專利名稱：全自動油管試壓機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于油田石油用油管的靜水試壓設備，一種全自動油管試壓機。
背景技術：
目前，油田采油廠對清洗后的油管，機械靜水試壓大多采用老式油管試壓機，該試壓機生產效率低、試壓過程中上卸扣速度受電壓影響大，特別是剛上班和臨近下班時，由于油管修復廠設備較多，電壓波動較大，往往使試壓設備不能正常工作，出現(xiàn)上不緊扣或上死扣的現(xiàn)象，稍不注意就會損壞油管絲扣；對油管的夾緊裝置，采用類似于老虎鉗的工具，單面移動夾緊，油管直徑變化時就定心不準，影響接頭與油管螺紋的對接，使試壓的密封性降低，影響試壓時的保壓時間等一些問題；在油管試壓過程中，因被試壓油管的直徑不同，需經常更換不同規(guī)格的油管接頭，傳統(tǒng)的方法是在現(xiàn)場用管鉗進行更換接頭，這樣勞動強度大，而且停機時間長，大大的降低了生產效率，還存在著安全隱患。

發(fā)明內容
為克服上述缺陷，本實用新型提供一種全自動油管試壓機，使其對油管實現(xiàn)全自動試壓檢測，具有試壓速度快、運行可靠、使用維護方便。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用如下技術方案所述的全自動油管試壓機，由加壓站、高壓管、注水試壓拖車、油管試壓防護罩裝置、緩沖裝置、非注水試壓拖車、底座總成等組成；該油管試壓機的加壓站獨立安裝在該油管試壓機的左端，注水試壓拖車和非注水試壓拖車分別放在底座總成的兩端上；高壓管的兩端分別與加壓站和注水試壓拖車連接；在底座總成的中部上方的油管試壓防護罩裝置安裝在支架上，在底座總成的中部安裝有緩沖裝置，防止油管上、下線時對試壓機的沖擊；數(shù)個自動定心夾緊裝置均勻固定在底座總成的中部，在數(shù)個自動定心夾緊裝置的一側均設置有自動標識噴漆裝置；該試壓機采用工控計算機及可編程控制器PLC進行控制，工控計算機通過可編程控制器PLC的輸入設備檢測油管試壓工作過程的數(shù)據(jù)，傳送到工控計算機進行計算調整，再指令可編程控制器PLC，通過輸出設備進行控制操作；在工控計算機上設置有自動控制和人工操作的功能按鈕，各工步設置了人工操作控制開關。
所述的全自動油管試壓機，其試壓機加壓站的高壓泵的上端連接高壓聯(lián)接管，高壓泵的下端連接低壓聯(lián)管，高壓聯(lián)接管的另一端連接三通，三通的上部連接高壓管，三通的下部連接單向閥，單向閥的下部連接低壓注水泵，低壓注水泵的下部通水箱，高壓聯(lián)接管的中部設置有卸荷閥，低壓聯(lián)管的另一端連接水箱。
所述的全自動油管試壓機，其試壓機的注水試壓拖車的自動導向裝置連接快換接頭裝置后插入主軸花鍵孔內，并由銷子插入后固定，主軸與減速器連接，減速器的另一端接有聯(lián)軸器，聯(lián)軸器與扭矩電機相連接；在浮動對中裝置上部裝有扭矩電機、減速機、自動導向裝置等，加壓站通過高壓管與注水試壓拖車上的高壓硬管相連，高壓硬管與高壓旋轉密封裝置相連，將高壓水送入注水試壓拖車上，高壓旋轉密封裝置與減速器輸出空心軸相聯(lián)，減速器與扭矩電機均固定在注水試壓拖車上，行走電機裝在注水試壓拖車的左端，浮動對中裝置、底板、傳動鏈、驅動輪總成均設置在注水試壓拖車的下端，注水試壓拖車的雙層底板中均勻地安裝有數(shù)個彈簧，注水試壓拖車的外部由防護罩罩住。
所述的全自動油管試壓機，其試壓機的油管試壓防護罩裝置的氣缸與油管試壓機的支架連接，氣缸與連桿相連，連桿與防護罩相連接，氣缸的上下移動，通過連桿帶動防護罩升起和下落，對油管試壓時進行保護。
所述的全自動油管試壓機，其試壓機的緩沖裝置的氣缸固定在支架上，氣缸的上端連結V型支撐體，電磁閥裝在緩沖裝置的下部。
