外壁的清洗:步驟I )，將待清洗鉆桿(11)由機(jī)械化流水線進(jìn)料,安放于已事先調(diào)整好高度定位機(jī)構(gòu)(12)的滑動(dòng)小車(17)上，開啟滑動(dòng)小車(17)安裝的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)開關(guān)，正轉(zhuǎn)電機(jī)使滑動(dòng)小車(17)前進(jìn)。步驟2)，開啟清洗隔離間(I)進(jìn)料端自動(dòng)門(6)，滑動(dòng)小車(17)承載待清洗鉆桿
(11)進(jìn)入隔離間(1)，直至滑動(dòng)小車(17)的前輪(18)接近安裝在軌道(19)左端的固定限位塊(15)，此時(shí)，無源接近開關(guān)(15-1)給出“關(guān)閉”信號(hào)使電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)自動(dòng)停止驅(qū)動(dòng)，使滑動(dòng)小車(17)停在預(yù)定工位上。步驟3)，關(guān)閉清洗隔離間(I)進(jìn)料端自動(dòng)門(6)，并啟動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，開啟隔離間(I)頂部與活動(dòng)平臺(tái)(2)之間的兩個(gè)液壓缸(4)，在活塞桿(4-2)的推力作用下鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置整體下移，平移至適當(dāng)距離使摩擦輪(10)接觸待清洗鉆桿(11)時(shí)停止，此時(shí)開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)并帶動(dòng)V帶輪(5)旋轉(zhuǎn)，與V帶輪(5)的從動(dòng)輪同軸的摩擦輪(10)也一起旋轉(zhuǎn)，靠摩擦力帶動(dòng)待清洗鉆桿(11)整體平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。步驟4)，啟動(dòng)內(nèi)、外壁清洗裝置，開啟帶有可控氣囊的浮動(dòng)底座(14)，靠氣囊的膨脹帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)(13)繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)至預(yù)定高度，支撐高壓泵配套管線(7 )，配套管線(7 )連同高壓水槍噴頭(8)輸送至待清洗鉆桿(11)內(nèi)腔，打開外接高壓柱塞泵提供高壓水射流清洗內(nèi)壁；同時(shí)，開啟外壁清洗裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)滑塊(24)和噴頭(16)在導(dǎo)軌(9)上橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以清洗外壁。步驟5)，清洗內(nèi)壁的高壓水槍噴頭(8)與清洗外壁的噴頭(16)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后，停止高壓水射流的供給，并關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)使V帶輪(5)驅(qū)動(dòng)的摩擦輪(10)停止旋轉(zhuǎn)，同時(shí)開啟兩個(gè)液壓缸(4)，在活塞桿(4-2)的升力作用下使鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置整體上移至適當(dāng)位置，使摩擦輪(10 )與已清洗鉆桿(11)分離。步驟6)，開啟清洗隔離間(I)進(jìn)料端自動(dòng)門(6)，開啟滑動(dòng)小車(17)上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)開關(guān)，反轉(zhuǎn)電機(jī)，輸送承載已清洗鉆桿(11)的滑動(dòng)小車(17)回到初始工位，即滑動(dòng)小車(17)的后輪(18)接近安裝在軌道(19)右端的固定限位塊(21)，此時(shí)，無源接近開關(guān)(21-1)給出“關(guān)閉”信號(hào)使電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)停止工作，使滑動(dòng)小車(17)停在初始工位。步驟7)，結(jié)合機(jī)械化流水線作業(yè)，將已清洗鉆桿(11)下架上輸送線，并將下一根待清洗鉆桿(11)上架至滑動(dòng)小車(17)上，重復(fù)步驟I)至7)的工作流程即可。本發(fā)明主要針對(duì)的是石油鉆桿內(nèi)外壁清洗的一體化裝置及方法，該裝置的優(yōu)點(diǎn)在于:1、本發(fā)明裝置是根據(jù)高壓水射流的技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合PLC可編程控制器的優(yōu)點(diǎn)，可以自動(dòng)控制清洗作業(yè)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)鉆桿在同一工位同一時(shí)間段下內(nèi)外壁的同時(shí)清洗，縮短了清洗時(shí)間，且保證了清洗效果。