在石油钻井用封隔器上开多条环形槽的开槽装置的制作方法

1.本实用新型涉及在石油钻井用封隔器上开多条环形槽的技术领域，特别是在石油钻井用封隔器上开多条环形槽的开槽装置。


背景技术：

2.封隔器作为一种广泛使用的井下作业工具，在钻井、固井、测试、完井等工程都发挥了巨大作用，封隔器一般安装在管柱与井眼之间，或者管柱与管柱之间的环形空间，封隔器是石油钻井工程中不可或缺的重要组成部分。某石油钻井用封隔器的结构如图1~图3所示，它包括封隔器本体1，封隔器本体1内沿其轴向开设有中心孔2，封隔器本体1的外柱面上沿其轴向开设有多条环形槽3，其中，环形槽3内用于安装密封圈。
3.目前，生产车间内采用卧式车床以在封隔器本体1的外柱面上加工出多条环形槽3，卧式车床包括车床本体、设置于车床本体上的三爪卡盘4，三爪卡盘4的右侧设置有刀架5，刀架5上滑动安装有刀盘6，刀盘6的前端面上固定安装有垂向设置的t型车刀7。
4.利用卧式车床加工环形槽3的具体方法是：工人先将封隔器本体1的一端嵌入到三爪卡盘4内，而后拧紧三爪卡盘4的卡爪，卡爪将封隔器本体1夹持固定住，然后启动车床本体的动力部分，动力部分带动三爪卡盘4旋转，三爪卡盘4带动封隔器本体1同步旋转，然后工人操作刀盘6使其在刀架5上移动，当工人观察到t型车刀7运动到开槽位置时，工人操作刀盘6沿径向运动，进而使t型车刀7沿封隔器本体1做径向运动，t型车刀7在封隔器本体1上加工出一条环形槽3，如图4所示，开槽后，退出t型车刀7，而后移动刀盘6，即可在封隔器本体1的其它加工位置处加工出多条环形槽3，最后工人采用手持式砂轮机对环形槽3的两个侧内壁进行打磨，以提高环形槽3两个侧壁的光洁度，打磨后，即可最终生产出成品封隔器。
5.然而，这种卧式车床虽然能够在封隔器本体1上加工出多条环形槽3，但是在实际的加工过程中，仍然存在以下技术缺陷：
6.i、通过一次进刀只能加工出一个环形槽3，而待加工的环形槽3有多条，无疑是增加了开槽时间，因此采用卧式车床来开槽，无疑是降低了开槽效率。
7.ii、在开槽过程中，t型车刀7给封隔器本体1施加径向的切削力，切削力使封隔器本体1的内壁发生变形，变形方向如图4中箭头所示，从而极大的降低了开槽质量，存在开槽精度低的技术缺陷。
8.iii、开槽后，还需要人工对环形槽3的两个侧内壁进行打磨，而环形槽3的数量多，而一个接一个的打磨，无疑是增加了打磨时间，进而极大的降低了封隔器的生产效率。因此，亟需一种极大提高开槽效率、极大提高开槽质量、提高封隔器生产效率的在石油钻井用封隔器上开多条环形槽的开槽装置。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、极大提高开槽效率、极大提高开槽质量、提高封隔器生产效率的在石油钻井用封隔器上开多条环形槽的
开槽装置。
10.本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：在石油钻井用封隔器上开多条环形槽的开槽装置，它包括固设于垫板上的车床本体，车床本体上设置有三爪卡盘，所述垫板上固设有位于三爪卡盘右侧的两个升降油缸，两个升降油缸活塞杆的作用端上均固设有支座，两个支座之间经转轴旋转安装有框架，框架的顶部横梁上沿其长度方向焊接有多个t型车刀，框架的底部横梁上沿其长度方向焊接有多个与t型车刀上下对应的弧形块，两个弧形块的左右端面上均固设有砂磨片；左侧的支座的顶表面上设置有翻转单元，翻转单元的输出轴与左侧的转轴连接；所述垫板上还固设有位于升降油缸右侧的进给油缸，进给油缸活塞杆的作用端上焊接有与三爪卡盘同轴设置的柱体，柱体的外轮廓与封隔器本体的中心孔相配合。