所述的全自動油管試壓機，其試壓機的自動定心夾緊裝置的左夾鉗與右夾鉗通過軸銷與支架相連接，連桿通過軸銷與絲套相連接，絲套與氣缸用螺紋連接，氣缸與支架相連；氣缸的上下移動通過絲套、軸銷、連桿帶動左夾鉗與右夾鉗夾緊與松開，對油管進行夾緊與松開。
所述的全自動油管試壓機，其試壓機的非注水試壓拖車的自動導向裝置連接快換接頭裝置后插入主軸花鍵孔內，并由銷子插入后固定，主軸與減速器連接，減速器的另一端接有聯(lián)軸器，聯(lián)軸器與扭矩電機相連接，在自動浮動對中裝置上部裝有扭矩電機、減速機、自動導向裝置等，減速器與扭矩電機均固定在非注水試壓拖車上，行走電機裝在非注水試壓拖車的右端，自動浮動對中裝置、底板、傳動鏈、驅動輪總成均設置在非注水試壓拖車的下端，非注水試壓拖車的雙層底板中均勻地安裝有數(shù)個彈簧，注水試壓拖車的外部由防護罩罩住。
所述的全自動油管試壓機，該注水試壓拖車的自動導向裝置是一個外徑尺寸小于被試油管內徑的錐形體。
由于采用了上述技術方案，本實用新型具有如下優(yōu)越性本實用新型可用于多種規(guī)格的油管試壓，采用不同快換接頭裝置，可適應于不同油管的試壓要求，只需將鼠標在工控機上點擊相應被試油管按扭(3″、2、2″加厚)，即可進入該規(guī)格油管試壓程序。該系列快換接頭，采用優(yōu)質不銹鋼材料并進行表面滲氮處理，強度高，耐磨性好，壽命長，更換方便，更換時可快速完成，極大地降低了工人勞動強度，減少了停機時間，提高了生產效率。
本實用新型具有快速的試壓效率，試壓速度快，可達1分鐘/根(以2″油管為例)，比同類產品試壓速度提高60％。
本實用新型具有自動定心夾緊裝置為了可靠地夾緊油管，采用了增力夾鉗裝置，夾緊時使油管自動對中，夾緊力大，夾緊可靠，夾緊力可達24.5kN，可適合3″、2″、2″加厚油管的試壓。夾鉗牙塊采用優(yōu)質工具鋼制造，硬度高，使用壽命長，更換方便。
本實用新型采用自動浮動對中裝置，為試壓小車特別研制的自動對中浮動裝置，可自動調整試壓頭與被試油管同心度，防止彎曲油管試壓、上扣過程中咬壞絲扣現(xiàn)象，延長了試壓頭的使用壽命，提高了油管的合格率。
本實用新型采用有效的安全保護措施采用上掛式油管試壓防護罩，試壓時防護罩在氣缸的控制下下落，將油管全部防護，防止油管在試壓過程中爆裂，對人身造成傷害，保證了生產安全。
本實用新型采用先進的微機全程檢測控制方式采用“工業(yè)控制計算機+PLC”構成測控系統(tǒng)，系統(tǒng)運行不僅安全可靠，而且擴展調整靈活。
本實用新型有著完善的扭矩電機上卸扣系統(tǒng)、自動識別裝置、自動環(huán)型噴漆裝置、恒扭矩輸出控制裝置。采用變頻器控制的試壓行走小車無級調速系統(tǒng)，試壓機小車通過進口變頻器調整前進速度，快速前進和后退時為0.4m/s，接近管端時可降低前進速度(可調)至0.12m/s，即減少了油管試壓時對油管的沖擊，又縮短了小車的回程時間，提高了油管的試壓速度；采用恒扭矩輸出控制裝置及進口傳感器，用兩臺電量變送器分別檢測扭矩電機的電壓、電流信號并輸送到計算機，通過計算機計算為恒定扭矩輸出，可解決目前油管修復廠在試壓過程中普遍存在的過扣和欠扣的問題；采用上卸扣速度扭矩測控系統(tǒng)，可同時實現(xiàn)對上扣過程速度和扭矩的控制，控制精度高，并具有抑制電網電壓的波動、扭矩電機冷熱溫度自動補償?shù)裙δ?，有效的解決了電壓波動影響了扭矩變化的問題；采用油管自動識別裝置(選件)可自動識別3″、2″、2″加厚油管，可自動將不同規(guī)格的油管送到不同的待試壓管架，避免人工上料，真正實現(xiàn)了全線全自動控制，減輕了工人的勞動強度。


圖1是全自動油管試壓機的結構示意圖；圖2是全自動油管試壓機的加壓站系統(tǒng)圖；
