鋁合金鉆桿桿體和鋼接頭連接使用的熱組裝裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁合金鉆桿桿體和鋼接頭連接使用的熱組裝裝置，是由鋼接頭加熱機(jī)構(gòu)、給進(jìn)機(jī)構(gòu)、鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、桿體夾持機(jī)構(gòu)、鋁合金鉆桿桿體內(nèi)冷卻機(jī)構(gòu)、鋼接頭外部冷卻機(jī)構(gòu)、參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)臺(tái)架組成；本發(fā)明采用熱組裝裝置進(jìn)行鋁合金鉆桿桿體與鋼接頭的組裝。熱組裝時(shí)，先把鋼接頭加熱到一定溫度使其膨脹，隨后在熱狀態(tài)下擰到鋁合金鉆桿桿體上，隨后對(duì)其冷卻，待冷卻后螺紋連接處可獲得一定的預(yù)緊力，滿(mǎn)足鋁合金鉆桿傳遞扭矩和承受載荷的需要。本發(fā)明可在同一實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上，僅通過(guò)更換不同材質(zhì)和尺寸的鉆桿桿體和接頭，來(lái)實(shí)現(xiàn)其熱組裝，提高其連接強(qiáng)度和可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鋁合金鉆桿桿體和鋼接頭連接使用的熱組裝裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金鉆桿桿體和鋼接頭連接使用的熱組裝裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在地質(zhì)勘探、石油天然氣、煤炭、金屬礦山等勘查開(kāi)發(fā)的鉆探過(guò)程中，都需要用到鉆桿。隨著鉆探深度的增加，難度也在增大，對(duì)鉆桿的質(zhì)量要求更高。鋁合金鉆桿具有密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，隨著鉆探深度的增加其優(yōu)勢(shì)更為明顯，但其耐磨性較低，而在鉆井操作中，接頭需要經(jīng)常地?cái)Q卸，因此在實(shí)際使用時(shí)，一般將鋁合金鉆桿管體與鋼接頭組裝在一起形成鉆桿柱，由鋼接頭來(lái)承受擰卸操作。由于鋁合金與鋼在彈性模量、熱膨脹系數(shù)、延伸率、屈服強(qiáng)度等方面的差異，經(jīng)常出現(xiàn)連接不可靠的情況。鉆桿桿體和接頭的連接也一直是鉆桿的薄弱環(huán)節(jié)。
[0003]一般采用將鋁合金鉆桿桿體施加一定的扭矩與鋼接頭組裝的方法，該方法盡管應(yīng)用較廣，但卻有其不足之處，如當(dāng)鋁合金鉆桿和鋼接頭沿螺紋同時(shí)相對(duì)移動(dòng)時(shí)，當(dāng)達(dá)到較高的接觸壓力時(shí)仍不能完全避免局部的鋁合金與鋼緊扣。當(dāng)這樣扣緊的地方很多時(shí)，組裝過(guò)程中螺紋連接可能被卡住，在以后的使用過(guò)程中這樣的接頭會(huì)損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的的提供一種鋁合金鉆桿桿體和鋼接頭連接使用的熱組裝裝置。本發(fā)明采用熱組裝裝置進(jìn)行鋁合金鉆桿桿體與鋼接頭的組裝。熱組裝時(shí)，先把鋼接頭加熱到一定溫度使其膨脹，隨后在熱狀態(tài)下擰到鋁合金鉆桿桿體上，隨后對(duì)其冷卻，待冷卻后螺紋連接處可獲得一定的預(yù)緊力，滿(mǎn)足鋁合金鉆桿傳遞扭矩和承受載荷的需要。
[0005]本發(fā)明是由鋼接頭加熱機(jī)構(gòu)、給進(jìn)機(jī)構(gòu)、鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、桿體夾持機(jī)構(gòu)、鋁合金鉆桿桿體內(nèi)冷卻機(jī)構(gòu)、鋼接頭外部冷卻機(jī)構(gòu)、參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)臺(tái)架組成；
[0006]所述鋼接頭加熱機(jī)構(gòu)的感應(yīng)加熱器固定在滑動(dòng)支架上，感應(yīng)加熱器與感應(yīng)線圈連接，感應(yīng)線圈套裝在鋼接頭上，可對(duì)鋼接頭進(jìn)行加熱，加熱后可取出感應(yīng)線圈；