2、本發(fā)明的石油鉆桿內(nèi)外壁清洗一體化裝置，滑動(dòng)小車的前進(jìn)與后退靠由PLC控制的電機(jī)帶動(dòng)齒輪的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，比安裝同步鏈條與張緊機(jī)構(gòu)以驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)小車的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、更易實(shí)現(xiàn)，并且運(yùn)用齒輪減速器驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)小車的工作效率更高。3、本發(fā)明裝置將石油鉆桿的軸向運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在不同時(shí)間段內(nèi)分開實(shí)現(xiàn)，鉆桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靠中間點(diǎn)處的摩擦輪帶動(dòng)，使得鉆桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)，增加了高壓水射流作用在鉆桿內(nèi)外壁面的作用時(shí)間及有效面積，提高了清洗的潔凈度。4、本發(fā)明的外壁清洗裝置安裝在隔離間的側(cè)壁，側(cè)壁上導(dǎo)軌的設(shè)置可以使得高壓噴頭連同滑塊實(shí)現(xiàn)橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以相對(duì)最佳的靶距清洗鉆桿外壁，與傳統(tǒng)鉆桿外壁清洗裝置中單純地固定噴頭清洗鉆桿外壁相比，本裝置的自動(dòng)化程度更高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，提高了清洗效率。5、本發(fā)明裝置中，內(nèi)壁清洗裝置的對(duì)中定位機(jī)構(gòu)的可控氣囊由PLC控制，可根據(jù)需要隨時(shí)改變氣壓，不僅可以保證高壓水槍噴頭清洗鉆桿內(nèi)壁的對(duì)中性，而且還可以部分緩解聞壓水槍作業(yè)時(shí)帶來的沖擊振動(dòng)。6、本發(fā)明裝置中的滑動(dòng)小車，其底座上安裝有三組承載鉆桿的可調(diào)節(jié)高度的定位機(jī)構(gòu)，該定位機(jī)構(gòu)可與外部控制系統(tǒng)連接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)高度，以適應(yīng)清洗不同尺寸鉆桿的需要。7、本發(fā)明的石油鉆桿內(nèi)外壁清洗一體化裝置，可以實(shí)現(xiàn)與其它鉆桿清洗流水線(如進(jìn)料斜輥線、出料線、外壁預(yù)打磨等)的機(jī)械化流水作業(yè)，尤其是在流水線上可與鋼絲刷預(yù)打磨外壁相結(jié)合，干洗與水洗的作用效果疊加，使得外壁清洗效果更佳。


下面將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中:
圖1是本發(fā)明的清洗石油鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖2是本發(fā)明的清洗石油鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖3是圖1中的A視圖(局部展示圖)；圖4是圖2中的B視圖情況之一；圖5是圖2中的B視圖情況之二 ；圖中標(biāo)記:1_隔離間、2-活動(dòng)平臺(tái)、3-鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置之驅(qū)動(dòng)電機(jī)、4-液壓缸、4-1-液壓缸體、4-2-活塞桿、5-V帶輪、6-進(jìn)料端自動(dòng)門、7-高壓泵配套管線、8-清洗內(nèi)壁高壓水槍噴頭、9-導(dǎo)軌、10-摩擦輪、11-待清洗鉆桿、12-承載鉆桿高度定位機(jī)構(gòu)、12-1-支撐滾輪、12-2-角接觸球軸承、12-3-支撐底座、13-對(duì)中定位機(jī)構(gòu)、14-帶可控氣囊的浮動(dòng)底座、15-左端固定限位塊、15-1-左端無源接近開關(guān)、16-清洗外壁高壓水槍噴頭、17-滑動(dòng)小車底座、18-滑動(dòng)小車車輪、19-軌道、20-電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、20-1-聯(lián)軸器、20-2-驅(qū)動(dòng)電機(jī)、20-3-齒輪組合減速器、21-右端固定限位塊、21-1-右端無源接近開關(guān)、22-支撐板、23-安裝板、24-滑塊、25-帶凹槽的滾輪。
具體實(shí)施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中一個(gè)例子而已。本發(fā)明的一種清洗鉆桿內(nèi)外壁的一體化裝置，其實(shí)施圖例如圖1、圖2、圖3和圖4所示。