11.两个支座的顶部均固设有轴承座，所述框架的左右侧梁上均焊接有转轴，两个转轴分别旋转安装于两个轴承座上。
12.所述翻转单元包括固设于支座顶表面上的减速器和自锁电机，自锁电机的输出轴与减速器的输入轴连接，减速器的输出轴与左侧的转轴连接。
13.所述垫板上固设有机台，所述进给油缸的缸筒固设于机台的台面上。
14.每相邻两个t型车刀之间的间距相等。
15.该开槽装置还包括控制器，所述控制器与升降油缸的电磁阀、进给油缸的电磁阀和自锁电机连接。
16.本实用新型具有以下优点：极大提高开槽效率、极大提高开槽质量、提高封隔器生产效率。
附图说明
17.图1 为封隔器的结构示意图；
18.图2 为图1的主剖示意图；
19.图3 为图2的a-a截面示意图；
20.图4 为卧式车床在封隔器本体上开环形槽的示意图；
21.图5 为本实用新型的结构示意图；
22.图6 为图5的b-b剖视图；
23.图7 为利用三爪卡盘夹持封隔器本体的示意图；
24.图8 为柱体插入到封隔器本体内的示意图；
25.图9 为在封隔器本体的柱面上开环形槽的示意图；
26.图10为将t型车刀从环形槽内退出的示意图；
27.图11为本实用新型处于打磨工位的示意图；
28.图12为对环形槽进行打磨的示意图；
29.图13为图12的c-c截面示意图；
30.图中，1-封隔器本体，2-中心孔，3-环形槽，4-三爪卡盘，5-刀架，6-刀盘，7
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t型车刀，8-垫板，9-升降油缸，10-支座，11-转轴，12-框架，13-弧形块，14-砂磨片，15-进给油缸，16-柱体，17-自锁电机。
具体实施方式
31.下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：
32.如图5~图6所示，在石油钻井用封隔器上开多条环形槽的开槽装置，它包括固设于垫板8上的车床本体，车床本体上设置有三爪卡盘4，所述垫板8上固设有位于三爪卡盘4右侧的两个升降油缸9，两个升降油缸9活塞杆的作用端上均固设有支座10，两个支座10之间经转轴11旋转安装有框架12，框架12的顶部横梁上沿其长度方向焊接有多个t型车刀7，每相邻两个t型车刀7之间的间距相等，框架12的底部横梁上沿其长度方向焊接有多个与t型车刀7上下对应的弧形块13，两个弧形块13的左右端面上均固设有砂磨片14；左侧的支座10的顶表面上设置有翻转单元，翻转单元的输出轴与左侧的转轴11连接。
33.如图5~图6所示，所述垫板8上还固设有位于升降油缸9右侧的进给油缸15，进给油缸15活塞杆的作用端上焊接有与三爪卡盘4同轴设置的柱体16，柱体16的外轮廓与封隔器本体1的中心孔2相配合，所述垫板8上固设有机台，所述进给油缸15的缸筒固设于机台的台面上。
34.两个支座10的顶部均固设有轴承座，所述框架12的左右侧梁上均焊接有转轴11，两个转轴11分别旋转安装于两个轴承座上。所述翻转单元包括固设于支座10顶表面上的减速器和自锁电机17，自锁电机17的输出轴与减速器的输入轴连接，减速器的输出轴与左侧的转轴11连接。该开槽装置还包括控制器，所述控制器与升降油缸9的电磁阀、进给油缸15的电磁阀和自锁电机17连接，工人可通过控制器控制升降油缸9和进给油缸15活塞杆的伸出或缩回，同时还能控制自锁电机17的启动或关闭，方便了工人的操作。
35.本实用新型在封隔器本体的柱面上开多条环形槽的方法，具体包括以下步骤：
