一种玻璃钢筛管精准打孔方法及装置与流程

本发明属于钻孔技术领域，具体涉及一种玻璃钢筛管精准打孔方法及装置。

背景技术

筛管作为一种常用的井下作业工具，用来过滤石油、天然气和水等多种井内的沙子和其它固体，同时支撑地下井眼。近年来，随着玻璃钢管道的不断开发，加其具有轻质、高强和耐腐蚀等优点，在油井中的应用越来越广泛。筛管是在管壁上打孔制成的，每根筛管需要加工多个筛孔，并且均匀分布，相互错开。由于筛孔多，管体表面又成弧形，加工前需要进行人工划线、打样冲眼，人工扶正，手动钻孔等工序，而且需要两人配合操作，加工效率低、劳动强度大。

中国专利201620523875.4公开了一种防砂筛管中心管数控加工装置，其在现有钻床的基础上配备了过渡支架和轨道小车，在轨道小车上装设卡盘及夹具，将待加工的管件安装在卡盘及夹具中，管件的另一端安放在过渡支架中，由轨道小车带动待加工管件移动，然后钻床完成打孔作业。此种加工装置虽然解决了人工打孔，效率低下的问题，但打孔位置不够准确，致使筛孔分布不均匀，产品合格率低下。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种玻璃钢筛管精准打孔方法及装置，能够精确控制筛孔的孔位，使得筛孔分布均匀。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种玻璃钢筛管精准打孔方法，包括机架，机架上设有能移动的钻机，其特征在于：依次执行以下打孔步骤：

（1）将待加工管件的两端固定；

（2）沿管件的轴向移动钻机，锁紧机构确定钻机的钻头已至待加工孔位时将钻机与机架相对固定，钻机钻制筛孔，待一个筛孔加工完毕，再次移动钻机至下一个待加工孔位处，锁紧机构再次将钻机与机架相对固定，钻制下一个筛孔，直至一列筛孔加工完毕；

（3）旋转加工管件，旋转角度为刚加工的筛孔列与下一待加工筛孔列在管件周壁上的圆弧角，再次执行步骤（2）；

（4）再次执行步骤（3），直至一根管件加工完毕。

优选的，所述锁紧机构为锁紧销或/和传动链，在机架上开设销柄插入孔，锁紧销的销柄能插入销柄插入孔中；传动链由伺服电机带动。

本发明还提供了一种能完成上述方法的玻璃钢筛管精准打孔装置，包括机架，其特征在于：机架上安装有导轨，导轨上配备轨道小车，轨道小车上安装钻机，轨道小车连接第一锁紧机构，第一锁紧机构能使轨道小车与机架相对固定；

在轨道的一侧安装分度盘和管件顶推机构，分度盘通过第二锁紧机构安装在机架上，分度盘中安装夹具，夹具能完成待加工管件的一端固定，分度盘能带动夹具旋转并控制夹具的转动角度；管件顶推机构中设置伸缩臂，伸缩臂完成待加工管件的另一端固定，钻机的钻头位于待加工管件对应位置的上方；

机架还设有量尺，量尺能测量分度盘相对机架的移动距离。

所述第一锁紧机构为第一锁紧销或/和传动链，在机架或/和导轨上开设第一销柄插入孔，第一锁紧销的销柄能插入第一销柄插入孔中；传动链由伺服电机带动。

优选的，所述导轨上配装两台以上的轨道小车，每台轨道小车上均安装钻机。

优选的，所述管件顶推机构包括尾座，尾座中安装伸缩臂，伸缩臂的自由端为顶针。

优选的，所述尾座中安装轴承，伸缩臂安装在轴承内。

优选的，所述夹具为卡盘。

优选的，所述机架上还设置有管件承托架，承托架位于伸缩臂和夹具之间，承托架的顶部为“u”型卡。

优选的，所述第二锁紧机构为安装在分度盘上的第二锁紧销，在机架开设第二销柄插入孔，第二锁紧销的销柄能插入第二销柄插入孔中；或者第二锁紧机构为夹持装置。

优选的，所述钻机的钻头上包覆有位于最外层的金刚砂层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、由于将待加工管件的两端稳定固定，由锁紧机构控制每列筛孔中相邻两孔间的孔距，并配合管件的安装位置控制第一个筛孔的位置，实现每个筛孔的准确定位，从而实现精确钻孔，继而保证筛孔分布的均匀性，提高筛管加工质量。

2、由轨道来准确约束钻机的移动方向，由第一锁紧机构来控制孔距，第一锁紧机构和分度盘的位置配合决定每列中第一个筛孔的位置，然后由夹具和管件顶推机构实现管件的稳固固定，并由分度盘控制管件的旋转角度，共同配合实现每个筛孔的准确定位，继而保证钻孔位置准确。

