專利名稱：油井套管修復方法及數(shù)控修復機床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種油田設施的現(xiàn)場維修方法，尤其是油井套管的修復方法，還涉及用于該修復方法的數(shù)控修復機床。
背景技術：
在采油過程中，油井套管靠近地面的管口部分由于氧化作用和雨水的浸蝕及其它原因往往容易損壞。導致油井不能使用。出現(xiàn)這種情況，以往采取的方法有兩種一是將油井填埋過早報廢，這樣會造成很大的浪費；二是采用手持砂輪機將損壞部分切割，再重新焊接好管口，進行修復。后一種方法雖然節(jié)約資源，簡單易行，但現(xiàn)場焊接會出現(xiàn)明火和高溫，很不安全，又會造成套管變形，降低精度和強度影響使用效果使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種安全可靠、保證質量、經(jīng)濟適用的油井套管修復方法，同時提供一種用于該方法的數(shù)控修復機床。
本發(fā)明的技術方案是油井套管修復方法是利用數(shù)控修復機床，在油井現(xiàn)場，對損壞的套管管口部分進行切割和套管螺紋的機械加工，然后將經(jīng)過修整或更換的管口再與套管螺紋連接，以滿足使用要求，具體操作步驟如下(1)清理油井套管的周圍積泥，使套管管口部分露出地面，并夯實地面，拆除管道機頭；(2)放置調(diào)整墊板，利用其定位孔與外套管初步定位，并初步調(diào)整好水平；(3)吊裝機床，將機床放在調(diào)整墊板上，油井套管穿入機床垂直通孔，并固定好套管中的采油桿；
(4)在吊車輔助作用下，調(diào)整機床位置，使機床刀架旋轉中心線與套管中心線同軸，然后用機床底座上的夾緊機構夾緊套管，旋緊調(diào)整墊板上的支承螺釘，最后撤離吊車，并鎖緊所有支承螺釘；(5)按現(xiàn)場加工要求，設定好機床刀架的Z向運動、X向運動和Z向旋轉運動的數(shù)控程序，由該程序分別控制三只電機的啟停和轉速，驅動刀架和刀頭的運動，實現(xiàn)對套管的修復加工；(6)松開夾具，吊移機床，取走調(diào)整墊板，安裝好管口部分，達到使用要求。
上述方法中，機床吊裝初步到位后，將帶有磁性表架的百分表吸附于刀架上，百分表測量頭接觸套管內(nèi)壁，轉動刀架，并分別調(diào)整夾緊機構中不同方向的夾緊塊和調(diào)整墊板上的支承螺釘，以校調(diào)刀架旋轉中心線與套管中心線的同軸度；當百分表旋轉一周讀數(shù)變化不超過0.1mm時，隨即鎖緊夾緊機構和墊板上的支承螺釘。
專用于上述方法的數(shù)控修復機床，主要由底座、立柱、裝在底座上的夾緊機構、設在立柱一側的機加工部分和設在立柱內(nèi)腔中的電控部分組成，底座與機加工部分有同軸線的垂直通孔，底座下方有調(diào)整墊板，所述機加工部分包括與立柱相連的Z向進給機構，與Z向進給機構中垂直導軌相連的設有齒輪傳動副的主軸箱以及與主軸睛端相連的X向進給機構，X向進給機構中設有裝夾刀頭的刀架，所述電控部分分別與主軸箱、Z向和X向進給機構中的三只電機相連接，其中與X向進給機構電機的連接裝置為旋轉導電裝置，所述立柱上設有主軸箱的配重裝置。
所述夾緊機構為周向均布的三組螺旋夾緊機構；所述Z向進給機構中含有固定于立柱一側的矩形導軌和與導軌平行的滾珠絲杠副；所述X向進給機構中設有固定于主軸下端的平旋盤，所述刀架設在滑動于平旋盤導軌上的X向拖板上；X向拖板與滾珠絲杠副及同步帶輪傳動機構相連；所述調(diào)整墊板上設有支承螺釘，支承螺釘頂部有支承塊，兩者接觸處為球面，支承螺釘下部有鎖緊螺母。
