篩管梯形縫激光切割技術(shù)與光束偏擺隨動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)研發(fā).pdf

1、篩管是油氣井或水井用來(lái)分離液沙的分離器，其上沿軸向密集排布著通縫，用以防沙和滲液，其中通縫截面呈“外小內(nèi)大”的梯形既為梯形縫篩管。這種梯形縫篩管與現(xiàn)有的篩管類(lèi)產(chǎn)品相比，不易產(chǎn)生沙塞，可將防沙有效期提高2～3倍，滲液流阻降低1倍以上，有效的減少篩管失效停機(jī)更換次數(shù)，大大的提高抽油機(jī)生產(chǎn)效率。因此這種篩管是目前石油工業(yè)更新?lián)Q代的主要產(chǎn)品，但由于篩管割縫加工的高難度，要求割縫幾何尺寸、形狀的高精度，這都給看似簡(jiǎn)單的篩管加工設(shè)下了技術(shù)難關(guān)，因此

2、這種篩管至今未工業(yè)化生產(chǎn)。本文主要針對(duì)梯形縫篩管工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)際需求，開(kāi)展細(xì)窄（0.2mm左右）梯形縫激光加工成形技術(shù)方法研究和相關(guān)激光加工設(shè)備的研制。
　　 首先，本文分析總結(jié)了割縫篩管的各種加工方法，從而得出在目前可用于篩管梯形縫的加工技術(shù)中，激光加工技術(shù)是最為先進(jìn)的。然后研究了激光切割機(jī)理，從中找出適合石油篩管的有效切割方式。由于梯形縫的加工特殊性，需采用激光束兩次同縫復(fù)切的方法來(lái)完成。因此本文所開(kāi)展的梯形縫激光切割成形技

3、術(shù)研究，將采用激光束小角度偏轉(zhuǎn)，同縫重疊切割的技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)沿管軸向的梯形縫成形。這種激光同縫復(fù)切法可獲得最小的外縫寬度，并可通過(guò)光束偏角調(diào)正實(shí)現(xiàn)切縫角度控制。
　　 其次，由于被加工管自身變形及切割中彎曲變形等原因，往往會(huì)導(dǎo)致切縫位置偏差，而且這種偏差是隨機(jī)性的。本項(xiàng)目之前，沒(méi)有用于這種隨機(jī)性偏差的補(bǔ)償技術(shù)，所報(bào)道的光束偏擺同縫復(fù)切加工梯形縫的方法，是靠提高設(shè)備的自身精度和人工調(diào)整的方式保證兩次切縫的重疊精度的。這對(duì)于產(chǎn)業(yè)化生

4、產(chǎn)是不適用的，難以滿(mǎn)足復(fù)切光束對(duì)首縫的對(duì)準(zhǔn)和跟蹤精度要求。
　　 本項(xiàng)目采用了激光切割頭以被加工管側(cè)面為基準(zhǔn)隨動(dòng)切割，并以隨動(dòng)面為基準(zhǔn)實(shí)時(shí)沿管Y向平移的技術(shù)方法補(bǔ)償修兩次切縫的位置偏差。這種補(bǔ)償技術(shù)從理論上講，可完全消除被加工管Z向分量偏差和Y向分量偏差所導(dǎo)致的兩次切縫誤差，從而實(shí)現(xiàn)兩次切縫無(wú)誤差重疊。
　　 最后，根據(jù)誤差補(bǔ)償技術(shù)要求，本文設(shè)計(jì)了這種可實(shí)現(xiàn)管側(cè)面高精度隨動(dòng)跟蹤和以隨動(dòng)面為基準(zhǔn)的精確位移補(bǔ)償?shù)膫鞲序?qū)動(dòng)技術(shù)