一种油管标识用刻码装置
技术领域
本申请涉及一种刻码装置，尤其是涉及一种油管标识用刻码装置。
背景技术
在油田开发中，每天运行的油水井有数万口。油管是连接井口与油层的通道，作为油水井生产的重要组成部分，其管理水平直接关系着油水井免修期长短和作业成本的高低。每家采油厂的油管数量都很庞大。据某采油厂介绍，油管杆的花费占采油厂材料费用的21％，占作业主材费用的55％。与此不相称的是，受技术、设备等因素制约，油管的管理、使用相对粗放，急需推进精细化管理。主要存在问题表现为：一是新旧混用，同一口井的油管使用年限差距大。由于作业现场长期更换部分油管，导致同一口井油管新旧混用，使用年限、疲劳程度和材质各不相同。而在相同的井内环境和受力作用下，往往使用年限长、疲劳程度高、材质差的油管容易出现问题，形成“寿命短板”，造成检泵作业频繁，同时更换的部分新油管作用得不到有效发挥。二是油管现场管理混乱，各矿区管材数量不清，油管存放场地不规范，油管摆放混乱，不同年限的油管掺在一起回收修复时，由于无法挑选年限长和年限短的管材，混杂一起上线挑选、修复，往往因修复管掺在一起无法分清管材的多少、好坏而导致部分缺陷油管重新下入井内，形成断脱、刺漏，造成检泵作业频繁，严重制约了井下作业质量的提高和免修期的延长。
为解决油管问题对作业成本和质量的制约，在经过充分的前期调研的情况下，基于数字化油田对数字井筒的建立要求，需要为每一根油管赋予标识码，为每一根油管建立“户口”档案，对油管入库时间、服役时间、地点、维护时间、维护原因、维护结果、报废时间等信息进行追溯，使油水井油管投产年限、使用寿命、使用次数、使用效果等信息准确可靠。根据需要，可有的放矢选取不同材质、质量、年限的油管，对深化油管全生命周期管理具有重大的指导意义。
通过现场测试先后对二维码技术、RFID芯片嵌入技术在油管上的应用进行研究，但是在复杂的井下环境下，以上两种技术的标识都容易失效。经过反复研究探索，采用回型定位和条形码相结合的油管标识，回型定位就是刻“回”字型用于标识定位，条形码就是每根油管采用26位二进制标识码，有刻痕代表“1”无刻痕代表“0”，刻痕深度0.3毫米，分别表示生产厂家、规格型号、材质、井号、投产时间等信息。此油管标识可在高温、震荡、磨损、腐蚀的井下环境使用后，还可以读取数据。因此有必要研制一种刻码装置，可对上述回型定位和条形码相结合的油管标识在油管本体上精密刻码。
发明内容
本发明的目的是为解决上述不足，提供一种油管标识用刻码装置。
为实现上述发明目的，本发明所使用的技术方案如下：
一种油管标识用刻码装置，包括：刻码机底座、定位气缸座、定位气缸、定位推盘、让位气缸线性滑轨、定位组件安装座、防溅挡板、主轴电机夹具、风冷主轴电机、Z轴伺服电机、Z轴联轴器、Z轴直线模组、Y轴直线模组、Y轴联轴器、Y轴伺服电机、导向轮、立式轴承座、导向轮底座、操作台、冷却水箱、循环冷却泵、夹持气缸Ⅰ夹具座、夹持气缸Ⅰ、夹持气缸Ⅰ下夹块、夹持气缸Ⅰ上夹块、XYZ工作台组件、集液槽、夹持气缸Ⅱ夹具座、X轴伺服电机、夹持气缸Ⅱ上夹块、夹持气缸Ⅱ下夹块、同步带轮、夹持气缸Ⅱ、让位气缸连接座、让位气缸、让位气缸电缆拖链、电气接转箱、Y轴电缆拖链、X轴直线模组和X轴电缆拖链。