圖3是全自動油管試壓機的注水試壓拖車結構示意圖；圖4是全自動油管試壓機的油管試壓防護罩裝置結構示意圖；圖5是全自動油管試壓機的緩沖裝置結構示意圖；圖6是全自動油管試壓機的自動定心夾緊裝置結構示意圖；圖7是全自動油管試壓機的非注水試壓拖車結構示意圖；圖8是全自動油管試壓機的電控系統(tǒng)工作原理示意圖。
圖中1—加壓站，2—高壓管，3—注水試壓拖車，4—油管試壓防護罩裝置，5—緩沖裝置，6—待試壓油管，7—自動定心夾緊裝置，8—自動標識噴漆裝置，9—非注水試壓拖車，10—底座總成，11—高壓泵，12—高壓聯(lián)接管，13—卸荷閥，14—三通，15—單向閥，16—低壓注水泵，17—低壓聯(lián)管，18—自動導向裝置，19—快換接頭裝置，20—銷子，21—主軸，22—減速器，23—聯(lián)軸器，24—扭矩電機，25—高壓硬管，26—行走電機，27—浮動對中裝置，28—底板，29—傳動鏈，30—驅動輪總成，31—高壓旋轉密封裝置，32—氣缸，33—連桿，34—防護罩，35—V型支撐體，36—氣缸，37—支架，38—電磁閥，39—左夾鉗，40—右夾鉗，41—軸銷，42—支架，43—連桿，44—絲套，45—氣缸，46—自動導向裝置，47—快換接頭裝置，48—銷子，49—主軸，50—減速器，51—聯(lián)軸器，52—扭矩電機，53—行走電機，54—自動浮動對中裝置，55—底板，56—傳動鏈，57—驅動輪總成，58—檢測裝置，59—工控計算機，60—可編程控制器，61—數(shù)據(jù)采集卡，62—輸入設備，63—輸出設備隔離，64—壓力變送器，65—扭矩檢測系統(tǒng)，66—輸出設備。
實施例如圖1-8中所示，該全自動油管試壓機的上料機械手將待試壓管架上的油管(6)經緩沖裝置(5)放到試壓線上，此時啟動自動定心夾緊裝置(7)延時后自動夾緊。同時油管試壓防護罩裝置(4)依靠氣缸(32)、連桿(33)便防護罩(34)下落，將待試壓油管進行安全防護，此時低壓注水泵(16)起動，兩端注水試壓拖車(3)與非注水試壓拖車(9)相對前進，通過自動導向裝置(18)及浮動對中裝置(27)使油管(6)自動對中后，進行上扣，并經高壓旋轉密封裝置(31)給入油管(6)低壓水，自動導向裝置(18)是一個外徑尺寸小于被試油管內徑的錐形體，與油管(6)上的螺紋連接；待兩注水試壓拖車(3)與非注水試壓拖車(9)上扣達到預定扭矩后，扭扣力矩電機(24)自動停止；同時低壓注水泵(16)停止供水，高壓泵(11)起動，向油管(6)注入高壓水，達到待定壓力后，高壓泵(11)自動停機，進入保壓狀態(tài)，達到試驗預定的保壓時間，卸荷閥(13)自動放水泄壓。兩端注水試壓拖車(3)與非注水試壓拖車(9)邊卸扣，邊退到原始位置后自動停車。此時，油管試壓防護罩裝置(4)上升，并自動打開自動定心夾緊裝置(7)，這時自動標識噴漆裝置(8)起動，同時根據(jù)油管的試結果(合格、車扣、換接箍、報廢)進行自動噴不同的色的標志漆后，由下料機械手將油管(6)放到下料管架進行控水，控水完畢后。由下料機械手送到主傳輸線進行下道工序進行自動或人工分檢，試壓過程即告完畢，進入下一個循環(huán)。
試壓水經底座總成(10)空檔，流入水槽，經過濾系統(tǒng)后，再給加壓站(1)系統(tǒng)供水。
高壓旋轉密封裝置(31)是使隨行走電機(26)、動力小車前后運動的高壓軟管的供水，經旋轉的快換接頭裝置(19)、自動導向裝置(18)、浮動對中裝置(27)的調整，與油管(6)螺紋緊密連接，使供水壓力不間斷的進入試壓的油管(6)中。
自動控制系統(tǒng)主要的監(jiān)測工作環(huán)節(jié)包括扭矩電機的電壓、電流控制、可編程控制器PLC(60)工作狀態(tài)監(jiān)控、試壓壓力檢測、絲扣泄露量檢測(可選)、扭矩電機扭矩檢測、注水試壓拖車(3)與非注水試壓拖車(9)行走位移量精確控制、整機工作過程的全動態(tài)監(jiān)控。
