[實用新型]鋁合金鉆桿桿體和鋼接頭連接使用的熱組裝裝置

有效

• 申請號: 201320843694.6
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN203603800U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 毛建設;孫友宏;劉寶昌;范曉鵬;薛軍;李強;王曉峰;溫繼偉;馬少明;時元玲
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B19/16
• 分類號: E21B19/16;B23P11/02
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本實用新型涉及一種鋁合金鉆桿桿體和鋼接頭連接使用的熱組裝裝置。

背景技術

在地質勘探、石油天然氣、煤炭、金屬礦山等勘查開發的鉆探過程中，都需要用到鉆桿。隨著鉆探深度的增加，難度也在增大，對鉆桿的質量要求更高。鋁合金鉆桿具有密度小、比強度高、耐腐蝕性強等優點，隨著鉆探深度的增加其優勢更為明顯，但其耐磨性較低，而在鉆井操作中，接頭需要經常地擰卸，因此在實際使用時，一般將鋁合金鉆桿管體與鋼接頭組裝在一起形成鉆桿柱，由鋼接頭來承受擰卸操作。由于鋁合金與鋼在彈性模量、熱膨脹系數、延伸率、屈服強度等方面的差異，經常出現連接不可靠的情況。鉆桿桿體和接頭的連接也一直是鉆桿的薄弱環節。

一般采用將鋁合金鉆桿桿體施加一定的扭矩與鋼接頭組裝的方法，該方法盡管應用較廣，但卻有其不足之處，如當鋁合金鉆桿和鋼接頭沿螺紋同時相對移動時，當達到較高的接觸壓力時仍不能完全避免局部的鋁合金與鋼緊扣。當這樣扣緊的地方很多時，組裝過程中螺紋連接可能被卡住，在以后的使用過程中這樣的接頭會損壞。

發明內容

本實用新型的目的的提供一種鋁合金鉆桿桿體和鋼接頭連接使用的熱組裝裝置。本實用新型采用熱組裝裝置進行鋁合金鉆桿桿體與鋼接頭的組裝。熱組裝時，先把鋼接頭加熱到一定溫度使其膨脹，隨后在熱狀態下擰到鋁合金鉆桿桿體上，隨后對其冷卻，待冷卻后螺紋連接處可獲得一定的預緊力，滿足鋁合金鉆桿傳遞扭矩和承受載荷的需要。

本實用新型是由鋼接頭加熱機構、給進機構、鋼接頭回轉機構、桿體夾持機構、鋁合金鉆桿桿體內冷卻機構、鋼接頭外部冷卻機構、參數檢測機構和實驗臺架組成；

所述鋼接頭加熱機構的感應加熱器固定在滑動支架上，感應加熱器與感應線圈連接，感應線圈套裝在鋼接頭上，可對鋼接頭進行加熱，加熱后可取出感應線圈；

所述給進機構的手輪通過螺紋連接在絲杠上，絲杠另一端通過絲杠固定板固定在實驗臺架上，絲杠上連接有開合螺母，開合螺母上邊與滑動支架連接，滑塊固定在滑動支架的下面，滑塊與導軌相連，可通過導軌做直線運動，導軌固定在實驗臺架上；

所述鋼接頭回轉機構固定在滑動支架上，鋼接頭回轉機構的電機通過固定板安裝在滑動支架上，電機的輸出軸鏈輪安裝在電機輸出軸上，鏈條繞設在輸出軸鏈輪和傳動軸鏈輪上，傳動軸鏈輪通過傳動軸及軸承座固定在位于滑動支架的固定板上，傳動軸連接扭矩傳感器，再連接滑環固定管，滑環固定管另一端連接變徑接頭，并通過軸承座安裝在位于滑動支架的安裝板上，滑環安裝在滑環固定管上，變徑接頭連接鋼接頭，鋼接頭下面放置有滾動支架，滾動支架連接在滑動支架上，滾動支架可隨鋼接頭轉動，起導正作用，使鋼接頭保證平行度。

所述桿體夾持機構通過固定底板固定在實驗臺架上，桿體夾持機構通過夾持器上的三個夾持螺釘來夾持鋁合金鉆桿桿體，三個夾持螺釘布置在同一平面，等角度排布，半圓夾持器通過螺栓連接來抱緊夾持器，半圓夾持器下面通過螺栓連接固定底板，并可通過調整螺栓來調整鋁合金鉆桿桿體的高度，與鋼接頭在同一平面。

所述鋁合金桿體內冷卻機構的水箱放置在實驗臺架下面，水泵與水箱連通，水泵從水箱中抽水，通過進水管進入雙壁冷卻管的進水通道，從進水通道的水眼中噴出，噴到鋁合金鉆桿桿體的螺紋區內壁上，雙壁冷卻管的兩端放置橡膠墊用以密封，使水再通過雙壁冷卻管的排放通道進入回水管返回水箱，形成閉式循環，在水箱中設置過濾網。

所述鋼接頭外部冷卻機構的潛水泵放置在水箱中，通過外冷卻水管連接環形冷卻器，環形冷卻器內壁設有噴水孔，噴水孔成環形排布，可對鋼接頭進行360°噴水冷卻，形成循環；

所述參數檢測機構的無紙記錄儀放置在實驗臺架上的固定底板上，參數檢測機構通過傳感器把加熱過程中的加熱溫度，鋼接頭溫度，鋁合金鉆桿桿體溫度，冷卻液流量，上扣轉速，上扣扭矩這些關鍵參數采集到無紙記錄儀中，實時檢測，鋼接頭及鋁合金鉆桿桿體上布置有溫度傳感器。

本實用新型采用熱組裝裝置進行鋁合金鉆桿桿體與鋼接頭的組裝。熱組裝時，先把鋼接頭加熱到一定溫度使其膨脹，隨后在熱狀態下擰到鋁合金鉆桿桿體上，隨后對其冷卻，待冷卻后螺紋連接處可獲得一定的預緊力，滿足鋁合金鉆桿傳遞扭矩和承受載荷的需要。

本實用新型的具體工作過程是：