专利名称：全自动油管试压机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油田石油用油管的静水试压设备，一种全自动油管试压机。
背景技术：
目前，油田采油厂对清洗后的油管，机械静水试压大多采用老式油管试压机，该试压机生产效率低、试压过程中上卸扣速度受电压影响大，特别是刚上班和临近下班时，由于油管修复厂设备较多，电压波动较大，往往使试压设备不能正常工作，出现上不紧扣或上死扣的现象，稍不注意就会损坏油管丝扣；对油管的夹紧装置，采用类似于老虎钳的工具，单面移动夹紧，油管直径变化时就定心不准，影响接头与油管螺纹的对接，使试压的密封性降低，影响试压时的保压时间等一些问题；在油管试压过程中，因被试压油管的直径不同，需经常更换不同规格的油管接头，传统的方法是在现场用管钳进行更换接头，这样劳动强度大，而且停机时间长，大大的降低了生产效率，还存在着安全隐患。
发明内容
为克服上述缺陷，本实用新型提供一种全自动油管试压机，使其对油管实现全自动试压检测，具有试压速度快、运行可靠、使用维护方便。
为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案所述的全自动油管试压机，由加压站、高压管、注水试压拖车、油管试压防护罩装置、缓冲装置、非注水试压拖车、底座总成等组成；该油管试压机的加压站独立安装在该油管试压机的左端，注水试压拖车和非注水试压拖车分别放在底座总成的两端上；高压管的两端分别与加压站和注水试压拖车连接；在底座总成的中部上方的油管试压防护罩装置安装在支架上，在底座总成的中部安装有缓冲装置，防止油管上、下线时对试压机的冲击；数个自动定心夹紧装置均匀固定在底座总成的中部，在数个自动定心夹紧装置的一侧均设置有自动标识喷漆装置；该试压机采用工控计算机及可编程控制器PLC进行控制，工控计算机通过可编程控制器PLC的输入设备检测油管试压工作过程的数据，传送到工控计算机进行计算调整，再指令可编程控制器PLC，通过输出设备进行控制操作；在工控计算机上设置有自动控制和人工操作的功能按钮，各工步设置了人工操作控制开关。
所述的全自动油管试压机，其试压机加压站的高压泵的上端连接高压联接管，高压泵的下端连接低压联管，高压联接管的另一端连接三通，三通的上部连接高压管，三通的下部连接单向阀，单向阀的下部连接低压注水泵，低压注水泵的下部通水箱，高压联接管的中部设置有卸荷阀，低压联管的另一端连接水箱。
所述的全自动油管试压机，其试压机的注水试压拖车的自动导向装置连接快换接头装置后插入主轴花键孔内，并由销子插入后固定，主轴与减速器连接，减速器的另一端接有联轴器，联轴器与扭矩电机相连接；在浮动对中装置上部装有扭矩电机、减速机、自动导向装置等，加压站通过高压管与注水试压拖车上的高压硬管相连，高压硬管与高压旋转密封装置相连，将高压水送入注水试压拖车上，高压旋转密封装置与减速器输出空心轴相联，减速器与扭矩电机均固定在注水试压拖车上，行走电机装在注水试压拖车的左端，浮动对中装置、底板、传动链、驱动轮总成均设置在注水试压拖车的下端，注水试压拖车的双层底板中均匀地安装有数个弹簧，注水试压拖车的外部由防护罩罩住。
所述的全自动油管试压机，其试压机的油管试压防护罩装置的气缸与油管试压机的支架连接，气缸与连杆相连，连杆与防护罩相连接，气缸的上下移动，通过连杆带动防护罩升起和下落，对油管试压时进行保护。
所述的全自动油管试压机，其试压机的缓冲装置的气缸固定在支架上，气缸的上端连结V型支撑体，电磁阀装在缓冲装置的下部。