3、锁紧机构选用技术成熟的锁紧销或/和传动链形式，然后由伺服电机控制传动链的启停，稳定可靠，性价比高。

4、由于导轨上配装两台以上的轨道小车，每台轨道小车上均安装钻机，可以实现两台以上的钻机同时进行打孔作业，完成管件的分段式打孔，提高打孔效率。

5、由于夹具选用卡盘结构，不仅技术成熟、稳定性，还具有良好的对中性，保证管件的固定方向，进一步确保打孔位置。

6、由于依靠伸缩臂的伸长与回缩带动顶针移动，将管件推靠在夹具上，同时顶针也具有良好的居中性，共同完成玻璃钢管件的固定并保证方向。

7、由于尾座中安装轴承，伸缩臂安装在轴承内，能使得顶针在夹持住玻璃钢管件的同时，能随玻璃钢管件一同旋转，便于操作。

8、由于钻机的钻头上包覆有位于最外层的金刚砂层，能够使得孔壁规则、圆滑，提高玻璃钢管道中筛孔的加工质量。

9、本发明结构简单，能在提高打孔效率的前提下，保证每个筛孔的准确位置，利于维持筛孔分布的均匀性，提高筛管加工质量，便于在行业内推广应用。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是图1中局部i的放大视图。

图中标记：1、伺服电机；2、机架；3、轨道小车；4、钻机；5、第一锁紧销；6、销柄插入孔；7、分度盘；8、卡盘；9、尾座；10、伸缩臂；11、顶针；12、管件承托架；13、“u”型卡；14、量尺；15、传动链；16、第二锁紧销；17、第二销柄插入孔。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

将本发明处于使用状态时，远离地面的一端定义为上方；将沿加工管件的轴向方向，靠近管件中部的一端定义为内端，相应地将管件端部的一端定义为外端，。

本发明的主旨思想是：依次按以下步骤加工筛管：

（1）将待加工管件的两端固定；

（2）沿管件的轴向移动钻机4，锁紧机构确定钻机的钻头已至待加工孔位时将钻机4与机架2相对固定，钻机4钻制筛孔，待一个筛孔加工完毕，再次移动钻机4至下一个待加工孔位处，锁紧机构再次将钻机4与机架2相对固定，钻制下一个筛孔，直至一列筛孔加工完毕；

（3）旋转加工管件，旋转角度为刚加工的筛孔列与下一待加工筛孔列在管件周壁上的圆弧角，再次执行步骤（2）；

（4）再次执行步骤（3），直至一根管件加工完毕。

具体实现设备如图1和图2所示，在机架2上设有导轨，导轨上配装两台以上的轨道小车3，每台轨道小车3上均安装钻机4，钻机4的钻头上包覆有位于最外层的金刚砂层。轨道小车3连接在传动链15上，传动链15的链轮固定在伺服电机1的转轴上，轨道小车3还设有第一锁紧销5，在导轨上开设有第一销柄插入孔6，两相邻第一销柄插入孔6的开设间距与待加工管件同一列筛孔中两相邻筛孔的孔距相适应，第一锁紧销5的销柄能插入第一销柄插入孔6中。机架2还设有量尺14，量尺14量尺能测量分度盘7相对机架2的移动距离。

在轨道的一侧安装分度盘7和尾座9，分度盘7上安装第二锁紧销16，在机架2开设第二销柄插入孔17，第二锁紧销16的销柄能插入第二销柄插入孔17中；分度盘7中安装卡盘8，卡盘8能完成待加工管件的一端固定，分度盘7能带动夹具旋转并控制卡盘8的转动角度；尾座9中安装轴承，轴承中安装伸缩臂10，伸缩臂10的自由端为顶针11，顶针11能推顶在待加工管件的另一端的管孔中，钻机4的钻头位于待加工管件对应位置的上方。

还在机架2上还设置有管件承托架12，管件承托架12位于伸缩臂10和夹具之间，承托架的顶部为“u”型卡13，待加工管件能放入“u”型卡13内。

本发明的工作过程如下：

移动分度盘7，使得钻机4在第一销柄插入孔6时，钻头的位置与待加工的第一筛孔的位置相对应时，将第二锁紧销16的销柄插入第二销柄插入孔17中，将分度盘7固定在机架2上，将待加工的玻璃钢管件的一端插入卡盘8，关闭卡盘8使其夹持住玻璃钢管件，使伸缩臂10伸出，顶针11顶推住玻璃钢管件的另一端，从而将玻璃钢管件固定住，此时启动伺服电机1，传动链15带动轨道小车3在导轨上移动，到达第一筛孔打孔位置时，伺服电机1停止运转，传动链15停止，将第一锁紧销5的销柄插入第一销柄插入孔6中，再次将轨道小车3固定在导轨上。开启钻机4，在玻璃钢管件上钻制出第一个筛孔，待加工完毕后，将第一锁紧销5的销柄拔出第一销柄插入孔6，再次启动伺服电机1，带动轨道小车3移动，到达该列筛孔中第二个筛孔的位置时，再次固定轨道小车3，钻制第二个筛孔，如此直至一列筛孔加工完毕。

操作分度盘7，使卡盘8带动管件一同旋转，旋转角度为刚加工的筛孔列与下一列待加工筛孔在管件周壁上的圆弧角，再次执行上列筛孔的打孔操作。

如此一列一列的加工，直至一根管件加工完毕。

上述分度盘已是成熟的现有技术，再次对其具体结构不展开具体赘述。上述第二锁紧销16和第二销柄插入孔17还可以由夹紧装置代替，作为第二锁紧机构，在此对其具体结构不做限定，只要能实现分度盘7与机架2的相对固定即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。