采用本發(fā)明的數(shù)控修復機床對油井套管進行修復，具有如下顯著優(yōu)點1、可現(xiàn)場進行油井套管的切斷、倒角、外圓面、錐面以及各種類型的套管螺紋的加工，適應性廣，修復方便、快捷，采用數(shù)控技術，操作簡單，加工精度高；2、機械加工，不會產(chǎn)生明火，限制高溫，既消除維修中的安全隱患，又避免套管產(chǎn)生變形，能保證質量；3、修復后的套管管口螺紋在原套管上加工而成，連接強度好，剛度高，可延長套管使用壽命，提高經(jīng)濟實用性。


圖1為本發(fā)明的數(shù)控修復機床結構示意圖(去掉兩組夾緊機構)；圖2為圖1的右視圖；圖3為圖1的俯視圖。
具體實施例方式
結合附圖，進一步說明數(shù)控修復機床的優(yōu)選方案底座4的下方有調(diào)整墊板1，墊板周邊設有支承螺釘2，其頂端有支承塊3，兩者接觸處為球面。底座上設有立柱18和夾緊機構5，該夾緊機構為周向均布的三組相互獨立的螺旋夾緊機構，其前端有夾緊塊6。設置在立柱一側的機加工部分由Z向進給機構、主軸箱12、X向進給機構組成。主軸箱上有主電機15、減速機14，立柱上設有由鋼絲繩16、滑輪和重物構成的主軸箱配重裝置，主軸箱內(nèi)放置傳動齒輪。主軸箱拖板13在Z向進給機構中的伺服電機21和滾珠絲杠22的驅動下沿矩形導軌11作升降運動。X向進給機構中的平旋盤9固定于伸出主軸箱的主軸10下端，裝有刀架7的刀架拖板8沿平旋盤上的導軌水平滑動，平旋盤的一側裝伺服電機19，另一側裝驅動刀架拖板的滾珠絲杠副20，電機和滾珠絲杠副之間由同步齒形帶和帶輪傳動。主軸、平旋盤和底座的中間部位有同軸線的垂直通孔。三只電機分別與設在立柱內(nèi)腔的電控部分17相連接，其中電機19通過設在主軸上端部的圓環(huán)、碳刷構成的旋轉導電裝置與電控部分相連。
采用上述數(shù)控修復機床，對油井套管進行現(xiàn)場修復，其實施例描述如下1、清理油井套管周圍積泥，使套管管口部分露出地面，并夯實地面，拆除管道機頭；2、放置調(diào)整墊板，利用其定位孔與外套管初步定位，并初步調(diào)整好水平；3、采用配套吊具吊裝機床，將機床放在調(diào)整墊板上，油井套管穿入機床垂直通孔，并固定好套管中的采油桿；4、將帶磁性表架的百分表吸附于刀架上，百分表測量頭接觸套管壁，緩慢轉動刀架，同時在吊車輔助作用下，分別手動調(diào)整三組螺旋夾緊機構和調(diào)整墊板上的支承螺釘，當百分表旋轉一周讀數(shù)變化不超過0.1mm時，隨即鎖緊夾緊機構、旋緊墊板上的支承螺釘，再撤離吊車，并鎖緊所有支承螺釘；5、按現(xiàn)場加工要求，設定好機床刀架的Z向運動、X向運動和Z向旋轉運動的數(shù)控程序，輸入電控部分；然后啟動機床，由數(shù)控程序控制三只電機的啟停和轉速，驅動刀架和刀頭的運動，實現(xiàn)對套管的修復加工；(6)松開夾具，吊移機床，取走調(diào)整墊板，安裝好管口部分，整理地面，達到使用要求。
權利要求