[0007]所述給進(jìn)機(jī)構(gòu)的手輪通過(guò)螺紋連接在絲杠上，絲杠另一端通過(guò)絲杠固定板固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上，絲杠上連接有開(kāi)合螺母，開(kāi)合螺母上邊與滑動(dòng)支架連接，滑塊固定在滑動(dòng)支架的下面，滑塊與導(dǎo)軌相連，可通過(guò)導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上；
[0008]所述鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在滑動(dòng)支架上，鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電機(jī)通過(guò)固定板安裝在滑動(dòng)支架上，電機(jī)的輸出軸鏈輪安裝在電機(jī)輸出軸上，鏈條繞設(shè)在輸出軸鏈輪和傳動(dòng)軸鏈輪上，傳動(dòng)軸鏈輪通過(guò)傳動(dòng)軸及軸承座固定在位于滑動(dòng)支架的固定板上，傳動(dòng)軸連接扭矩傳感器，再連接滑環(huán)固定管，滑環(huán)固定管另一端連接變徑接頭，并通過(guò)軸承座安裝在位于滑動(dòng)支架的安裝板上，滑環(huán)安裝在滑環(huán)固定管上，變徑接頭連接鋼接頭，鋼接頭下面放置有滾動(dòng)支架，滾動(dòng)支架連接在滑動(dòng)支架上，滾動(dòng)支架可隨鋼接頭轉(zhuǎn)動(dòng)，起導(dǎo)正作用，使鋼接頭保證平行度。
[0009]所述桿體夾持機(jī)構(gòu)通過(guò)固定底板固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上，桿體夾持機(jī)構(gòu)通過(guò)夾持器上的三個(gè)夾持螺釘來(lái)夾持鋁合金鉆桿桿體，三個(gè)夾持螺釘布置在同一平面，等角度排布，半圓夾持器通過(guò)螺栓連接來(lái)抱緊夾持器，半圓夾持器下面通過(guò)螺栓連接固定底板，并可通過(guò)調(diào)整螺栓來(lái)調(diào)整鋁合金鉆桿桿體的高度，與鋼接頭在同一平面。
[0010]所述鋁合金桿體內(nèi)冷卻機(jī)構(gòu)的水箱放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架下面，水泵與水箱連通，水泵從水箱中抽水，通過(guò)進(jìn)水管進(jìn)入雙壁冷卻管的進(jìn)水通道，從進(jìn)水通道的水眼中噴出，噴到鋁合金鉆桿桿體的螺紋區(qū)內(nèi)壁上，雙壁冷卻管的兩端放置橡膠墊用以密封，使水再通過(guò)雙壁冷卻管的排放通道進(jìn)入回水管返回水箱，形成閉式循環(huán)，在水箱中設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)。
[0011]所述鋼接頭外部冷卻機(jī)構(gòu)的潛水泵放置在水箱中，通過(guò)外冷卻水管連接環(huán)形冷卻器，環(huán)形冷卻器內(nèi)壁設(shè)有噴水孔，噴水孔成環(huán)形排布，可對(duì)鋼接頭進(jìn)行360°噴水冷卻，形成循環(huán)；
[0012]所述參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的無(wú)紙記錄儀放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上的固定底板上，參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)通過(guò)傳感器把加熱過(guò)程中的加熱溫度，鋼接頭溫度，鋁合金鉆桿桿體溫度，冷卻液流量，上扣轉(zhuǎn)速，上扣扭矩這些關(guān)鍵參數(shù)采集到無(wú)紙記錄儀中，實(shí)時(shí)檢測(cè)，鋼接頭及鋁合金鉆桿桿體上布置有溫度傳感器。
[0013]本發(fā)明采用熱組裝裝置進(jìn)行鋁合金鉆桿桿體與鋼接頭的組裝。熱組裝時(shí)，先把鋼接頭加熱到一定溫度使其膨脹，隨后在熱狀態(tài)下擰到鋁合金鉆桿桿體上，隨后對(duì)其冷卻，待冷卻后螺紋連接處可獲得一定的預(yù)緊力，滿(mǎn)足鋁合金鉆桿傳遞扭矩和承受載荷的需要。
[0014]本發(fā)明的具體工作過(guò)程是:
