空心抽油桿螺紋加工數控車床的改造

2015-12-27 03:23:34張朋舉朱林徐先靜劉斌張仙文

中國設備工程 2015年2期

張朋舉朱林徐先靜劉斌張仙文

（1.中國石油吐哈油田分公司機械廠；2.中國石油吐哈油田分公司吐魯番采油廠，新疆鄯善 838202）

空心抽油桿螺紋加工數控車床的改造

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（1.中國石油吐哈油田分公司機械廠；2.中國石油吐哈油田分公司吐魯番采油廠，新疆鄯善 838202）

將經濟型數控機床改造成空心抽油桿螺紋加工機床，改造后應用效果良好，滿足了生產工藝需要。

空心抽油桿；螺紋加工；數控車床；改造

近年來，隨著邊際油田的規模性開發，空心抽油桿因其可通過特有的獨立通道向井內注入熱蒸汽、熱水或熱油、降黏劑和防腐劑，能有效地降低開采難度、增加分層開采計量層數，極大地豐富了注采工藝。而這種應用也推動了空心抽油桿制造工藝的持續優化。傳統的摩擦焊接式空心抽油桿的加工方法，已不能適應深井、超深井的工況條件。空心抽油桿的加工逐漸向整體鐓鍛、整體熱處理、整體螺紋加工的方向發展。由于加工工藝的改變，相應的加工設備也隨之發生變化。在所有的工序中，空心抽油桿的螺紋加工是重要工序。傳統的摩擦焊接式空心抽油桿，為獨立加工方式，接箍端使用鉆床加工；外螺紋端使用滾壓方式加工。鐓鍛式空心抽油桿需進行軸向螺紋加工，輔助機床配合使用。為了保證螺紋加工質量，相關的設備都需要進行改變。

一、空心抽油桿螺紋形式

根據SY/T 5550-2012標準的規定，空心抽油桿外螺紋結構如圖1所示，內螺紋結構如圖2所示。

空心抽油桿的螺紋和實心抽油桿的螺紋參數一致，均為10牙/in，牙型符合ASME B1.1-89要求。公差和間隙為2A-2B級。外螺紋設計牙型是UNR型，其牙根部為圓弧。內螺紋牙型是UN型，牙根部為平底形，平根寬度（0.25×螺距）以外的牙根部形狀可以帶圓弧。

二、鐓鍛式空心抽油桿機床改造設計

為了實現空心抽油桿的螺紋高效加工,經調研決定，以經濟機床為基礎，從機械裝置、電氣裝置、輔助裝置3個方面進行改造，選定的機床型號為CAK6150P型號車床。

圖1 空心抽油桿桿頭外螺紋結構

圖2 空心抽油桿接箍內螺紋結構

1.機械裝置

CAK6150P型號車床的基本參數如表1所示。將手動卡盤改為氣動，卡盤參數如表2所示。其尾部利用原有尾臺，增加氣動裝置安裝絲錐（圖3），用于內螺紋加工。利用原車床尾臺，在頭部增加絲錐安裝孔，形成加工頭，依靠汽缸移動，推進絲錐工作。將圖3中安裝絲錐的部分，更換為滾絲輪（圖4），用于外螺紋加工，其工作方式與內螺紋的工作方式類似。

2.電氣裝置

原車床采用FANUC系統，保證機床的基本使用功能。增加機械部件之后，需要增加自動控制部件。采用西門子S7200PLC系統，同時選用必要的電氣傳感裝置與PLC系統配合，其工作邏輯原理如圖5所示。