1.一種油井套管修復方法，其特征是利用數(shù)控修復機床，在油井現(xiàn)場，對損壞的套管管口部分進行切割和套管螺紋的機械加工，然后將經(jīng)過修整或更換的管口再與套管螺紋連接，以滿足使用要求，具體操作步驟如下(1)清理油井套管的周圍積泥，使套管管口部分露出地面，并夯實地面，拆除管道機頭；(2)放置調(diào)整墊板，利用其定位孔與外套管初步定位，并初步調(diào)整好水平；(3)吊裝機床，將機床放在調(diào)整墊板上，油井套管穿入機床垂直通孔，并固定好套管中的采油桿；(4)在吊車輔助作用下，調(diào)整機床位置，使機床刀架旋轉中心線與套管中心線同軸，然后用機床底座上的夾緊機構夾緊套管，旋緊調(diào)整墊板上的支承螺釘，最后撤離吊車，并鎖緊所有支承螺釘；(5)按現(xiàn)場加工要求，設定好機床刀架的Z向運動、X向運動和Z向旋轉運動的數(shù)控程序，由該程序分別控制三只電機的啟停和轉速，驅動刀架和刀頭的運動，實現(xiàn)對套管的修復加工；(6)松開夾具，吊移機床，取走調(diào)整墊板，安裝好管口部分，達到使用要求。
2.按權利要求1所述的油井套管修復方法，其特征是將帶有磁性表架的百分表吸附于刀架上，百分表測量頭接觸套管壁，轉動刀架，并分別調(diào)整夾緊機構中不同方向的夾緊塊和調(diào)整墊板上的支承螺釘，以校調(diào)刀架旋轉中心線與套管中心線的同軸度。
3.按權利要求2所述的油井套管修復方法，其特征是當百分表旋轉一周讀數(shù)變化不超過0.1mm時，隨即鎖緊夾緊機構和墊板上的支承螺釘。
4.一種用于權利要求1所述方法的數(shù)控修復機床，其特征是主要由底座、立柱、裝在底座上的夾緊機構、設在立柱一側的機加工部分和設在立柱內(nèi)腔中的電控部分組成，底座與機加工部分有同軸線的垂直通孔，底座下方有調(diào)整墊板，所述機加工部分包括與立柱相連的Z向進給機構、與Z向進給機構中垂直導軌相連的設有齒輪傳動副的主軸箱以及與主軸下端相連的X向進給機構，X向進給機構中設有裝夾刀頭的刀架，所述電控部分分別與主軸箱、Z向和X向進給機構中的三只電機相連接，其中與X向進給機構電機的連接裝置為旋轉導電裝置，所述立柱上設有主軸箱的配重裝置。
5.按權利要求4所述的數(shù)控修復機床，其特征是所述夾緊機構為周向均布的三組螺旋夾緊機構。
6.按權利要求4所述的數(shù)控修復機床，其特征是所述Z向進給機構中含有固定于立柱一側的矩形導軌和與導軌平行的滾珠絲杠副。
7.按權利要求4所述的數(shù)控修復機床，其特征是所述X向進給機構中設有固定于主軸下端的平旋盤，所述刀架設在滑動于平旋盤導軌上的X向拖板上。
8.按權利要求7所述的數(shù)控修復機床，其特征是X向拖板與滾珠絲杠副及同步帶輪傳動機構相連。
9.按權利要求4所述的數(shù)控修復機床，其特征是所述調(diào)整墊板上設有支承螺釘，支承螺釘頂端有支承塊，兩者接觸處為球面，支承螺釘下部有鎖緊螺母。
全文摘要
本發(fā)明公開一種油井套管修復方法及數(shù)控機床，屬于油田設施現(xiàn)場維修技術領域。該機床利用數(shù)控程序分別控制三只電機驅動Z向進給，X向進給和Z向旋轉的三種運動，并通過墊板和夾緊機構調(diào)整機床位置和同軸度，夾緊套管，進行加工。利用該機床對油井套管損壞部位現(xiàn)場修復，先清除井口積泥，放好墊板，吊裝機床，利用磁性百分表，找正位置，并夾緊固定，接著按要求設定數(shù)控程序，啟動電機實現(xiàn)對套管的切斷、倒角，外圓面、錐面和各種類型的套管螺紋加工，進行修復。本方法比現(xiàn)有焊接法修復套管有顯著進步，適用性廣，加工精度高，消除因明火或高溫引起的安全隱患，避免套管變形，并便于以后重復更換。
文檔編號B23P23/00GK1923443SQ20051009408
公開日2007年3月7日 申請日期2005年8月29日 優(yōu)先權日2005年8月29日
發(fā)明者陳善元, 嚴小林, 黃五洲, 朱罡正, 梅建文 申請人:姜堰市大倫精機制造有限公司