[0015]本發(fā)明的鋼接頭加熱機(jī)構(gòu)為鋼接頭加熱到組裝所需的溫度；給進(jìn)機(jī)構(gòu)在鋼接頭加熱到需要的高溫后，帶動(dòng)鋼接頭向鋁合金鉆桿桿體方向前進(jìn)，至鋼接頭前端面與鋁合金鉆桿桿體端面接觸，螺紋嚙合；同時(shí)鋁合金鉆桿桿體內(nèi)冷卻機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，通過(guò)雙壁冷卻管形成閉式循環(huán)，冷卻鋁合金桿體內(nèi)部，防止因接觸高溫的鋼接頭帶來(lái)的溫度升高，導(dǎo)致其材料強(qiáng)度的降低；鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在鋼接頭和鋁合金鉆桿桿體接觸后，使鋼接頭回轉(zhuǎn)，沿著螺紋旋入鋁合金鉆桿桿體，達(dá)到配合端面，形成可靠連接；桿體夾持機(jī)構(gòu)可調(diào)整鋁合金鉆桿桿體的中心高度，使其與鋼接頭在同一平面，并固定鋁合金鉆桿桿體；鋼接頭外部冷卻機(jī)構(gòu)在組裝完成后提供冷卻，使鋼接頭溫度降到室溫；而參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)可以通過(guò)傳感器把整個(gè)過(guò)程中的加熱溫度，冷卻液流量，鋼接頭溫度，鋁合金鉆桿桿體溫度，上扣轉(zhuǎn)速，上扣扭矩這些關(guān)鍵參數(shù)采集到記錄儀中，實(shí)時(shí)檢測(cè)。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]通過(guò)熱組裝方法來(lái)實(shí)現(xiàn)鋁合金鉆桿和鋼接頭的可靠連接，使鋼接頭溫度升高，產(chǎn)生膨脹，同時(shí)在鋁合金管體內(nèi)部降溫，把鋁合金桿體的溫度控制在材料許可的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)兩者的緊固配合，產(chǎn)生預(yù)緊力。本發(fā)明可在同一實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上，僅通過(guò)更換不同材質(zhì)和尺寸的鉆桿桿體和接頭，來(lái)實(shí)現(xiàn)其熱組裝，提高其連接強(qiáng)度和可靠性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的主視圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的俯視圖。
[0020]圖3是本發(fā)明的左視圖。
[0021 ] 圖4是本發(fā)明的立體示意圖。[0022]圖中:1—鋼接頭加熱機(jī)構(gòu)；11—感應(yīng)加熱器；12—加熱線圈；13—鋼接頭；2—給進(jìn)機(jī)構(gòu)；21—手輪；22—絲杠；23—開(kāi)合螺母；24—滑動(dòng)支架；25—絲杠固定板；26—滑塊；27—導(dǎo)軌；3—回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；31—電機(jī)；32—輸出軸鏈輪；33—鏈條；34—傳動(dòng)軸鏈輪；35—軸承座；36一傳動(dòng)軸；37一扭矩傳感器；38—滑環(huán)固定管；39—滑環(huán)；310—變徑接頭；311—滾動(dòng)支架；13—鋼接頭；4一桿體夾持機(jī)構(gòu)；41一招合金鉆桿桿體；42—夾持螺釘；43—夾持器；44一半圓型夾持器；45—固定底板；5—招合金鉆桿桿體內(nèi)冷卻機(jī)構(gòu)；51—7jC箱；52—水泵；53—過(guò)濾網(wǎng)；54—進(jìn)水管；55 —回水管；56—雙壁冷卻管；57—橡膠墊；6—鋼接頭外部冷卻機(jī)構(gòu)；61—潛水泵；62—外冷卻水管；63—環(huán)形冷卻器；7—參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)；71—無(wú)紙記錄儀；72—溫度傳感器；8—實(shí)驗(yàn)臺(tái)架。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明是由鋼接頭加熱機(jī)構(gòu)1、給進(jìn)機(jī)構(gòu)2、鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、桿體夾持機(jī)構(gòu)4、鋁合金鉆桿桿體內(nèi)冷卻機(jī)構(gòu)5、鋼接頭外部冷卻機(jī)構(gòu)6、參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)7和實(shí)驗(yàn)臺(tái)架8組成；