所述清洗鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置包括清洗隔離間(I)、滑動(dòng)小車(17)、高壓噴頭(8、16)及配套高壓管線(7)、軌道(19)、固定限位塊(15、21)等輔助設(shè)施，其中在固定限位塊(15、21)上各自安置有一個(gè)無源接近開關(guān)(15-1、21-1);所述的承載鉆桿軸向運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)小車(17)具有一個(gè)底座(17)，底座(17)上均布安裝有三組承載鉆桿的可調(diào)節(jié)高度的浮動(dòng)定位機(jī)構(gòu)(12)，該浮動(dòng)定位機(jī)構(gòu)(12)由一對(duì)支撐滾輪(12-1 )、角接觸球軸承(12-2)和支撐底座(12-3)組成，且所述底座(17)下設(shè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)和支撐板(22)，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20 )由驅(qū)動(dòng)電機(jī)(20-2 )、聯(lián)軸器(20-1)和齒輪組合減速器(20-3 )等組成。所述的清洗隔離間(I)內(nèi)部主要由內(nèi)壁清洗裝置、鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、外壁清洗裝置及進(jìn)料端自動(dòng)門(6)構(gòu)成，隔離間(I)的右端為進(jìn)料端自動(dòng)門(6)，左端為內(nèi)壁清洗高壓泵配套管線(7 )輸送端，配套管線(7 )連接高壓水槍噴頭(8 )。其中，所述的內(nèi)壁清洗裝置由高壓泵配套管線(7)、高壓水槍噴頭(8)、對(duì)中定位機(jī)構(gòu)(13)等組成，對(duì)中定位機(jī)構(gòu)(13)為一個(gè)可旋轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)，右端與地基鉸接，離右端約1/4處安裝一個(gè)帶有可控氣囊的浮動(dòng)底座(14)，左端設(shè)置有一個(gè)帶中間凹槽的滾輪(25);所述的鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置由兩個(gè)液壓缸
(4)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)、V帶輪(5)、摩擦輪(10)、活動(dòng)平臺(tái)(2)、安裝板(23)及滾動(dòng)軸承等組成，液壓缸(4)固定連接在隔離間(I)頂部與活動(dòng)平臺(tái)(2)之間，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)安裝在活動(dòng)平臺(tái)(2 )上，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3 )主軸帶動(dòng)V帶輪(5 )旋轉(zhuǎn)，由V帶輪(5 )的從動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)活動(dòng)平臺(tái)(2 )下方的摩擦輪(10)旋轉(zhuǎn)；所述的外壁清洗裝置由導(dǎo)軌(9)、滑塊(24)、噴頭(16)、高壓泵配套軟管等組成，導(dǎo)軌(9)安裝位置為隔離間的一側(cè)，高度與鉆桿送進(jìn)高度齊平，噴頭(16)與滑塊(9)為固定在一起，由外部驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)噴頭(16)與滑塊(24)在導(dǎo)軌(9)上的橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的一種清洗鉆桿內(nèi)外壁的一體化裝置，在安裝調(diào)整清洗裝置前，需預(yù)先調(diào)整好裝置各個(gè)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)區(qū)域，以便預(yù)設(shè)PLC可編程控制器的控制程序。實(shí)施圖1為安裝就緒后的清洗鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置實(shí)施的具體工作流程按照以下步驟實(shí)現(xiàn):步驟I )，將待清洗鉆桿(11)由機(jī)械化流水線進(jìn)料,安放于已事先調(diào)整好高度定位機(jī)構(gòu)(12)的滑動(dòng)小車(17)上，開啟滑動(dòng)小車(17)安裝的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)開關(guān)，正轉(zhuǎn)電機(jī)使滑動(dòng)小車(17)前進(jìn)。步驟2)，開啟清洗隔離間(I)進(jìn)料端自動(dòng)門(6)，滑動(dòng)小車(17)承載待清洗鉆桿
(11)進(jìn)入隔離間(1)，直至滑動(dòng)小車(17)的前輪(18)接近安裝在軌道(19)左端的固定限位塊(15)，此時(shí)，無源接近開關(guān)(15-1)給出“關(guān)閉”信號(hào)使電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)自動(dòng)停止驅(qū)動(dòng)，使滑動(dòng)小車(17)停在預(yù)定工位上，如實(shí)施圖2所示。步驟3)，關(guān)閉清洗隔離間(I)進(jìn)料端自動(dòng)門(6)，并啟動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，開啟隔離間(I)頂部與活動(dòng)平臺(tái)(2)之間的兩個(gè)液壓缸(4)，在活塞桿(4-2)的推力作用下鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置整體下移，平移至適當(dāng)距離使摩擦輪(10)接觸待清洗鉆桿(11)時(shí)停止，此時(shí)開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)并帶動(dòng)V帶輪(5)旋轉(zhuǎn)，與V帶輪(5)的從動(dòng)輪同軸的摩擦輪(10)也一起旋轉(zhuǎn)，靠摩擦力帶動(dòng)待清洗鉆桿(11)整體平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，如實(shí)施圖4 (b)所示。