一种石油无磁电阻率钻铤的腔体加工装置及其加工方法与流程

1.本发明涉及钻铤加工技术领域，特别涉及一种石油无磁电阻率钻铤的腔体加工装置及其加工方法。


背景技术：

2.钻铤处在钻柱的最下部，是下部钻具组合的主要组成部分，其主要特点是壁厚大(一般为三十八到五三毫米，相当于钻杆壁厚的四到六倍)，具有较大的重力和刚度，为了方便起下钻工作，可以在钻铤的内螺纹的外表面加工吊卡槽和卡瓦槽。
3.无磁钢也叫无磁性钢和非磁性钢，实际上指没有铁磁性而不能被磁化的钢，其中无磁电阻率钻铤就是采用无磁钢制作而成，钻铤在生产后，需要利用打磨装置对腔体的内壁进行打磨。
4.现有的钻铤由于体积较大，在打磨时通常采用大型机床对腔体的内壁进行打磨，但是大型机床的泛用性较低，占地空间较大，造价成本高昂，不便于小型的钻铤生产工厂采用，也有一些小型工厂采取人工的方式进行打磨，但是钻铤较大的体积会影响打磨效率，加大了工人的劳动强度。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种石油无磁电阻率钻铤的腔体加工装置及其加工方法，具有占地空间小、结构简单、成本低廉和降低工人劳动强度等的优点。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
7.一种石油无磁电阻率钻铤的腔体加工装置，包括：
8.底座，所述底座上设有用于固定钻铤的固定机构，所述固定机构上设有锁死机构；
9.设于所述底座表面上的驱动机构、与所述驱动机构相互配合用于钻铤腔体打磨的打磨组件、以及用于增加打磨组件工作时稳定性的稳定机构；
10.所述驱动机构包括：设于所述底座表面的安装架、设于所述安装架上的固定箱、设于所述固定箱内部的驱动电机、以及设于所述驱动电机输出轴上的传动轴；
11.所述打磨组件包括：设于所述传动轴另一端的传动块、固定于所述传动块内壁的固定架、与所述固定架转动连接的螺纹丝杆、螺纹连接于所述螺纹丝杆外表面的丝杆套、设于所述丝杆套的外表面并延伸至所述传动块外部的移动套筒、以及设于所述移动套筒另一端的打磨头；
12.所述稳定机构包括：固定套设于所述传动轴外表面的轴承套、设于所述轴承套四周的电动伸缩杆、设于所述电动伸缩杆输出端的固定板、以及设于所述固定板外侧的滚轮组。
13.实现上述技术方案，利用固定机构可以将钻铤本体进行放置并支撑，然后利用锁死机构可以将固定机构锁死，从而利用固定机构将钻铤本体进行固定，方便后续对钻铤进行腔体打磨，利用驱动机构可以控制打磨组件工作，当打磨组件伸入至钻铤的内腔时，即可
实现钻铤的内壁打磨，而利用稳定机构的设置，可以保持打磨组件工作时的稳定性，使打磨组件不会轻易发生晃动，影响打磨精度。
14.驱动电机工作时就会带动传动轴转动，当传动轴转动时带动打磨组件转动，从而利用打磨组件对钻铤的内壁进行打磨，螺纹丝杆转动时就会通过螺纹带动丝杆套移动，当丝杆套移动时就会带动移动套筒移动，从而使打磨头移动，使打磨组件可以根据不同钻铤的内壁尺寸进行适应性调节，使打磨组件的适用范围更广，电动伸缩杆工作时就会带动固定板移动，从而使滚轮组贴合在钻铤内壁上，即可防止传动轴转动时轴承套跟随其同步转动，并通过电动伸缩杆、固定板和滚轮组对轴承套进行支撑，从而对传动轴进行支撑，使较长的传动轴在转动时可以增加稳定性，防止位于传动轴另一端的打磨组件因晃动出现打磨偏差。
15.作为本发明的一种优选方案，所述底座的表面横向设置有滑轨，所述滑轨设置有两组，两组所述滑轨之间可滑动地设有与所述安装架固定连接的滑动块。
16.实现上述技术方案，滑轨和滑动块可以使安装架具有移动的能力，当操作人员推动安装架时，即可带动传动轴另一端的打磨组件伸入钻铤的内部，从而钻铤的内壁打磨。