[0024]所述鋼接頭加熱機(jī)構(gòu)I的感應(yīng)加熱器11固定在滑動(dòng)支架24上，感應(yīng)加熱器11與感應(yīng)線圈12連接，感應(yīng)線圈12套裝在鋼接頭13上，可對(duì)鋼接頭13進(jìn)行加熱，加熱后可取出感應(yīng)線圈12 ；
[0025]所述給進(jìn)機(jī)構(gòu)2的手輪21通過(guò)螺紋連接在絲杠22上，絲杠22另一端通過(guò)絲杠固定板25固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上，絲杠22上連接有開(kāi)合螺母23，開(kāi)合螺母23上邊與滑動(dòng)支架24連接，滑塊26固定在滑動(dòng)支架24的下面，滑塊26與導(dǎo)軌27相連，可通過(guò)導(dǎo)軌27做直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌27固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架8上；
[0026]所述鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3固定在滑動(dòng)支架24上，鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的電機(jī)31通過(guò)固定板安裝在滑動(dòng)支架24上，電機(jī)31的輸出軸鏈輪32安裝在電機(jī)31輸出軸上，鏈條33繞設(shè)在輸出軸鏈輪32和傳動(dòng)軸鏈輪34上，傳動(dòng)軸鏈輪34通過(guò)傳動(dòng)軸36及軸承座35固定在位于滑動(dòng)支架24的固定板上，傳動(dòng)軸36連接扭矩傳感器37，再連接滑環(huán)固定管38，滑環(huán)固定管38另一端連接變徑接頭310，并通過(guò)軸承座安裝在位于滑動(dòng)支架24的安裝板上，滑環(huán)39安裝在滑環(huán)固定管38上，變徑接頭310連接鋼接頭13，鋼接頭13下面放置有滾動(dòng)支架311，滾動(dòng)支架311連接在滑動(dòng)支架24上，滾動(dòng)支架311可隨鋼接頭13轉(zhuǎn)動(dòng)，起導(dǎo)正作用，使鋼接頭13保證平行度。
[0027]所述桿體夾持機(jī)構(gòu)4通過(guò)固定底板45固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架8上，桿體夾持機(jī)構(gòu)4通過(guò)夾持器43上的三個(gè)夾持螺釘42來(lái)夾持鋁合金鉆桿桿體41，三個(gè)夾持螺釘42布置在同一平面，等角度排布，半圓夾持器44通過(guò)螺栓連接來(lái)抱緊夾持器43，半圓夾持器44下面通過(guò)螺栓連接固定底板45，并可通過(guò)調(diào)整螺栓來(lái)調(diào)整鋁合金鉆桿桿體41的高度，與鋼接頭13在同
一平面。
[0028]所述鋁合金桿體內(nèi)冷卻機(jī)構(gòu)5的水箱51放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架8下面，水泵52與水箱51連通，水泵52從水箱51中抽水，通過(guò)進(jìn)水管54進(jìn)入雙壁冷卻管56的進(jìn)水通道，從進(jìn)水通道的水眼中噴出，噴到鋁合金鉆桿桿體41的螺紋區(qū)內(nèi)壁上，雙壁冷卻管56的兩端放置橡膠墊57用以密封，使水再通過(guò)雙壁冷卻管56的排放通道進(jìn)入回水管55返回水箱51，形成閉式循環(huán)，在水箱51中設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)53。
[0029]所述鋼接頭外部冷卻機(jī)構(gòu)6的潛水泵61放置在水箱51中，通過(guò)外冷卻水管62連接環(huán)形冷卻器63，環(huán)形冷卻器63內(nèi)壁設(shè)有噴水孔，噴水孔成環(huán)形排布，可對(duì)鋼接頭13進(jìn)行360°噴水冷卻，形成循環(huán)；