全自動油管試壓機的工控計算機(59)通過可編程控制器PLC(60)的輸入設備(62)接收有無油管信號，檢測到有待試壓油管(6)時的信號進行判斷，此時，工控計算機(59)開始向可編程控制器PLC(60)發(fā)出自動程序執(zhí)行命令，通過輸出設備隔離(63)與輸出設備(66)，指令變頻調速裝置啟動左試壓小車(注水端)左行走電機(26)、右行走電機(53)開始前進，同時啟動低壓注水泵(16)開始注水，扭矩檢測系統(tǒng)(65)通過數(shù)據(jù)采集卡(61)向工控計算機(59)傳送數(shù)據(jù)，工控計算機(59)自動計算和比較，當扭矩達到給定扭矩時，向可編程控制器PLC(60)發(fā)出左右扭矩(擰扣)電機(24、52)停止命令。注水端電機小車啟動后延時利用變頻調速裝置啟動非注水端電機，同時當試壓油管(6)接近檢測開關檢測到油管(6)時，變頻調速裝置開始降速，以免在快速前進中損壞油管(6)的絲扣，當右端(非注水端)右扭矩電機(52)達到給定扭矩時，工控計算機(59)向可編程控制器PLC(60)發(fā)出低壓泵注水泵(16)停止命令，啟動高壓泵(11)開始打壓，工控計算機(59)實時通過數(shù)據(jù)采集卡(61)和壓力變送器(64)檢測壓力信號，當壓力到達額定壓力后，工控計算機(59)向可編程控制器(60)發(fā)出停止高壓泵(11)的命令，開始進行保壓，當保壓時間一到，工控計算機(59)自動判斷合格與不合格油管，并向可編程控制器PLC(60)發(fā)出卸荷及左右小車后退命令，可編程控制器PLC(60)檢測到小車后退到位接近開關信號后，兩個小車停止，夾緊松開，油管(6)下料。
權利要求1.一種全自動油管試壓機，由加壓站、高壓管、注水試壓拖車、油管試壓防護罩裝置、緩沖裝置、油管、非注水試壓拖車、底座總成等組成，其特征在于該油管試壓機的加壓站(1)獨立安裝在該油管試壓機的左端，注水試壓拖車(3)和非注水試壓拖車(9)分別放在底座總成(10)的兩端上；高壓管(2)的兩端分別與加壓站(1)和注水試壓拖車(3)連接；在底座總成(10)的中部上方的油管試壓防護罩裝置(4)安裝在支架上，在底座總成(10)的中部安裝有緩沖裝置(5)；數(shù)個自動定心夾緊裝置(7)均勻固定在底座總成(10)的中部，在數(shù)個自動定心夾緊裝置(7)的一側均設置有自動標識噴漆裝置(8)；該試壓機采用工控計算機(59)及可編程控制器PLC(60)進行控制，工控計算機通過可編程控制器PLC的輸入設備檢測油管試壓工作過程的數(shù)據(jù)，傳送到工控計算機進行計算調整，再指令可編程控制器PLC通過輸出設備進行控制操作；在工控計算機上設置有自動操作和人工操作功能按鈕，各工步同時也設置了人工操作控制開關。
2.根據(jù)權利要求1所述的全自動油管試壓機，其特征在于該油管試壓機的加壓站(1)，其高壓泵(11)的上端連接高壓聯(lián)接管(12)，高壓泵(11)的下端連接低壓聯(lián)管(17)，高壓聯(lián)接管(12)的另一端連接三通(14)，三通(14)的上部連接高壓管，三通(14)的下部連接單向閥(15)，單向閥(15)的下部連接低壓注水泵(16)，低壓注水泵(16)的下部通水箱，高壓聯(lián)接管(12))的中部設置有卸荷閥(13)，低壓聯(lián)管(17)的另一端連接水箱。