所述的全自动油管试压机，其试压机的自动定心夹紧装置的左夹钳与右夹钳通过轴销与支架相连接，连杆通过轴销与丝套相连接，丝套与气缸用螺纹连接，气缸与支架相连；气缸的上下移动通过丝套、轴销、连杆带动左夹钳与右夹钳夹紧与松开，对油管进行夹紧与松开。
所述的全自动油管试压机，其试压机的非注水试压拖车的自动导向装置连接快换接头装置后插入主轴花键孔内，并由销子插入后固定，主轴与减速器连接，减速器的另一端接有联轴器，联轴器与扭矩电机相连接，在自动浮动对中装置上部装有扭矩电机、减速机、自动导向装置等，减速器与扭矩电机均固定在非注水试压拖车上，行走电机装在非注水试压拖车的右端，自动浮动对中装置、底板、传动链、驱动轮总成均设置在非注水试压拖车的下端，非注水试压拖车的双层底板中均匀地安装有数个弹簧，注水试压拖车的外部由防护罩罩住。
所述的全自动油管试压机，该注水试压拖车的自动导向装置是一个外径尺寸小于被试油管内径的锥形体。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优越性本实用新型可用于多种规格的油管试压，采用不同快换接头装置，可适应于不同油管的试压要求，只需将鼠标在工控机上点击相应被试油管按扭(3″、2、2″加厚)，即可进入该规格油管试压程序。该系列快换接头，采用优质不锈钢材料并进行表面渗氮处理，强度高，耐磨性好，寿命长，更换方便，更换时可快速完成，极大地降低了工人劳动强度，减少了停机时间，提高了生产效率。
本实用新型具有快速的试压效率，试压速度快，可达1分钟/根(以2″油管为例)，比同类产品试压速度提高60％。
本实用新型具有自动定心夹紧装置为了可靠地夹紧油管，采用了增力夹钳装置，夹紧时使油管自动对中，夹紧力大，夹紧可靠，夹紧力可达24.5kN，可适合3″、2″、2″加厚油管的试压。夹钳牙块采用优质工具钢制造，硬度高，使用寿命长，更换方便。
本实用新型采用自动浮动对中装置，为试压小车特别研制的自动对中浮动装置，可自动调整试压头与被试油管同心度，防止弯曲油管试压、上扣过程中咬坏丝扣现象，延长了试压头的使用寿命，提高了油管的合格率。
本实用新型采用有效的安全保护措施采用上挂式油管试压防护罩，试压时防护罩在气缸的控制下下落，将油管全部防护，防止油管在试压过程中爆裂，对人身造成伤害，保证了生产安全。
本实用新型采用先进的微机全程检测控制方式采用“工业控制计算机+PLC”构成测控系统，系统运行不仅安全可靠，而且扩展调整灵活。
本实用新型有着完善的扭矩电机上卸扣系统、自动识别装置、自动环型喷漆装置、恒扭矩输出控制装置。采用变频器控制的试压行走小车无级调速系统，试压机小车通过进口变频器调整前进速度，快速前进和后退时为0.4m/s，接近管端时可降低前进速度(可调)至0.12m/s，即减少了油管试压时对油管的冲击，又缩短了小车的回程时间，提高了油管的试压速度；采用恒扭矩输出控制装置及进口传感器，用两台电量变送器分别检测扭矩电机的电压、电流信号并输送到计算机，通过计算机计算为恒定扭矩输出，可解决目前油管修复厂在试压过程中普遍存在的过扣和欠扣的问题；采用上卸扣速度扭矩测控系统，可同时实现对上扣过程速度和扭矩的控制，控制精度高，并具有抑制电网电压的波动、扭矩电机冷热温度自动补偿等功能，有效的解决了电压波动影响了扭矩变化的问题；采用油管自动识别装置(选件)可自动识别3″、2″、2″加厚油管，可自动将不同规格的油管送到不同的待试压管架，避免人工上料，真正实现了全线全自动控制，减轻了工人的劳动强度。
图1是全自动油管试压机的结构示意图；图2是全自动油管试压机的加压站系统图；