[0030]所述參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)7的無(wú)紙記錄儀71放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架8上的固定底板45上，參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)7通過(guò)傳感器把加熱過(guò)程中的加熱溫度，鋼接頭13溫度，鋁合金鉆桿桿體41溫度，冷卻液流量，上扣轉(zhuǎn)速，上扣扭矩這些關(guān)鍵參數(shù)采集到無(wú)紙記錄儀71中，實(shí)時(shí)檢測(cè)，鋼接頭13及鋁合金鉆桿桿體41上布置有溫度傳感器72。
[0031]本發(fā)明的工作過(guò)程是:
[0032]鋼接頭加熱機(jī)構(gòu)I使用感應(yīng)加熱器11，通過(guò)加熱線圈12，把鋼接頭13加熱到所需溫度。
[0033]加熱到所需溫度后，感應(yīng)加熱器11停機(jī)，將加熱線圈12取出，給進(jìn)機(jī)構(gòu)2開(kāi)始工作，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪21，帶動(dòng)絲杠22轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)絲杠22上面的開(kāi)合螺母23帶動(dòng)滑動(dòng)支架24，滑動(dòng)支架24通過(guò)滑塊26在導(dǎo)軌27上做直線運(yùn)動(dòng)，把鋼接頭13向鋁合金鉆桿桿體41靠近，至鋼接頭13前端面與鋁合金鉆桿桿體41端面接觸，螺紋嚙合；絲杠22通過(guò)絲杠固定板25固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架8上。
[0034]同時(shí)鋁合金桿體內(nèi)冷卻機(jī)構(gòu)5啟動(dòng)，通過(guò)雙壁冷卻管56形成閉式循環(huán)，水泵52從水箱51中抽水，通過(guò)進(jìn)水管54進(jìn)入雙壁冷卻管56的進(jìn)水通道，從進(jìn)水通道的水眼中噴出，噴到鋁合金鉆桿桿體41的螺紋區(qū)內(nèi)壁上，雙壁冷卻管56的兩端放置橡膠墊57，用以密封，使水再通過(guò)雙壁冷卻管56的排放通道進(jìn)入回水管55返回水箱51，形成閉式循環(huán)，在水箱51中設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)53,保證水質(zhì)。
[0035]鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3在鋼接頭13和招合金鉆桿桿體41接觸后，電機(jī)31通過(guò)輸出軸鏈輪32，使用鏈條33將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至傳動(dòng)軸鏈輪34，通過(guò)軸承座35，傳動(dòng)軸36，使用變徑接頭310連接鋼接頭13，使其回轉(zhuǎn)，沿著螺紋旋入鋁合金鉆桿桿體41，達(dá)到配合端面，中間另安裝有扭矩傳感器37，用于檢測(cè)上扣扭矩，以及滑環(huán)39，使得鋼接頭13上面的溫度傳感器72在鋼接頭13回轉(zhuǎn)的時(shí)候可以將信號(hào)線傳出，而不會(huì)被纏繞；滑環(huán)39通過(guò)滑環(huán)固定管38 —端連接變徑接頭310，一端和扭矩傳感器37連接，通過(guò)軸承座固定在滑動(dòng)支架24上。鋼接頭13下面放置有滾動(dòng)支架311，可跟隨鋼接頭13轉(zhuǎn)動(dòng)，起到扶正作用，使鋼接頭保持平行度，利于組裝。
[0036]桿體夾持機(jī)構(gòu)4通過(guò)夾持器43上的三個(gè)夾持螺釘42來(lái)夾持鋁合金鉆桿桿體41，通過(guò)半圓型夾持器44來(lái)夾緊夾持器43，半圓夾持器44通過(guò)螺栓連接在固定底板45上，可通過(guò)調(diào)整螺栓來(lái)調(diào)整鋁合金鉆桿桿體的高度，與鋼接頭在同一平面，并通過(guò)固定底板45固定在試驗(yàn)臺(tái)架上。
[0037]鋼接頭外部冷卻機(jī)構(gòu)6在組裝完成后提供冷卻，通過(guò)放置在水箱51 (和內(nèi)冷卻共用)里的潛水泵61，抽取水，水流通過(guò)外冷卻水管62流入環(huán)形冷卻器63，其內(nèi)壁設(shè)有噴水孔，噴水孔成環(huán)形排布，可對(duì)鋼接頭進(jìn)行360°噴水冷卻，冷卻效果好，使鋼接頭溫度降到室溫，形成循環(huán)，此循環(huán)為開(kāi)式循環(huán)，組裝過(guò)程中需要及時(shí)地往水箱中補(bǔ)充水。