36.s1、工人先将封隔器本体1的一端嵌入到三爪卡盘4内，而后拧紧三爪卡盘4的卡爪，卡爪将封隔器本体1夹持固定住，从而实现了对封隔器本体1的夹持，如图7所示；
37.s2、工人控制进给油缸15的活塞杆向左伸出，活塞杆带动柱体16向左运动，柱体16从右往左伸入到封隔器本体1的中心孔2内，当活塞杆完全伸出后，控制进给油缸15关闭，此时柱体16与中心孔2滑动配合，如图8所示；
38.s3、在封隔器本体1上开环形槽3，其具体操作步骤为：
39.s31、工人启动车床本体的动力部分，动力部分带动三爪卡盘4旋转，三爪卡盘4带动封隔器本体1同步旋转；
40.s32、工人控制两个升降油缸9的活塞杆同步向上运动，活塞杆带动支座10向上运动，支座10带动轴承座向上运动，从而带动框架12同步向上运动，进而带动各个t型车刀7和弧形块13同步向上运动，t型车刀7做径向的进给运动时，在封隔器本体1的外柱面上车削加工出环形槽3，如图9所示，当升降油缸9的活塞杆完全伸出后，即可在封隔器本体1的外柱面上一次性加工出多条环形槽3，图9中实心箭头为三爪卡盘4的旋转方向；
41.在该步骤s3中，本开槽装置通过控制升降油缸9活塞杆的伸出，即可驱动多个t型车刀7同时径向的做进给运动，进而在封隔器本体1的外柱面上一次性车削出多条环形槽3，因此该开槽装置相比卧式车床加工环形槽，无需一个一个的加工环形槽3，从而极大的缩短了开槽时间，进而极大的提高了开槽效率。此外，在t型车刀7切削封隔器本体1时，柱体16克服t型车刀7的切削力，从而避免了封隔器本体1的内壁发生变形，因此该开槽装置相比卧式
车床，极大的提高了开槽质量，具有开槽精度高的技术特点。
42.s33、加工后，工人控制两个升降油缸9的活塞杆同时缩回，活塞杆带动支座10向下运动，进而带动框架12向下运动，从而使t型车刀7从环形槽3内退出，如图10所示；
43.s4、环形槽3的打磨，其具体的操作步骤为：
44.s41、工人控制自锁电机17启动，自锁电机17的转矩经减速器减速后带动转轴11旋转，进而带动框架12旋转，当框架12旋转180
°
后，工人控制自锁电机17关闭，此时弧形块13处于框架12的顶部，如图11所示；
45.s42、工人控制两个升降油缸9的活塞杆同时伸出，活塞杆带动支座10向上运动，支座10带动框架12向上运动，进而带动弧形块13同步向上运动，弧形块13对应的伸入到各个环形槽3内，在伸入过程中，弧形块13两侧的砂磨片14对环形槽3的两个侧壁进行打磨，如图12~图13所示，当升降油缸9的活塞杆完全伸出后，即可实现对环形槽3的左右侧壁进行打磨，从而生产出成品封隔器；
46.在该步骤s4中，本开槽装置通过控制升降油缸9活塞杆的向上伸出，使各个弧形块13上的砂磨片14伸入到环形槽3，以对环形槽3的两侧内壁进行打磨，因此实现了对各个环形槽3进行同时进行打磨，相比传统人工采用手持式砂轮机对环形槽3进行打磨，无需一个一个对环形槽3打磨，从而缩短了打磨时间，进而极大的提高了封隔器的生产效率。
47.s43、控制两个升降油缸9的活塞杆向下缩回，并控制自锁电机17反转，以使t型车刀7复位；
48.s5、工人控制车床主体的动力部分关闭，并且控制进给油缸15的活塞杆缩回，活塞杆带动柱体16向右运动，缩回后，柱体16从封隔器内退出，当三爪卡盘4停止转动后，工人打开三爪卡盘4以将成品封隔器取走；
49.s6、重复步骤s1~s5的操作，即可连续地在多个封隔器本体1上开多条环形槽3，从而生产出多个成品封隔器。
50.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。