步驟4)，啟動(dòng)內(nèi)、外壁清洗裝置，開啟帶有可控氣囊的浮動(dòng)底座(14)，靠氣囊的膨脹帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)(13)繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)至預(yù)定高度，支撐高壓泵配套管線(7 )，配套管線(7 )連同高壓水槍噴頭(8)輸送至待清洗鉆桿(11)內(nèi)腔，打開外接高壓柱塞泵提供高壓水射流清洗內(nèi)壁；同時(shí)，開啟外壁清洗裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)滑塊(24)和噴頭(16)在導(dǎo)軌(9)上橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以清洗外壁。步驟5)，清洗內(nèi)壁的高壓水槍噴頭(8)與清洗外壁的噴頭(16)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后，停止高壓水射流的供給，并關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)使V帶輪(5)驅(qū)動(dòng)的摩擦輪(10)停止旋轉(zhuǎn)，同時(shí)開啟兩個(gè)液壓缸(4)，在活塞桿(4-2)的升力作用下使鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置整體上移至適當(dāng)位置，使摩擦輪(10 )與已清洗鉆桿(11)分離。步驟6)，開啟清洗隔離間(I)進(jìn)料端自動(dòng)門(6)，開啟滑動(dòng)小車(17)上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)開關(guān)，反轉(zhuǎn)電機(jī)，輸送承載已清洗鉆桿(11)的滑動(dòng)小車(17)回到初始工位，即滑動(dòng)小車(17)的后輪(18)接近安裝在軌道(19)右端的固定限位塊(21)，此時(shí)，無源接近開關(guān)(21-1)給出“關(guān)閉”信號(hào)使電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)停止工作，使滑動(dòng)小車(17)停在初始工位。步驟7)，結(jié)合機(jī)械化流水線作業(yè)，將已清洗鉆桿(11)下架上輸送線，并將下一根待清洗鉆桿(11)上架至滑動(dòng)小車(17)上，重復(fù)步驟I)至7)的工作流程即可。本發(fā)明的清洗鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布局合理，可操作性與可復(fù)制性強(qiáng)，可與PLC可編程控制器配合實(shí)現(xiàn)機(jī)械化流水線作業(yè)，大大縮短了清洗時(shí)間；該裝置可以實(shí)現(xiàn)鉆桿在同一工位同一時(shí)間段下內(nèi)外壁的同時(shí)清洗，高壓水射流的清洗效果可以保證探傷的準(zhǔn)確性；該裝置由于采用了可調(diào)節(jié)高度的浮動(dòng)定位機(jī)構(gòu)用于承載鉆桿，可以適應(yīng)清洗不同尺寸鉆桿的需要；該裝置中的鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置靠摩擦輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鉆桿的旋轉(zhuǎn)，使得鉆桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)，為高壓水射流清洗內(nèi)外壁提供了有力保障，增強(qiáng)了清洗效果。
本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種清洗鉆桿內(nèi)外壁的一體化裝置，其特征在于:所述清洗鉆桿內(nèi)外壁裝置為一體化裝置，可實(shí)現(xiàn)鉆桿在同一工位同一時(shí)間段下內(nèi)外壁的同時(shí)清洗工作，該裝置由清洗隔離間(I)、滑動(dòng)小車(17)、高壓噴頭(8、16)及配套高壓管線(7)、軌道(19)、固定限位塊(15、21)等輔助設(shè)施組成；所述固定限位塊(15、21)上各自安置有一個(gè)無源接近開關(guān)(15-1、21-1)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種清洗鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置，其特征在于:所述承載鉆桿軸向運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)小車(17)具有一個(gè)底座(17)，底座(17)上均布安裝有三組承載鉆桿的可調(diào)節(jié)高度的定位機(jī)構(gòu)(12)，該浮動(dòng)定位機(jī)構(gòu)(12)由一對(duì)支撐滾輪(12-1)、角接觸球軸承(12-2)和支撐底座(12-3)組成，且所述底座(17)下設(shè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)和支撐板(22)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種清洗鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置，其特征在于:所述減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20 )由驅(qū)動(dòng)電機(jī)(20-2 )、聯(lián)軸器(20-1)和齒輪組合減速器(20-3 )等組成，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)(20-2)可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種清洗鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置，其特征在于:所述清洗隔離間(I)內(nèi)部主要由內(nèi)壁清洗裝置、鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、外壁清洗裝置及進(jìn)料端自動(dòng)門(6)構(gòu)成，所述隔離間(I)的右端為進(jìn)料端自動(dòng)門(6)，左端為內(nèi)壁清洗高壓泵配套管線(7)輸送端，配套管線(7 )連接高壓水槍噴頭(8 )。
5.如權(quán)利要求1或4所述的一種清洗鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置，其特征在于:所述內(nèi)壁清洗裝置由高壓泵配套管線(7)、高壓水槍噴頭(8)、對(duì)中定位機(jī)構(gòu)(13)等組成，所述對(duì)中定位機(jī)構(gòu)(13)為一個(gè)可旋轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)，右端與地基鉸接，離右端約1/4處安裝一個(gè)帶有可控氣囊的浮動(dòng)底座(14)，左端設(shè)置有一個(gè)帶中間凹槽的滾輪(25)。
6.如權(quán)利要求1或4所述的一種清洗鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置，其特征在于:所述鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置由兩個(gè)液壓缸(4)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)、V帶輪(5)、摩擦輪(10)、活動(dòng)平臺(tái)(2)、安裝板(23)及滾動(dòng)軸承等組成，所述液壓缸(`4)固定連接在隔離間(I)頂部與活動(dòng)平臺(tái)(2)之間，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3 )安裝在活動(dòng)平臺(tái)(2 )上，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3 )主軸帶動(dòng)V帶輪(5 )旋轉(zhuǎn)，由V帶輪(5)的從動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)活動(dòng)平臺(tái)(2)下方的摩擦輪(10)旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求1或4所述的一種清洗鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置，其特征在于:所述外壁清洗裝置由導(dǎo)軌(9)、滑塊(24)、噴頭(16)、高壓泵配套軟管等組成，導(dǎo)軌(9)安裝位置在隔離間的一側(cè)，高度與鉆桿送進(jìn)高度齊平，噴頭(16)與滑塊(9)為固定在一起，由外部驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)噴頭(16)與滑塊(24)在導(dǎo)軌(9)上的橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的一種清洗鉆桿內(nèi)外壁一體化裝置的實(shí)施方法，其特征在于它采用以下步驟來完成鉆桿內(nèi)外壁的清洗: 步驟1)，將待清洗鉆桿(11)由機(jī)械化流水線進(jìn)料，安放于已事先調(diào)整好定位機(jī)構(gòu)(12)的滑動(dòng)小車(17)上，開啟安裝于滑動(dòng)小車(17)上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)開關(guān)，正轉(zhuǎn)電機(jī)使滑動(dòng)小車(17)前進(jìn)； 步驟2)，開啟清洗隔離間(I)進(jìn)料端的自動(dòng)門(6)，滑動(dòng)小車(17)承載待清洗鉆桿(11)進(jìn)入隔離間(1)，直至滑動(dòng)小車(17)的前輪(18)接近安裝在軌道(19)左端的固定限位塊(15)，此時(shí)，無源接近開關(guān)(15-1)給出“關(guān)閉”信號(hào)使電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)自動(dòng)停止驅(qū)動(dòng)，使滑動(dòng)小車(17)停在預(yù)定工位上； 