3.根據(jù)權利要求1所述的全自動油管試壓機，其特征在于該油管試壓機的注水試壓拖車(3)，其自動導向裝置(18)連接快換接頭裝置(19)后插入主軸(21)的花鍵孔內，并由銷子(20)插入后固定，主軸(21)與減速器(22)連接，減速器(22)的另一端接有聯(lián)軸器(23)，聯(lián)軸器(23)與扭矩電機(24)相連接；在浮動對中裝置(27)上部裝有扭矩電機(24)、減速機(22)、自動導向裝置(18)等，加壓站(1)通過高壓管(2)與注水試壓拖車(3)上的高壓硬管(25)相連，高壓硬管(25)與高壓旋轉密封裝置(31)相連，將高壓水送入注水試壓拖車(3)上，高壓旋轉密封裝置(31)與減速器(22)輸出空心軸相聯(lián)，減速器(22)與扭矩電機(24)均固定在注水試壓拖車(3)上，行走電機(26)裝在注水試壓拖車(3)的左端，浮動對中裝置(27)、底板(28)、傳動鏈(29)、驅動輪總成(30)均設置在注水試壓拖車(3)的下端，注水試壓拖車(3)的雙層底板中均勻地安裝有數(shù)個彈簧，注水試壓拖車(3)的外部由防護罩罩住。
4.根據(jù)權利要求1所述的全自動油管試壓機，其特征在于該油管試壓機的油管試壓防護罩裝置(4)，其氣缸(32)與油管試壓機的支架連接，氣缸(32)與連桿(33)相連，連桿(33)與防護罩(34)相連接，氣缸(32)的上下移動，通過連桿(33)帶動防護罩(34)升起和下落，對油管試壓時進行保護。
5.根據(jù)權利要求1所述的全自動油管試壓機，其特征在于該油管試壓機的緩沖裝置(5)，其緩沖裝置(5)的氣缸(36)固定在支架(37)上，氣缸(36)的上端連結V型支撐體(35)，電磁閥(38)裝在緩沖裝置(5)的下部。
6.根據(jù)權利要求1所述的全自動油管試壓機，其特征在于該油管試壓機的自動定心夾緊裝置(7)，其自動定心夾緊裝置(7)的左夾鉗(39)與右夾鉗(40)通過軸銷(41)與支架(42)相連接，連桿(43)通過軸銷(41)與絲套(44)相連接，絲套(44)與氣缸(45)用螺紋連接，氣缸(45)與支架(42)相連；氣缸(45)的上下移動通過絲套(44)、軸銷(41)、連桿(43)帶動左夾鉗(39)與右夾鉗(40)夾緊與松開，對油管(6)進行夾緊與松開。
7.根據(jù)權利要求1所述的全自動油管試壓機，其特征在于該油管試壓機的非注水試壓拖車(9)，其自動導向裝置(46)連接快換接頭裝置(47)后插入主軸(49)的花鍵孔內，并由銷子(48)插入后固定，主軸(49)與減速器(50)連接，減速器(50)的另一端接有聯(lián)軸器(51)，聯(lián)軸器(51)與扭矩電機(52)相連接，在自動浮動對中裝置(54)上部裝有扭矩電機(52)、減速機(50)、自動導向裝置(46)等，減速器(50)與扭矩電機(52)均固定在非注水試壓拖車(9)上，行走電機(53)裝在非注水試壓拖車(9)的右端，自動浮動對中裝置(54)、底板(55)、傳動鏈(56)、驅動輪總成(57)均設置在非注水試壓拖車(9)的下端，非注水試壓拖車(9)的雙層底板中均勻地安裝有數(shù)個彈簧，注水試壓拖車(9)的外部由防護罩罩住。
8.根據(jù)權利要求3所述的全自動油管試壓機，其特征在于該注水試壓拖車(3)的自動導向裝置(18)是一個外徑尺寸小于被試油管內徑的錐形體。
專利摘要一種全自動油管試壓機，由加壓站(1)、高壓管(2)、注水試壓拖車(3)、油管試壓防護罩裝置(4)、緩沖裝置(5)、待試壓油管(6)、自動定心夾緊裝置(7)、自動標識噴漆裝置(8)、非注水試壓拖車(9)、底座總成(10)等組成。該試壓機采用不同快換接頭裝置，具有自動定心夾緊裝置，采用自動浮動對中裝置，采用先進的微機全程檢測控制方式采用“工業(yè)控制計算機+PLC”構成測控系統(tǒng)，系統(tǒng)運行不僅安全可靠，而且擴展調整靈活。該試壓機對油管實現(xiàn)全自動試壓檢測，具有試壓速度快、運行可靠、使用維護方便等特點。
文檔編號G01N3/12GK2660508SQ200320113519
公開日2004年12月1日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權日2003年12月19日
發(fā)明者衛(wèi)向明, 任振聲, 許軍, 吳海燕, 何衛(wèi)兵, 孟昭焱 申請人:洛陽水星加工清洗工程有限公司