17.作为本发明的一种优选方案，所述电动伸缩杆设有多组，每组所述电动伸缩杆呈环形分布在所述轴承套外表面。
18.实现上述技术方案，环形设置的电动伸缩杆可以进一步增加对轴承套的支撑，增加传动轴转动时的稳定性。
19.作为本发明的一种优选方案，所述电动伸缩杆的两侧均设有与所述轴承套固定连接的滑套，所述固定板底部的两侧设有与所述滑套滑动连接的滑杆。
20.实现上述技术方案，滑套可以使滑杆在其内部滑动，从而对固定板的移动进行限位，且在防止轴承套转动时提供一定的刚性。
21.作为本发明的一种优选方案，所述螺纹丝杆的另一端固定连接有第一锥齿轮，所述传动块的内部可转动地设有与所述第一锥齿轮啮合连接的第二锥齿轮。
22.实现上述技术方案，第二锥齿轮转动时就会带动第一锥齿轮转动，当第一锥齿轮转动时就会带动螺纹丝杆转动，从而控制打磨头的移动。
23.作为本发明的一种优选方案，所述传动块的后侧固定连接有传动室，所述传动室的内部设有伺服电机，所述伺服电机的输出轴通过传动杆与所述第二锥齿轮固定连接。
24.实现上述技术方案，伺服电机工作时即可通过传动杆带动第二锥齿轮转动，可以实现自动化控制，降低了操作难度。
25.作为本发明的一种优选方案，所述移动套筒的两侧均固定连接有滑条，所述传动块的表面开设有与所述滑条滑动连接的滑槽，所述移动套筒的另一端固定连接有螺纹柱，所述打磨头的一侧设有与所述螺纹柱螺纹连接的螺纹套。
26.实现上述技术方案，由于滑槽与滑条滑动连接，从而可以防止丝杆套跟随螺纹丝杆同步转动，起到限位的作用。
27.作为本发明的一种优选方案，所述传动轴通过多个连接组件拼接而成，所述连接组件包括：设于所述传动轴一端的插头、设于所述传动轴另一端并与所述插头相互卡合的插槽、固定套设于传动轴一端的连接套、设于所述连接套上用于固定另一组传动轴的固定螺栓、设于所述插头外表面的限位条、以及设于所述插槽内壁并与所述限位条滑动连接的
限位槽。
28.实现上述技术方案，由于传动轴通过多个连接组件拼接而成，使传动轴可以采用多个连接组件延长长度，可以根据钻铤的长度进行适应性调节，提高了实用性。
29.插头可以插入至插槽的内部，插入后传动轴的一端则会位于连接套内部，然后通过固定螺栓即可将两个传动轴拼接，利用限位条和限位槽可以起到初步定位的作用
30.作为本发明的一种优选方案，所述固定机构包括：设于所述底座上的下支撑架、设于所述下支撑架另一端的上支撑架、设于所述下支撑架与所述上支撑架内壁的橡胶抵触块设于所述上支撑架一侧的插杆、以及设于所述下支撑架一侧用于卡合插杆的限位套，所述锁死机构包括：设于所述插杆底部内腔的传动腔、设于所述传动腔内腔底部的隔板、设于所述隔板两侧的滑杆架、与所述滑杆架滑动连接的滑板、设于所述滑板外侧的固定杆、设于所述固定杆另一端的卡块、设于所述滑板内侧并与所述隔板固定连接的复位弹簧、与所述滑板固定连接的连接杆、以及设于所述连接杆底部的手柄。
31.实现上述技术方案，钻铤可以放置在下支撑架上，然后转动上支撑架，将钻铤盖住，并通过橡胶抵触块对钻铤的内壁进行抵触，并使插杆插入至限位套的内部，当插杆插入限位套的内部时，卡块的外侧就会被限位套的内壁抵触，从而使卡块进入至传动腔的内部，当插杆的底端完全贯穿限位套时，卡块因抵触力的消失，则会通过复位弹簧的弹性形变进行复位，从而使卡块的顶部对限位套的底部进行抵触，从而完成锁死动作，操作简单，使用方便，操作人员拉动手柄相互靠近时，即可带动卡块从新进入传动腔的内部，即可解除锁死，从而将加工完成后的钻铤取出。