步驟3)，關(guān)閉清洗隔離間(I)進(jìn)料端自動(dòng)門(6)，并啟動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，開啟隔離間(I)頂部與活動(dòng)平臺(tái)(2)之間的兩個(gè)液壓缸(4)，在活塞桿(4-2)的推力作用下鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置整體下移，平移至適當(dāng)距離使摩擦輪(10)接觸待清洗鉆桿(11)時(shí)停止，此時(shí)開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)并帶動(dòng)V帶輪(5)旋轉(zhuǎn)，與V帶輪(5)的從動(dòng)輪同軸的摩擦輪(10)也一起旋轉(zhuǎn)，靠摩擦力帶動(dòng)待清洗鉆桿(11)整體平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)； 步驟4)，啟動(dòng)內(nèi)、外壁清洗裝置，開啟帶有可控氣囊的浮動(dòng)底座(14)，靠氣囊的膨脹帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)(13)繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)至預(yù)定高度，支撐高壓泵配套管線(7)，配套管線(7)連同高壓水槍噴頭(8)輸送至待清洗鉆桿(11)內(nèi)腔，打開外接高壓柱塞泵提供高壓水射流清洗內(nèi)壁；同時(shí)，開啟外壁清洗裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)滑塊(24)和噴頭(16)在導(dǎo)軌(9)上橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以清洗外壁； 步驟5)，清洗內(nèi)壁的高壓水槍噴頭(8)與清洗外壁的噴頭(16)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后，停止高壓水射流的供給，并關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3 )使V帶輪(5 )驅(qū)動(dòng)的摩擦輪(10 )停止旋轉(zhuǎn)，同時(shí)開啟兩個(gè)液壓缸(4)，在活塞桿(4-2)的升力作用下使鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置整體上移至適當(dāng)位置，使摩擦輪(10)與已清洗鉆桿(11)分離； 步驟6)，開啟清洗隔離間(I)進(jìn)料端的自動(dòng)門(6)，隨后開啟滑動(dòng)小車(17)上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)開關(guān)，反轉(zhuǎn)電機(jī)，輸送承載已清洗鉆桿(11)的滑動(dòng)小車(17)回到初始工位，SP滑動(dòng)小車(17)的后輪(18)接近安裝在軌道(19)右端的固定限位塊(21)，此時(shí)，無源接近開關(guān)(21-1)給出“關(guān)閉”信號(hào)使電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(20)停止工作，使滑動(dòng)小車(17)停在初始工位； 步驟7)，結(jié)合機(jī)械化流水線作業(yè)，將已清洗鉆桿(11)下架上輸送線，并將下一根待清洗鉆桿(11)上架至滑動(dòng) 小車(17)上，重復(fù)步驟I)至7)的工作流程即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種清洗石油鉆桿內(nèi)外壁的一體化裝置及方法，所述減速電機(jī)能夠正反轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)滑動(dòng)小車前進(jìn)與后退；隔離間內(nèi)鉆桿的轉(zhuǎn)動(dòng)通過摩擦輪驅(qū)動(dòng)，并通過控制液壓缸伸縮實(shí)現(xiàn)摩擦輪與鉆桿的離合；內(nèi)壁清洗裝置含有一個(gè)由對(duì)中定位機(jī)構(gòu)支撐的高壓水槍；外壁清洗裝置的高壓噴頭連同滑塊在隔離間側(cè)壁導(dǎo)軌上實(shí)現(xiàn)橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以清洗鉆桿外壁。本裝置能實(shí)現(xiàn)石油鉆桿在同一工位同一時(shí)間段下內(nèi)外壁的清洗，大大提高了清洗效率，且保證了清洗效果；該裝置將鉆桿的軸向運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在不同時(shí)間段內(nèi)分開實(shí)現(xiàn)，使得鉆桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)，提高了清洗鉆桿內(nèi)外壁的清潔度；該裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，可與其它鉆桿清洗配套裝置實(shí)現(xiàn)機(jī)械化流水作業(yè)。
文檔編號(hào)B08B13/00GK103143536SQ201310085200
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者劉清友, 易揚(yáng), 莫麗, 朱軍凱, 張羽豐 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)