[0038]參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)7可以通過(guò)傳感器把加熱過(guò)程中的加熱溫度，鋼接頭13溫度，鋁合金鉆桿桿體41溫度，冷卻液流量，上扣轉(zhuǎn)速，上扣扭矩這些關(guān)鍵參數(shù)采集到無(wú)紙記錄儀71中，實(shí)時(shí)檢測(cè)，鋼接頭13及鋁合金鉆桿桿體41上布置有溫度傳感器72。整個(gè)機(jī)構(gòu)安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架8上，布局緊湊，占用空間小。[0039]本發(fā)明的鋼接頭加熱機(jī)構(gòu)I為鋼接頭13加熱到組裝所需的溫度；給進(jìn)機(jī)構(gòu)2在鋼接頭13加熱到需要的高溫后，帶動(dòng)鋼接頭13向鋁合金鉆桿桿體41方向前進(jìn)，至鋼接頭13前端面與鋁合金鉆桿桿體41端面接觸，螺紋嚙合；同時(shí)鋁合金鉆桿桿體41內(nèi)冷卻機(jī)構(gòu)5啟動(dòng)，通過(guò)雙壁冷卻管形成閉式循環(huán)，冷卻鋁合金桿體內(nèi)部，防止因接觸高溫的鋼接頭帶來(lái)的溫度升高，導(dǎo)致其材料強(qiáng)度的降低；鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3在鋼接頭13和鋁合金鉆桿桿體41接觸后，使鋼接頭13回轉(zhuǎn)，沿著螺紋旋入鋁合金鉆桿桿體41，達(dá)到配合端面，形成可靠連接；桿體夾持機(jī)構(gòu)4可調(diào)整鋁合金鉆桿桿體41的中心高度，使其與鋼接頭13在同一平面，并固定鋁合金鉆桿桿體41 ;鋼接頭外部冷卻機(jī)構(gòu)6在組裝完成后提供冷卻，使鋼接頭13溫度降到室溫；而參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)7可以通過(guò)傳感器把整個(gè)過(guò)程中的加熱溫度，冷卻液流量，鋼接頭13溫度，鋁合金鉆桿桿體41溫度，上扣轉(zhuǎn)速，上扣扭矩這些關(guān)鍵參數(shù)采集到記錄儀中，實(shí)時(shí)檢測(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金鉆桿桿體和鋼接頭連接使用的熱組裝裝置，其特征在于:是由鋼接頭加熱機(jī)構(gòu)(I)、給進(jìn)機(jī)構(gòu)(2 )、鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3 )、桿體夾持機(jī)構(gòu)(4)、鋁合金鉆桿桿體內(nèi)冷卻機(jī)構(gòu)(5)、鋼接頭外部冷卻機(jī)構(gòu)(6)、參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)(7)和實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(8)組成； 所述鋼接頭加熱機(jī)構(gòu)(I)的感應(yīng)加熱器(11)固定在滑動(dòng)支架(24 )上，感應(yīng)加熱器(11)與感應(yīng)線圈(12)連接，感應(yīng)線圈(12)套裝在鋼接頭(13)上，可對(duì)鋼接頭(13)進(jìn)行加熱，力口熱后取出感應(yīng)線圈(12)； 所述給進(jìn)機(jī)構(gòu)(2)的手輪(21)通過(guò)螺紋連接在絲杠(22)上，絲杠(22)另一端通過(guò)絲杠固定板(25 )固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上，絲杠(22 )上連接有開(kāi)合螺母(23 )，開(kāi)合螺母(23 )上邊與滑動(dòng)支架(24)連接，滑塊(26)固定在滑動(dòng)支架(24)的下面，滑塊(26)與導(dǎo)軌(27)相連，可通過(guò)導(dǎo)軌(27)做直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌(27)固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(8)上； 