[发明专利]钻杆管端直度在线检测矫直设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金领域内的检测设备及其控制方法，尤其涉及一种钻杆管端的直度检测设备及其控制方法。

背景技术

钻杆作为冶金领域内钢管生产的重要产品之一，需要保证其质量。钻杆直度是衡量钻杆质量的重要标准之一。钻杆的直度矫直由专门的矫直设备和工艺完成。然而，由于大部分钻杆都需要经过管端加厚处理，即将钻杆的两端部在加热状态下墩粗，以便于后面焊接加工，这就造成加厚的钻杆两端直径与钻杆中间部分的直径不一样，造成现有的矫直设备无法对钻管端部进行矫直，形成了钻杆矫直的盲区。

目前弥补这一矫直盲区的方法是在钻杆矫直工序后增加了钻杆管端压力矫直工序，专门对钻杆的两端部进行局部矫直处理，使钻杆全长满足API直线度要求。该钻杆管端压力矫直工序由钻杆管端压力矫直设备实现，现有的钻杆管端压力矫直设备包括上料台架、V型输送辊、纵向旋转移运辊、压力矫直机、出料台架以及控制系统等，完成钻杆的输入、矫直和矫直后的输出。但通过上述设备组成可以看出该压力矫直设备在矫直前必须得先判断出钻杆管端发生弯曲变形的部位和弯曲变形的大小，进而根据弯曲部位和弯曲大小确定压力矫直的部位和作用力的大小。

现有技术是通过人为目测法确定弯曲变形部位和弯曲变形大小：由一名操作人员操作旋转支撑辊将待矫直的钻杆支撑起来并旋转，由另一名检测人员将一只记号笔支撑在钻杆管端的旁边机座上，粉笔与管端表面预留一定的距离，当钻杆旋转时，操作人员用眼睛观察管端表面与记号笔端的距离变化，当人为判断该距离增大且超过标准时，便用记号笔在管端表面划一记号，确定晃头超差部位，同时利用骑马规上的百分表指针判断盲区的直度，如超差，并用记号笔做好记号。当盲区和晃头都检测好后，另一名操作人员便停止旋转钻杆，同时按照检测人员提供的信息和标记来判断需要矫直的部位和矫直量，然后进行手动矫直，手动矫直时，检测人员配合观察固定在矫直机旁边的百分表，人为判断矫直的进给量，及时通知操作人员停止矫直进给。该方法过分依赖于操作人员和检测人员的经验和技术水平，检测和矫直精度不高，效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻杆管端直度在线检测矫直设备及方法，实现钻杆管端直度检测和矫直的自动化，从而提高检测和矫直的精度，提高工作效率。

根据本发明的上述目的，本发明提出了一种钻杆管端直度在线检测矫直设备，用于检测和矫直待测钻杆的管端直度，其包括：

一矫直机；

一设于矫直机上的定位夹具装置；

若干送料装置，沿钻杆轴向输送方向依次设于所述矫直机旁，其中每一送料装置均包括一周向旋转装置和一轴向输送装置；

一PLC电控系统，与所述送料装置、矫直机和定位夹具装置分别电连接；一工控机，与所述PLC电控系统连接；

一升降驱动装置，设于所述矫直机上，位于待测钻杆的上方，所述升降驱动装置与PLC电控系统连接；

一管端直度检测装置，与所述升降驱动装置固定连接，位于待测钻杆的上方，所述管端直度检测装置还与所述PLC电控系统连接。

优选地，所述矫直机包括：一矫直机座；一设于矫直机座上的顶头；一与所述顶头连接的动力机构；一与所述动力机构连接的压力传感器；一与所述顶头连接的矫直位移传感器。

优选地，所述定位夹具装置，设于所述矫直机座上与所述顶头相对的位置，所述定位夹具装置包括：一夹具驱动电机；一与所述夹具驱动电机连接的传动轴，所述传动轴与钻杆平行设置；两夹具座，对称固定设于所述传动轴上；两夹具，分别与各夹具座对应固定连接。

优选地，所述定位夹具装置中两夹具的夹持面均为高低台阶面，所述各高低台阶面均包括：一高夹持面和一低夹持面，所述低夹持面设置于高夹持面的内侧，所述高夹持面与对应的低夹持面的临界处均设有一定位开关，所述两定位开关均与PLC电控系统连接。该高低台阶面的设置使得定位夹具可以将具有一定管径差的钻杆管端牢牢夹持住，另外定位开关的设置可以防止钻杆管端与钻杆管端直度在线检测矫直设备发生碰撞，起到很好的定位控制作用。

优选地，所述各送料装置还包括：一固定座，其上表面开有一滑槽，所述滑槽与钻杆轴向输送方向垂直设置；一平移支架，其底部设有一滑块，所述滑块设于所述滑槽内，所述周向旋转装置和轴向输送装置均设于平移支架上；所述各送料装置中的平移支架均通过一连接件与一平移支架驱动元件连接，所述平移支架驱动元件与所述PLC电控系统连接。上述设置可以实现被输送的钻杆贴近或远离定位夹具，实现钻杆沿与其轴向方向垂直的方向进行平移。

优选地，所述各平移支架均包括：