[发明专利]一种石油管道用摩擦塞焊装置

说明书

技术领域

本发明是一种石油管道用摩擦塞焊装置，属于专用摩擦塞焊设备。该设备用于对石油管道缺陷补焊。

背景技术

海洋石油管道包括海底油、气集输管道，干线管道和附属的增压平台，以及管道与平台连接的主管等部分。其作用是将海上油、气田所开采出来的石油或天然气汇集起来，输往系泊油船的单点系泊或者输往陆上油、气库站。按照用途，海底管道可以简单地分为输油管道、输气管道、输水管道等。我国许多主力油田已经进入中、高含水开发期，随着综合含水的不断上升，油、气、水集输系统的腐蚀日益严重，腐蚀成为影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素，是造成管道事故的最主要原因。据1988年不完全统计，中原油田污水、注水管线一年内腐蚀穿孔达5800次，报废57.9km，更新补焊91km。1994年1～10月份仅中原油田的三个采油厂管线穿孔就达1629次。胜利油田东辛采油厂有的新建管线半年就穿孔，最快的只用一年就全部更新。管道腐蚀过程中，焊接接头处尤为严重。因此采取有效的石油管道修理技术尤为重要。

发明内容

本发明正是针对上述对石油管道修理技术的需要而设计的一种石油管道用摩擦塞焊装置，其目的是针对海洋工程中应用的焊过的加工件在焊缝区域出现缺陷或者裂纹，需要进行补焊消除缺陷与裂纹而设计的搅拌摩擦焊装置。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：

该种石油管道用摩擦塞焊装置，其特征在于：该装置包括：

一个由电机(6)驱动的主轴(3)，主轴(3)的下端安装旋转工具塞棒(1)，主轴(3)的套筒的径向的两侧上各设置有一个滑块(11)，滑块(11)安装在机架(7)的导轨(10)上，并可沿导轨(10)作前后直线运动，机架(7)底部的四个角位置处各设置有一个齿轮(9)，其中，位于同一侧的前后两个齿轮(9)通过连接轴(8)连接，连接轴(8)由另一个电机(6)驱动旋转；

一个鞍座，鞍座的前后两端为半圆形的安装座(28)，半圆形的安装座(28)上设置有半圆形的齿条(13)，前后两端的半圆形安装座(28)之间通过连接板(17)连接，两个半圆形安装座(28)包覆在石油管道(4)上，两个半圆形安装座(28)和连接板(17)的下部通过链条(12)整体紧箍在石油管道(4)上；

所述机架(7)底部的四个角位置处的齿轮(9)分别和两个半圆形安装座(28)上的齿条(13)啮合，实现机架(7)在两个半圆形安装座(28)周向运动。

在机架(7)的前后两侧各安装一个锁紧装置，该锁紧装置包括一个锁紧油缸(21)、楔块连杆(22)、压紧楔块(23)、楔形固定块(24)，其中，锁紧油缸(21)和楔形固定块(24)固接在机架(7)上，楔块连杆(22)与锁紧油缸(21)的活塞杆下端连接，楔块连杆(22)通过连接轴(26)与两侧的连接拉杆(25)的一端连接，连接拉杆(25)可以沿连接轴(26)转动，连接拉杆(25)的另一端与压紧楔块(23)转动连接，压紧楔块(23)的下部与半圆形安装座(28)的上表面形状吻合，压紧楔块(23)的上部由楔形固定块(24)限位。

本发明技术方案的优点是整体结构紧凑，适应石油管道的结构特点实现圆周旋转运动，塞焊装置的轴向往复直线运动及周向旋转运动保证塞棒找准补焊位置完成修补焊接，同时锁紧机构简便可靠。

本发明技术方案在深海石油管道修补焊接上的应用，提高了石油管道的使用寿命，腐蚀的石油管道可以进行有效的修补焊接，降低了石油开采的成本。

附图说明

图1为焊缝缺陷示意图

图2为填充特型孔过程图

图3为搅拌摩擦塞焊设备总体结构示意图

图4为线型离散缺陷示意图

图5为修补单个缺陷的示意图

图6为鞍座示意图

图7为锁紧机构示意图

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

参见附图3、6、7所示，该种石油管道用摩擦塞焊装置，其特征在于：该装置包括：

一个由电机6驱动的主轴3，主轴3的下端安装旋转工具塞棒1，主轴3的套筒的径向的两侧上各设置有一个滑块11，滑块11安装在机架7的导轨10上，并可沿导轨10作前后直线运动，机架7底部的四个角位置处各设置有一个齿轮9，其中，位于同一侧的前后两个齿轮9通过连接轴8连接，连接轴8由另一个电机6驱动旋转；