石油管生產線用通徑機輔機

馬永剛 楊樹松 陳勇 惠巍

摘 要：結合一種通徑機輔機的結構形式介紹了這種全自動石油管生產線專用配套的全長通徑機，其主要特點在于可實現PLC程序控制，結構簡單、占地面積小、大管徑更有優勢，安全系數更高；設備大大提高工作節奏，減少沖擊、降低噪音；經過十幾套的使用、改進，已經完全能適應石油管線的應用。

關鍵詞：氣動 油套管 鋼管通徑 通徑機

中圖分類號：TP315 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0107-02

在石油開采中，油井需要鉆幾百米甚至幾千米，對地下油層及油井的檢測信息都需要從油套管中獲取，所有的檢測儀器也都要從油套管下到油層，所以石油用油套管的直線度及圓度就顯得特別重要；為了石油工業的的低成本、高效率，必須把不符合工藝的鋼管提前報廢。氣動通徑是油套管生產對鋼管內徑檢查最重要的手段；根據API-5CT標準要求，需對鋼管全長進行通徑試驗。本通徑機輔機就是對油套管進行通徑試驗的輔助設備。目前國內氣動通徑機的操作主要還是以人工操作為主，這項工作要靠人工扶通徑壓頭帶高壓氣管，小管徑的通徑壓頭比較輕，還可以接受，如果生產大管徑的通徑壓頭重約20多kg，根本無法長時間工作；還有就是安全性，如果遇到不合格的鋼管，通徑棒卡死，氣壓將對通徑壓頭產生很大反作用力，將人推到在地，很不安全；再有就是自動化程度低，勞動強度極大，氣動通徑時管的另一端粉塵比較大，污染環境較為嚴重。本通徑機輔機及控制系統成功解決了以往氣動通徑機的諸多技術難點，以其自動化程度高、環保安全等諸多先進技術為石油管生產配套服務。

1 設備主機結構（如圖1）

氣動鋼管通徑機輔機，其結構主要包括：底板、機座、絲杠、蝸桿升降機、機架、導向柱、導向桿、推進氣缸、密封壓盤等，機座位于底板之上，靠壓板及墊板固定，側向移動靠絲杠進行調節，每次調節完成以后壓緊壓板，以后基本不需要任何調整。

機架是一個可以上下活動的結構，整體靠蝸桿升降機定位，然后鎖死位置，只有生產線鋼管規格改變時需要重新調整位置，機架兩端的導向套連接在導向柱上，可以沿著導向柱上下移動；機架中心上方有一個同導向柱垂直的導向套，在機架設計加工時必須保證機架兩端的導向套中心同機架上方的導向套中心垂直。

氣缸通過中心鉸軸耳座固定在機架上，另一端桿端頭通過銷軸同密封壓盤中心下方氣缸單耳座連接。

密封壓盤固定在導向桿的端頭，密封橡膠墊靠壓環貼在擋盤上，另外氣缸單耳座焊接在擋盤中心的下方，同氣缸桿頭相連接，整個密封壓頭可以在氣缸的作用下，沿著導向套向前推進或后退。

導向柱靠導向柱支座安裝在機座上，導向柱為兩只，目的是為機架及密封壓頭導向，保證密封壓頭始終處于機架中心，兩導向柱靠上方的連接板固定位置，并用墊板及圓螺母將連接板壓緊。

2 工作原理

氣動鋼管通徑機的原理就是利用通徑棒對鋼管的內孔形狀和尺寸誤差以及縱向直度進行檢查。其檢查方法是將相應直徑的檢驗塞頭插入被試鋼管內孔中，檢驗塞頭順利通過者為合格，若塞頭通行受阻，則為不合格。通徑棒的直徑大小與長度尺寸與檢驗的鋼管品種相匹配，并符合API管材標準。

鋼管通徑機工藝流程包括：送料機構將油套管送至通徑工位→夾緊裝置夾緊油套管→機械裝置放入通徑棒→密封壓頭伸向管端→電磁閥接通高壓空氣→檢驗是否合格→夾緊裝置松開→送料機構將油套管送出，一個通徑流程結束。

3 設備參數

適用鋼管直徑 φ60～340 mm

通徑速度 30 s

氣源氣壓 0.6～0.8 MPa

通徑模式 機械步進

工作模式 全長通徑

流程標準 API標準

上下料機構 多點電動步進式

4 主要功能及特點

（1）整個系統控制及工作全部以氣體為動力源。（2）工業控制計算機+PLC”構成分布測控系統，系統運行不僅安全可靠，而且擴展調整靈活方便。（3）同以往設備相比，大管徑更有優勢，安全系數更高。（4）與機械通徑相比較，經濟環保、效率高、占地面積減小一半。（5）設備適應管徑范圍大，管徑改變時，只需做高度調整。（6）設備大大提高工作節奏，減少沖擊、降低噪音。

5 現場應用

本裝置是我公司長期設計建造油套管生產線及專業設備多年的經驗研制的，結合2007年設計的管端通徑機、全長人工通徑機的結構及現場應用情況，研制了此新型通徑機；2008年12月份，生產了兩套應用在陜西延長石油材料公司的二期油套管項目，共兩套生產線：Φ73 m油管，Φ140 m套管；應用效果非常好，占地面積小，噪音低，維護方便，安全可靠，得到了甲方的充分認可。并對本廠2006年建造的Φ140 m套管生產線人工通徑工位進行了改造。隨后2009年的三期兩條油管生產線也均配套此產品，得到甲方好評。本裝置2011年配套于泰豐鋼業Φ140～Φ340 m油套管生產線兩套，在大管徑鋼管的全自動通徑上更發揮了優越的性能。截至2012年底本產品共應用于國內各種規格油套管生產線13套，設備使用情況得到很高評價。

參考文獻

[1] 解慶，馬永剛.油套管生產線設計[J].石油礦場機械，2010，39（9）：45-48.

[2] 甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司.油套管生產線專用通徑機輔機.中國：201220113408.6[P].2012-10-03.

[3] 甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司.新型鋼繩氣動通徑機.中國：201220 118266.2[P].2012-10-03.

[4] 衛凌云.鋼管通徑機探討[J].制造工程設計，（2006）04-0095-02：95-96.

[5] 北京卓川電子科技有限公司. http：//b2b.c-ps.net/1841942_detail.html.（2012-10-26）[2012-12-26].

[6] 隋健.氣動鋼管通徑機的設計與應用[J].液壓與氣動，2007（3）：36-38.