图3是全自动油管试压机的注水试压拖车结构示意图；图4是全自动油管试压机的油管试压防护罩装置结构示意图；图5是全自动油管试压机的缓冲装置结构示意图；图6是全自动油管试压机的自动定心夹紧装置结构示意图；图7是全自动油管试压机的非注水试压拖车结构示意图；图8是全自动油管试压机的电控系统工作原理示意图。
图中1—加压站，2—高压管，3—注水试压拖车，4—油管试压防护罩装置，5—缓冲装置，6—待试压油管，7—自动定心夹紧装置，8—自动标识喷漆装置，9—非注水试压拖车，10—底座总成，11—高压泵，12—高压联接管，13—卸荷阀，14—三通，15—单向阀，16—低压注水泵，17—低压联管，18—自动导向装置，19—快换接头装置，20—销子，21—主轴，22—减速器，23—联轴器，24—扭矩电机，25—高压硬管，26—行走电机，27—浮动对中装置，28—底板，29—传动链，30—驱动轮总成，31—高压旋转密封装置，32—气缸，33—连杆，34—防护罩，35—V型支撑体，36—气缸，37—支架，38—电磁阀，39—左夹钳，40—右夹钳，41—轴销，42—支架，43—连杆，44—丝套，45—气缸，46—自动导向装置，47—快换接头装置，48—销子，49—主轴，50—减速器，51—联轴器，52—扭矩电机，53—行走电机，54—自动浮动对中装置，55—底板，56—传动链，57—驱动轮总成，58—检测装置，59—工控计算机，60—可编程控制器，61—数据采集卡，62—输入设备，63—输出设备隔离，64—压力变送器，65—扭矩检测系统，66—输出设备。
实施例如图1-8中所示，该全自动油管试压机的上料机械手将待试压管架上的油管(6)经缓冲装置(5)放到试压线上，此时启动自动定心夹紧装置(7)延时后自动夹紧。同时油管试压防护罩装置(4)依靠气缸(32)、连杆(33)便防护罩(34)下落，将待试压油管进行安全防护，此时低压注水泵(16)起动，两端注水试压拖车(3)与非注水试压拖车(9)相对前进，通过自动导向装置(18)及浮动对中装置(27)使油管(6)自动对中后，进行上扣，并经高压旋转密封装置(31)给入油管(6)低压水，自动导向装置(18)是一个外径尺寸小于被试油管内径的锥形体，与油管(6)上的螺纹连接；待两注水试压拖车(3)与非注水试压拖车(9)上扣达到预定扭矩后，扭扣力矩电机(24)自动停止；同时低压注水泵(16)停止供水，高压泵(11)起动，向油管(6)注入高压水，达到待定压力后，高压泵(11)自动停机，进入保压状态，达到试验预定的保压时间，卸荷阀(13)自动放水泄压。两端注水试压拖车(3)与非注水试压拖车(9)边卸扣，边退到原始位置后自动停车。此时，油管试压防护罩装置(4)上升，并自动打开自动定心夹紧装置(7)，这时自动标识喷漆装置(8)起动，同时根据油管的试结果(合格、车扣、换接箍、报废)进行自动喷不同的色的标志漆后，由下料机械手将油管(6)放到下料管架进行控水，控水完毕后。由下料机械手送到主传输线进行下道工序进行自动或人工分检，试压过程即告完毕，进入下一个循环。
试压水经底座总成(10)空档，流入水槽，经过滤系统后，再给加压站(1)系统供水。
高压旋转密封装置(31)是使随行走电机(26)、动力小车前后运动的高压软管的供水，经旋转的快换接头装置(19)、自动导向装置(18)、浮动对中装置(27)的调整，与油管(6)螺纹紧密连接，使供水压力不间断的进入试压的油管(6)中。
自动控制系统主要的监测工作环节包括扭矩电机的电压、电流控制、可编程控制器PLC(60)工作状态监控、试压压力检测、丝扣泄露量检测(可选)、扭矩电机扭矩检测、注水试压拖车(3)与非注水试压拖车(9)行走位移量精确控制、整机工作过程的全动态监控。