32.一种石油无磁电阻率钻铤腔体的加工方法，包括以下步骤：s1，固定钻铤：利用固定机构和锁死机构将钻铤本体进行固定；
33.s2，调节打磨组件：利用伺服电机的工作调节打磨头的位置，使打磨头可以刚好贴合钻铤的内壁；
34.s3，腔体打磨：工人启动驱动电机并推动安装架移动，使打磨组件转动进入钻铤的内腔进行打磨工作。
35.综上所述，本发明具有如下有益效果：
36.本发明实施例通过提供一种石油无磁电阻率钻铤的腔体加工装置及其加工方法，通过固定机构可以将钻铤本体进行放置并支撑，然后利用锁死机构可以将固定机构锁死，从而利用固定机构将钻铤本体进行固定，方便后续对钻铤进行腔体打磨，利用驱动机构可以控制打磨组件工作，当打磨组件伸入至钻铤的内腔时，即可实现钻铤的内壁打磨，而利用稳定机构的设置，可以保持打磨组件工作时的稳定性，使打磨组件不会轻易发生晃动，影响打磨精度，该装置通过多个不同的机构和组件组成，从而结构简单，使用方便，生产成本低廉，便于小型工厂的普遍使用，且大大降低了工人的劳动强度，提高了钻铤的加工效率。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本发明的结构正视剖面示意图。
39.图2为本发明下支撑架和上支撑架的结构侧视示意图。
40.图3为本发明打磨组件的结构侧视剖面示意图。
41.图4为本发明传动轴连接处的结构剖面示意图。
42.图5为本发明图2中b处的结构放大示意图。
43.图6为本发明图1中a处的结构放大示意图。
44.图中数字和字母所表示的相应部件名称：
45.1、底座；11、下支撑架；12、上支撑架；13、橡胶抵触块；14、插杆；15、限位套；16、滑轨；17、滑动块；2、安装架；21、固定箱；22、驱动电机；23、传动轴；24、轴承套；25、电动伸缩杆；26、固定板；27、滚轮组；28、滑套；29、滑杆；3、传动块；31、螺纹丝杆；32、丝杆套；33、移动套筒；34、打磨头；35、第一锥齿轮；36、第二锥齿轮；37、固定架；38、传动室；39、伺服电机；4、滑条；41、滑槽；42、螺纹柱；43、螺纹套；5、插头；51、插槽；52、连接套；53、固定螺栓；54、限位条；55、限位槽；6、传动腔；61、隔板；62、滑杆架；63、滑板；64、固定杆；65、卡块；66、复位弹簧；67、连接杆；68、手柄。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.实施例
48.一种石油无磁电阻率钻铤的腔体加工装置，如图1至图6，包括：底座1，底座1上设有用于固定钻铤的固定机构，固定机构上设有锁死机构；设于底座1表面上的驱动机构、与驱动机构相互配合用于钻铤腔体打磨的打磨组件、以及用于增加打磨组件工作时稳定性的稳定机构；驱动机构包括：设于底座1表面的安装架2、设于安装架2上的固定箱21、设于固定箱21内部的驱动电机22、以及设于驱动电机22输出轴上的传动轴23；打磨组件包括：设于传动轴23另一端的传动块3、固定于传动块3内壁的固定架37、与固定架37转动连接的螺纹丝杆31、螺纹连接于螺纹丝杆31外表面的丝杆套32、设于丝杆套32的外表面并延伸至传动块3外部的移动套筒33、以及设于移动套筒33另一端的打磨头34；稳定机构包括：固定套设于传动轴23外表面的轴承套24、设于轴承套24四周的电动伸缩杆25、设于电动伸缩杆25输出端的固定板26、以及设于固定板26外侧的滚轮组27。
49.具体的，利用固定机构可以将钻铤本体进行放置并支撑，然后利用锁死机构可以将固定机构锁死，从而利用固定机构将钻铤本体进行固定，方便后续对钻铤进行腔体打磨，利用驱动机构可以控制打磨组件工作，当打磨组件伸入至钻铤的内腔时，即可实现钻铤的内壁打磨，而利用稳定机构的设置，可以保持打磨组件工作时的稳定性，使打磨组件不会轻易发生晃动，影响打磨精度。
