[發明專利]一種基于異步多頻感應加熱的套管拆取裝置及方法

有效

• 申請號: 202110082077.8
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112847239B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 趙玉倩;馬振鶴;楊樂
• 申請（專利權）人: 東北大學秦皇島分校
• 主分類號: B25B27/00
• 分類號: B25B27/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

1.一種基于異步多頻感應加熱的套管拆取裝置的拆解方法，其中基于異步多頻感應加熱的套管拆取裝置包括計算機、平臺、設置在平臺上的冷卻裝置、固定在平臺上用于接住所述冷卻裝置中噴出的冷卻水的水槽、固定在所述平臺上的機架、設置在機架上的支撐輥、固定在所述平臺側面的豎直電源臺、多頻感應加熱裝置、旋轉卡盤裝置、水平移動裝置、半圓形擋板和測溫裝置，豎直電源臺與計算機電連接；

所述多頻感應加熱裝置包括感應線圈和感應線圈支架，感應線圈支架的一端垂直固定在所述豎直電源臺上，另一端固定有所述感應線圈；所述感應線圈位于所述支撐輥的正上方，待拆取的套管放置在支撐輥上，感應線圈左右兩端的最低點高度在待拆取的套管的軸線所在的平面上；

所述旋轉卡盤裝置設置在移動水平裝置中可移動的移動平臺上，包括第二電動機、內爪卡盤，內爪卡盤通過傳送帶與所述第二電動機相連，第二電動機與計算機電連接，內爪卡盤與待拆取的套管同軸設置；

所述測溫裝置包括測溫支架和紅外測溫攝像頭，測溫支架固定在所述支撐輥側面平臺上，紅外測溫攝像頭傾斜插設在所述測溫支架上，紅外測溫攝像頭的高度低于套管軸線所在平面；所述紅外測溫攝像頭以無線通訊的方式與計算機相連；

所述半圓形擋板固定在所述平臺上且位于所述感應線圈和所述移動平臺之間，半圓形擋板的內圓半徑大于所述待拆取的套管的內管的最大半徑且小于外管的最大半徑；

其特征在于，包括以下步驟：

S1：確定外管的目標膨脹量，通過目標膨脹量計算溫度參數Ti，i=1、2、3、……、n，n≥3；確定感應電流透入深度di，i=1、2、3、……、n，n≥3；通過感應電流透入深度di計算感應電流的頻率fi，i=1、2、3、……、n，n≥3；然后在計算機中輸入溫度參數和感應電流的頻率；

S2：將待拆取的套管放到支撐輥上面，計算機向第一電動機發出指令，第一電動機轉動，移動平臺帶動旋轉卡盤裝置向靠近待拆取的套管方向移動，內爪卡盤移動至待拆取的套管的內管內部，將待拆取的套管內管牢牢卡住；

S3：向冷卻水管里通入冷卻水，同時計算機向第二電動機發出指令，第二電動機運轉帶動待拆取的套管進行勻速轉動；

S4：計算機向豎直電源臺發出指令，向感應線圈通入頻率為f1的電流，在頻率為f1的電流下進行感應加熱，固定在平臺側面的測溫裝置實時監控外表面的溫度T1'，并將結果傳輸至計算機；

S5：計算機根據所得的溫度參數與S1中輸入的溫度進行比較，當在電流頻率為f1下，傳輸至計算機的溫度T1’＜T1時，待拆取的套管繼續在該電流頻率下進行加熱，直至傳輸至計算機的溫度T1’≥T1時，計算機向豎直電源臺發出指令，立刻將頻率由f1升高至f2繼續加熱；計算機根據所得的溫度參數與S1中輸入的溫度進行比較，當在電流頻率為f2下，傳輸至計算機的溫度T2’＜T2時，待拆取的套管繼續在該電流頻率下進行加熱，直至傳輸至計算機的溫度T2’≥T2時，計算機向豎直電源臺發出指令，立刻將頻率由f2升高至f3繼續加熱；重復步驟S5，直至感應電流的頻率為fn，計算機根據所得待拆取的套管的表面的溫度參數Tn’≥Tn時，停止加熱；

S6：在停止加熱的同時，計算機向第一電動機發出指令，第一電動機反轉，帶動旋轉卡盤裝置向遠離感應線圈的方向移動，當待拆取的套管被旋轉卡盤裝置帶動至半圓形擋板位置時，通過內爪卡盤與半圓形擋板提供的推頂力將內外管分開，從而完成套管的拆取。

2.根據權利要求1所述的一種基于異步多頻感應加熱的套管拆取裝置的拆解方法，其特征在于：所述支撐輥的數量為兩對，每對包括平行設置的兩個支撐輥，兩對支撐輥前后同軸設置。

3.根據權利要求1所述的一種基于異步多頻感應加熱的套管拆取裝置的拆解方法，其特征在于：所述冷卻裝置包括冷卻水管支架和冷卻水管，所述冷卻水管支架固定在所述平臺上，冷卻水管通過連接腳固定在所述冷卻水管支架上，冷卻水管支架和所述冷卻水管插入所述待拆取的套管內部，方便將冷卻水噴到所述待拆取的套管的內表面上。

4.根據權利要求1所述的一種基于異步多頻感應加熱的套管拆取裝置的拆解方法，其特征在于：所述水平移動裝置還包括滾珠絲杠、導軌、第一電動機、第一固定擋板、第二固定擋板，所述導軌固定在平臺上，長度方向沿靠近和遠離多頻感應加熱裝置的方向；所述第一固定擋板和第二固定擋板分別固定在導軌兩端，所述第一電動機固定在第二固定擋板上，與計算機電連接；所述滾珠絲杠的末端安裝在第一固定擋板上，頂端穿過第二固定擋板與第一電動機的輸出軸相連；所述移動平臺與滾珠絲杠通過螺紋連接。