全自动油管试压机的工控计算机(59)通过可编程控制器PLC(60)的输入设备(62)接收有无油管信号，检测到有待试压油管(6)时的信号进行判断，此时，工控计算机(59)开始向可编程控制器PLC(60)发出自动程序执行命令，通过输出设备隔离(63)与输出设备(66)，指令变频调速装置启动左试压小车(注水端)左行走电机(26)、右行走电机(53)开始前进，同时启动低压注水泵(16)开始注水，扭矩检测系统(65)通过数据采集卡(61)向工控计算机(59)传送数据，工控计算机(59)自动计算和比较，当扭矩达到给定扭矩时，向可编程控制器PLC(60)发出左右扭矩(拧扣)电机(24、52)停止命令。注水端电机小车启动后延时利用变频调速装置启动非注水端电机，同时当试压油管(6)接近检测开关检测到油管(6)时，变频调速装置开始降速，以免在快速前进中损坏油管(6)的丝扣，当右端(非注水端)右扭矩电机(52)达到给定扭矩时，工控计算机(59)向可编程控制器PLC(60)发出低压泵注水泵(16)停止命令，启动高压泵(11)开始打压，工控计算机(59)实时通过数据采集卡(61)和压力变送器(64)检测压力信号，当压力到达额定压力后，工控计算机(59)向可编程控制器(60)发出停止高压泵(11)的命令，开始进行保压，当保压时间一到，工控计算机(59)自动判断合格与不合格油管，并向可编程控制器PLC(60)发出卸荷及左右小车后退命令，可编程控制器PLC(60)检测到小车后退到位接近开关信号后，两个小车停止，夹紧松开，油管(6)下料。
权利要求1.一种全自动油管试压机，由加压站、高压管、注水试压拖车、油管试压防护罩装置、缓冲装置、油管、非注水试压拖车、底座总成等组成，其特征在于该油管试压机的加压站(1)独立安装在该油管试压机的左端，注水试压拖车(3)和非注水试压拖车(9)分别放在底座总成(10)的两端上；高压管(2)的两端分别与加压站(1)和注水试压拖车(3)连接；在底座总成(10)的中部上方的油管试压防护罩装置(4)安装在支架上，在底座总成(10)的中部安装有缓冲装置(5)；数个自动定心夹紧装置(7)均匀固定在底座总成(10)的中部，在数个自动定心夹紧装置(7)的一侧均设置有自动标识喷漆装置(8)；该试压机采用工控计算机(59)及可编程控制器PLC(60)进行控制，工控计算机通过可编程控制器PLC的输入设备检测油管试压工作过程的数据，传送到工控计算机进行计算调整，再指令可编程控制器PLC通过输出设备进行控制操作；在工控计算机上设置有自动操作和人工操作功能按钮，各工步同时也设置了人工操作控制开关。
2.根据权利要求1所述的全自动油管试压机，其特征在于该油管试压机的加压站(1)，其高压泵(11)的上端连接高压联接管(12)，高压泵(11)的下端连接低压联管(17)，高压联接管(12)的另一端连接三通(14)，三通(14)的上部连接高压管，三通(14)的下部连接单向阀(15)，单向阀(15)的下部连接低压注水泵(16)，低压注水泵(16)的下部通水箱，高压联接管(12))的中部设置有卸荷阀(13)，低压联管(17)的另一端连接水箱。
3.根据权利要求1所述的全自动油管试压机，其特征在于该油管试压机的注水试压拖车(3)，其自动导向装置(18)连接快换接头装置(19)后插入主轴(21)的花键孔内，并由销子(20)插入后固定，主轴(21)与减速器(22)连接，减速器(22)的另一端接有联轴器(23)，联轴器(23)与扭矩电机(24)相连接；在浮动对中装置(27)上部装有扭矩电机(24)、减速机(22)、自动导向装置(18)等，加压站(1)通过高压管(2)与注水试压拖车(3)上的高压硬管(25)相连，高压硬管(25)与高压旋转密封装置(31)相连，将高压水送入注水试压拖车(3)上，高压旋转密封装置(31)与减速器(22)输出空心轴相联，减速器(22)与扭矩电机(24)均固定在注水试压拖车(3)上，行走电机(26)装在注水试压拖车(3)的左端，浮动对中装置(27)、底板(28)、传动链(29)、驱动轮总成(30)均设置在注水试压拖车(3)的下端，注水试压拖车(3)的双层底板中均匀地安装有数个弹簧，注水试压拖车(3)的外部由防护罩罩住。