50.驱动电机22工作时就会带动传动轴23转动，当传动轴23转动时带动打磨组件转动，从而利用打磨组件对钻铤的内壁进行打磨，螺纹丝杆31转动时就会通过螺纹带动丝杆套32移动，当丝杆套32移动时就会带动移动套筒33移动，从而使打磨头34移动，使打磨组件
可以根据不同钻铤的内壁尺寸进行适应性调节，使打磨组件的适用范围更广，电动伸缩杆25工作时就会带动固定板26移动，从而使滚轮组27贴合在钻铤内壁上，即可防止传动轴23转动时轴承套24跟随其同步转动，并通过电动伸缩杆25、固定板26和滚轮组27对轴承套24进行支撑，从而对传动轴23进行支撑，使较长的传动轴23在转动时可以增加稳定性，防止位于传动轴23另一端的打磨组件因晃动出现打磨偏差。
51.底座1的表面横向设置有滑轨16，滑轨16设置有两组，两组滑轨16之间可滑动地设有与安装架2固定连接的滑动块17。
52.滑轨16和滑动块17可以使安装架2具有移动的能力，当操作人员推动安装架2时，即可带动传动轴23另一端的打磨组件伸入钻铤的内部，从而钻铤的内壁打磨。
53.电动伸缩杆25设有多组，每组电动伸缩杆25呈环形分布在轴承套24外表面。
54.环形设置的电动伸缩杆25可以进一步增加对轴承套24的支撑，增加传动轴23转动时的稳定性。
55.电动伸缩杆25的两侧均设有与轴承套24固定连接的滑套28，固定板26底部的两侧设有与滑套28滑动连接的滑杆29。
56.滑套28可以使滑杆29在其内部滑动，从而对固定板26的移动进行限位，且在防止轴承套24转动时提供一定的刚性。
57.螺纹丝杆31的另一端固定连接有第一锥齿轮35，传动块3的内部可转动地设有与第一锥齿轮35啮合连接的第二锥齿轮36。
58.第二锥齿轮36转动时就会带动第一锥齿轮35转动，当第一锥齿轮35转动时就会带动螺纹丝杆31转动，从而控制打磨头34的移动。
59.传动块3的后侧固定连接有传动室38，传动室38的内部设有伺服电机39，伺服电机39的输出轴通过传动杆与第二锥齿轮36固定连接。
60.伺服电机39工作时即可通过传动杆带动第二锥齿轮36转动，可以实现自动化控制，降低了操作难度。
61.移动套筒33的两侧均固定连接有滑条4，传动块3的表面开设有与滑条4滑动连接的滑槽41，移动套筒33的另一端固定连接有螺纹柱42，打磨头34的一侧设有与螺纹柱42螺纹连接的螺纹套43。
62.由于滑槽41与滑条4滑动连接，从而可以防止丝杆套32跟随螺纹丝杆31同步转动，起到限位的作用。
63.传动轴23通过多个连接组件拼接而成，连接组件包括：设于传动轴23一端的插头5、设于传动轴23另一端并与插头5相互卡合的插槽51、固定套设于传动轴23一端的连接套52、设于连接套52上用于固定另一组传动轴23的固定螺栓53、设于插头5外表面的限位条54、以及设于插槽51内壁并与限位条54滑动连接的限位槽55。
64.由于传动轴23通过多个连接组件拼接而成，使传动轴23可以采用多个连接组件延长长度，可以根据钻铤的长度进行适应性调节，提高了实用性。
65.插头5可以插入至插槽51的内部，插入后传动轴23的一端则会位于连接套52内部，然后通过固定螺栓53即可将两个传动轴23拼接，利用限位条54和限位槽55可以起到初步定位的作用
66.固定机构包括：设于底座1上的下支撑架11、设于下支撑架11另一端的上支撑架