所述鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)固定在滑動(dòng)支架(24)上，鋼接頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的電機(jī)(31)通過(guò)固定板安裝在滑動(dòng)支架(24 )上，電機(jī)(31)的輸出軸鏈輪(32 )安裝在電機(jī)(31)輸出軸上，鏈條(33 )繞設(shè)在輸出軸鏈輪(32 )和傳動(dòng)軸鏈輪(34 )上，傳動(dòng)軸鏈輪(34 )通過(guò)傳動(dòng)軸(36 )及軸承座(35)固定在位于滑動(dòng)支架(24)的固定板上，傳動(dòng)軸(36)連接扭矩傳感器(37)，再連接滑環(huán)固定管(38)，滑環(huán)固定管(38)另一端連接變徑接頭(310)，并通過(guò)軸承座安裝在位于滑動(dòng)支架(24)的安裝板上，滑環(huán)(39)安裝在滑環(huán)固定管(38)上，變徑接頭(310)連接鋼接頭(13)，鋼接頭(13)下面放置有滾動(dòng)支架(311)，滾動(dòng)支架(311)連接在滑動(dòng)支架(24)上，滾動(dòng)支架(311)可隨鋼接頭(13)轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述桿體夾持機(jī)構(gòu)(4 )通過(guò)固定底板(45 )固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(8 )上，桿體夾持機(jī)構(gòu)(4 )通過(guò)夾持器(43)上的三個(gè)夾持螺釘(42)來(lái)夾持鋁合金鉆桿桿體(41)，三個(gè)夾持螺釘(42)布置在同一平面，等角度排布，半圓夾持器(44)通過(guò)螺栓連接來(lái)抱緊夾持器(43)，半圓夾持器(44)下面通過(guò)螺栓連接固定底板(45)，并可通過(guò)調(diào)整螺栓來(lái)調(diào)整鋁合金鉆桿桿體(41)的高度，與鋼接頭(13)在同一平面； 所述鋁合金桿體內(nèi)冷卻機(jī)構(gòu)(5)的水箱(51)放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(8)下面，水泵(52)與水箱(51)連通，水泵(52 )從水箱(51)中抽水，通過(guò)進(jìn)水管(54 )進(jìn)入雙壁冷卻管(56 )的進(jìn)水通道，從進(jìn)水通道的水眼中噴出，噴到鋁合金鉆桿桿體(41)的螺紋區(qū)內(nèi)壁上，雙壁冷卻管(56)的兩端放置橡膠墊(57)用以密封，使水再通過(guò)雙壁冷卻管(56)的排放通道進(jìn)入回水管(55)返回水箱(51)，形成閉式循環(huán)，在水箱(51)中設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)(53)； 所述鋼接頭外部冷卻機(jī)構(gòu)(6)的潛水泵(61)放置在水箱(51)中，通過(guò)外冷卻水管(62)連接環(huán)形冷卻器(63)，環(huán)形冷卻器(63)內(nèi)壁設(shè)有噴水孔，噴水孔成環(huán)形排布，可對(duì)鋼接頭(13)進(jìn)行360°噴水冷卻，形成循環(huán)； 所述參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)(7)的無(wú)紙記錄儀(71)放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(8)上的固定底板(45)上，參數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)(7)通過(guò)傳感器把加熱過(guò)程中的加熱溫度，鋼接頭(13)溫度，鋁合金鉆桿桿體(41)溫度，冷卻液流量，上扣轉(zhuǎn)速，上扣扭矩采集到無(wú)紙記錄儀(71)中，鋼接頭(13)及鋁合金鉆桿桿體(41)上布置有溫度傳感器(72)。
【文檔編號(hào)】E21B19/16GK103643907SQ201310705125
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】孫友宏, 毛建設(shè), 王曉峰, 劉寶昌, 范曉鵬, 薛軍, 高科, 郭威 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)