4.根据权利要求1所述的全自动油管试压机，其特征在于该油管试压机的油管试压防护罩装置(4)，其气缸(32)与油管试压机的支架连接，气缸(32)与连杆(33)相连，连杆(33)与防护罩(34)相连接，气缸(32)的上下移动，通过连杆(33)带动防护罩(34)升起和下落，对油管试压时进行保护。
5.根据权利要求1所述的全自动油管试压机，其特征在于该油管试压机的缓冲装置(5)，其缓冲装置(5)的气缸(36)固定在支架(37)上，气缸(36)的上端连结V型支撑体(35)，电磁阀(38)装在缓冲装置(5)的下部。
6.根据权利要求1所述的全自动油管试压机，其特征在于该油管试压机的自动定心夹紧装置(7)，其自动定心夹紧装置(7)的左夹钳(39)与右夹钳(40)通过轴销(41)与支架(42)相连接，连杆(43)通过轴销(41)与丝套(44)相连接，丝套(44)与气缸(45)用螺纹连接，气缸(45)与支架(42)相连；气缸(45)的上下移动通过丝套(44)、轴销(41)、连杆(43)带动左夹钳(39)与右夹钳(40)夹紧与松开，对油管(6)进行夹紧与松开。
7.根据权利要求1所述的全自动油管试压机，其特征在于该油管试压机的非注水试压拖车(9)，其自动导向装置(46)连接快换接头装置(47)后插入主轴(49)的花键孔内，并由销子(48)插入后固定，主轴(49)与减速器(50)连接，减速器(50)的另一端接有联轴器(51)，联轴器(51)与扭矩电机(52)相连接，在自动浮动对中装置(54)上部装有扭矩电机(52)、减速机(50)、自动导向装置(46)等，减速器(50)与扭矩电机(52)均固定在非注水试压拖车(9)上，行走电机(53)装在非注水试压拖车(9)的右端，自动浮动对中装置(54)、底板(55)、传动链(56)、驱动轮总成(57)均设置在非注水试压拖车(9)的下端，非注水试压拖车(9)的双层底板中均匀地安装有数个弹簧，注水试压拖车(9)的外部由防护罩罩住。
8.根据权利要求3所述的全自动油管试压机，其特征在于该注水试压拖车(3)的自动导向装置(18)是一个外径尺寸小于被试油管内径的锥形体。
专利摘要一种全自动油管试压机，由加压站(1)、高压管(2)、注水试压拖车(3)、油管试压防护罩装置(4)、缓冲装置(5)、待试压油管(6)、自动定心夹紧装置(7)、自动标识喷漆装置(8)、非注水试压拖车(9)、底座总成(10)等组成。该试压机采用不同快换接头装置，具有自动定心夹紧装置，采用自动浮动对中装置，采用先进的微机全程检测控制方式采用“工业控制计算机+PLC”构成测控系统，系统运行不仅安全可靠，而且扩展调整灵活。该试压机对油管实现全自动试压检测，具有试压速度快、运行可靠、使用维护方便等特点。
文档编号G01N3/12GK2660508SQ200320113519
公开日2004年12月1日 申请日期2003年12月19日 优先权日2003年12月19日
发明者卫向明, 任振声, 许军, 吴海燕, 何卫兵, 孟昭焱 申请人:洛阳水星加工清洗工程有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
