[發明專利]一種組合縫篩管的激光加工方法

在審

• 申請號: 201610112148.3
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN107150176A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 高福萬;陳靜;楊賀來
• 申請（專利權）人: 天津中杰科技發展有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/382;B23K26/08;B23K26/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種組合縫篩管的激光加工方法，屬于激光加工技術領域。

背景技術

在石油鉆采作業中，割縫篩管用來防砂。

割縫篩管是在石油套管或油管上加工出數千條或上萬條斷斷續續的縫隙。縫隙按管子端剖面形狀分為矩形縫，梯形縫和組合縫。矩形縫的縫隙內外等寬，縫隙容易被砂粒堵塞；梯形縫的縫隙外窄內寬，形成錐度為12°左右的等腰梯形，自潔性好，但縫隙容易被流砂磨蝕變寬，降低濾砂精度；組合縫由外矩形縫和內梯形縫組合而成，縫隙外窄內寬，縫隙自潔性好且不易被流砂磨蝕變寬。

割縫篩管批量生產加工的方法有CBN薄型砂輪磨縫、銑刀割縫和激光割縫。

CBN薄型砂輪磨縫和銑刀割縫只能割矩形縫。

傳統的激光割縫只能割矩形縫和梯形縫，不能割組合縫。且激光脈沖打孔轉換為激光連續切縫時，依靠聚焦鏡片頻繁往復的機械位移來改變焦點位置，速度慢，有機械磨損，降低了激光切割頭的使用壽命。

有人提出“等離子割梯形縫”，實際是電火花加工方法，只能低效率地割矩形縫，不能割梯形縫。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種組合縫篩管的激光加工方法，利用該方法可以高效率地批量加工生產組合縫篩管。

解決上述問題所采用的技術方案是：提供一種組合縫篩管的激光加工方法，具體步驟為：

a.激光切割頭在鉛垂軸方向，以其轉動中心到割嘴端部的距離為回轉半徑，繞轉動中心逆時針回轉梯形縫錐度的一半角度α，同時沿鉛垂軸和水平軸移動一定距離，使得割嘴端部到管子最高點在鉛垂軸的高度不變，調整電液伺服閥使得可變曲率反射鏡產生凹曲變形，用脈沖激光在管子上打孔。

b.調整電液伺服閥使得可變曲率反射鏡產生凸起變形，激光切割頭沿管子軸線方向移動預定縫長距離，用連續激光切割出前半條梯形縫。

c.激光切割頭再以其轉動中心到割嘴端部的距離為回轉半徑，繞轉動中心順時針回轉梯形縫錐度2α，同時沿鉛垂軸和水平軸反向移動一定距離，使得割嘴端部到管子最高點在鉛垂軸的高度不變，激光切割頭沿管子軸線反向移動預定縫長距離，切割出后半條梯形縫。

d.激光切割頭通過鉛垂軸、水平軸及其轉動軸的隨動回到鉛垂軸方向，割嘴端部到管子最高點在鉛垂軸的高度不變，激光切割頭沿管子軸線反向移動預定縫長距離，切割出矩形縫，得到一條完整的組合縫。

上述組合縫篩管的激光加工方法，所述激光切割頭打孔時調整電液伺服閥控制電壓在0到10V正方向變化，激光焦點的位置移到管子最高點的上方，用脈沖激光在管子上打孔。

上述組合縫篩管的激光加工方法，所述激光切割頭用脈沖激光輸出打孔后，調整電液伺服閥控制電壓在0到10V負方向變化，焦點的位置移到管子最高點的下方，改用連續激光割縫。

上述組合縫篩管的激光加工方法，所述激光切割頭在切割出梯形縫后，調整激光焦點、功率、氣壓等參數切割矩形縫，使得矩形縫的縫寬大于梯形縫的縫寬，并具有一定的矩形縫深度，得到一條完整的組合縫。

附圖說明

附圖1a是本發明加工方法控制可變曲率反射鏡產生凹曲變形，脈沖激光打孔圖；

附圖1b是本發明加工方法控制可變曲率反射鏡產生凸起變形，連續激光割縫圖。

附圖2a是本發明加工方法加工前半條梯形縫的位置圖；

附圖2b是本發明加工方法加工前半條梯形縫的縫型圖；

附圖2c是本發明加工方法加工前半條梯形縫的速度矢量圖。

附圖3a是本發明加工方法加工后半條梯形縫的位置圖；

附圖3b是本發明加工方法加工后半條梯形縫的縫型圖；

附圖3c是本發明加工方法加工后半條梯形縫的速度矢量圖。

附圖4a是本發明加工方法加工矩形縫，得到組合縫的位置圖；

附圖4b是本發明加工方法加工矩形縫，得到組合縫的縫型圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明進一步說明。