12、设于下支撑架11与上支撑架12内壁的橡胶抵触块13设于上支撑架12一侧的插杆14、以及设于下支撑架11一侧用于卡合插杆14的限位套15，锁死机构包括：设于插杆14底部内腔的传动腔6、设于传动腔6内腔底部的隔板61、设于隔板61两侧的滑杆架62、与滑杆架62滑动连接的滑板63、设于滑板63外侧的固定杆64、设于固定杆64另一端的卡块65、设于滑板63内侧并与隔板61固定连接的复位弹簧66、与滑板63固定连接的连接杆67、以及设于连接杆67底部的手柄68。
67.钻铤可以放置在下支撑架11上，然后转动上支撑架12，将钻铤盖住，并通过橡胶抵触块13对钻铤的内壁进行抵触，并使插杆14插入至限位套15的内部，当插杆14插入限位套15的内部时，卡块65的外侧就会被限位套15的内壁抵触，从而使卡块65进入至传动腔6的内部，当插杆14的底端完全贯穿限位套15时，卡块65因抵触力的消失，则会通过复位弹簧66的弹性形变进行复位，从而使卡块65的顶部对限位套15的底部进行抵触，从而完成锁死动作，操作简单，使用方便，操作人员拉动手柄68相互靠近时，即可带动卡块65从新进入传动腔6的内部，即可解除锁死，从而将加工完成后的钻铤取出。
68.一种石油无磁电阻率钻铤腔体的加工方法，包括以下步骤：s1，固定钻铤：利用固定机构和锁死机构将钻铤本体进行固定；s2，调节打磨组件：利用伺服电机39的工作调节打磨头34的位置，使打磨头34可以刚好贴合钻铤的内壁；s3，腔体打磨：工人启动驱动电机22并推动安装架2移动，使打磨组件转动进入钻铤的内腔进行打磨工作。
69.工作原理，首先将钻铤本体放置在下支撑架11内，然后转动上支撑架12，使上支撑架12覆盖在钻铤的表面，并使插杆14插入至限位套15的内部，当插杆14插入限位套15的内部时，卡块65的外侧就会被限位套15的内壁抵触，从而使卡块65进入至传动腔6的内部，当插杆14的底端完全贯穿限位套15时，卡块65因抵触力的消失，则会通过复位弹簧66的弹性形变进行复位，从而使卡块65的顶部对限位套15的底部进行抵触，从而完成锁死动作，然后启动伺服电机39，当伺服电机39工作时就会带动第二锥齿轮36转动，第二锥齿轮36转动时就会带动第一锥齿轮35转动，当第一锥齿轮35转动时就会带动螺纹丝杆31转动，螺纹丝杆31转动时就会通过螺纹带动丝杆套32移动，当丝杆套32移动时就会带动移动套筒33移动，从而使打磨头34移动，使打磨组件可以根据不同钻铤的内壁尺寸进行适应性调节，然后启动电动伸缩杆25，使滚轮组27刚好可以进入钻铤的内腔并与钻铤的内壁贴合，然后启动驱动电机22，当驱动电机22工作时就会带动传动轴23转动，当传动轴23转动时就会带动传动块3转动，当传动块3转动时即可利用打磨头34对钻铤的内壁进行打磨。
70.综上，本发明具有如下有益效果：
71.本发明实施例通过提供一种石油无磁电阻率钻铤的腔体加工装置及其加工方法，通过固定机构可以将钻铤本体进行放置并支撑，然后利用锁死机构可以将固定机构锁死，从而利用固定机构将钻铤本体进行固定，方便后续对钻铤进行腔体打磨，利用驱动机构可以控制打磨组件工作，当打磨组件伸入至钻铤的内腔时，即可实现钻铤的内壁打磨，而利用稳定机构的设置，可以保持打磨组件工作时的稳定性，使打磨组件不会轻易发生晃动，影响打磨精度，该装置通过多个不同的机构和组件组成，从而结构简单，使用方便，生产成本低廉，便于小型工厂的普遍使用，且大大降低了工人的劳动强度，提高了钻铤的加工效率。
72.所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一
般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。