其特征在于所述刻码机底座上方安装有所述X轴直线模组，所述X轴直线模组右侧安装有所述夹持气缸Ⅰ，所述X轴直线模组左侧安装有所述夹持气缸Ⅱ，所述夹持气缸Ⅰ与所述夹持气缸Ⅰ下夹块螺栓连接，所述夹持气缸Ⅱ与所述夹持气缸Ⅱ下夹块螺栓连接，所述夹持气缸Ⅰ夹具座安装于所述夹持气缸Ⅰ正上方，所述夹持气缸Ⅱ夹具座安装于所述夹持气缸Ⅱ正上方，所述夹持气缸Ⅰ夹具座上部内侧安装有所述夹持气缸Ⅰ上夹块，所述夹持气缸Ⅱ夹具座上部内测安装有所述夹持气缸Ⅱ上夹块，所述X轴直线模组上方安装有所述XYZ工作台组件，所述XYZ工作台组件底部安装有所述集液槽，所述集液槽上方安装所述防溅挡板，所述XYZ工作台组件上部安装有所述Y轴直线模组，所述Y轴直线模组和所述Y轴伺服电机通过所述Y轴联轴器连接，所述Y轴直线模组上安装有所述Z轴直线模组，所述Z轴直线模组和所述Z轴伺服电机通过所述Z轴联轴器连接，所述Z轴直线模组上安装有所述主轴电机夹具，所述主轴电机夹具夹紧所述风冷主轴电机，所述X轴直线模组前端装有所述X轴电缆拖链，所述XYZ工作台组件顶部安装有所述Y轴电缆拖链，所述刻码机底座正前方放有所述操作台。
作为本发明的一种优选技术方案，所述刻码机底座左侧安装有所述定位组件安装座，所述定位组件安装座上方安装有所述让位气缸线性滑轨，所述让位气缸线性滑轨上方安装有所述让位气缸连接座，所述让位气缸连接座与所述让位气缸相连接，所述让位气缸连接座上方安装有所述定位气缸座，所述定位气缸座上方安装有所述定位气缸，所述定位气缸与所述定位推盘螺栓连接，所述让位气缸旁边安装有所述让位气缸电缆拖链，所述刻码机底座右侧安装有所述导向轮底座，所述导向轮底座上方安装有所述立式轴承座，所述立式轴承座与所述导向轮相连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述刻码机底座内部一边安装有所述冷却水箱，所述冷却水箱上方安装有所述循环冷却泵，所述刻码机底座内部另一边安装有所述电气接转箱。
作为本发明的一种优选技术方案，所述操作台包括散热进气过滤器、散热排气过滤器、电源指示灯、运行指示灯、10吋触摸屏、蜂鸣报警器、急停按钮、操作台箱体、中间继电器、电气安装板、X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z轴伺服驱动器、小型断路器、插座、电源滤波器、PLC控制器、开关电源、电主轴变频器、信号接线端子、电机接线端子和操作台线槽。其特征在于所述操作台箱体两侧下部分别安装有所述散热进气过滤器，所述散热进气过滤器上方安装有所述散热排气过滤器，所述操作台箱体上方左侧安装所述电源指示灯，所述电源指示灯下方安装有所述运行指示灯，所述操作台箱体上方中间安装有所述10吋触摸屏，所述操作台箱体上方右侧安装有所述蜂鸣报警器，所述蜂鸣报警器下方安装有所述急停按钮，所述操作台箱体内部安装有所述电气安装板，所述电气安装板周边安装有所述操作台线槽，所述电气安装板上方左侧安装有所述小型断路器，所述小型断路器右侧安装有所述插座，所述插座右侧安装有所述电源滤波器，所述电源滤波器右侧安装有所述PLC控制器，所述PLC控制器下方安装有所述开关电源，所述开关电源下方安装有所述X轴伺服驱动器，所述X轴伺服驱动器右侧安装有所述Y轴伺服驱动器，所述Y轴伺服驱动器右侧安装有所述Z轴伺服驱动器，所述Z轴伺服驱动器右侧安装有所述电主轴变频器，所述电主轴变频器下方安装有所述电机接线端子，所述电机接线端子左侧安装有所述中间继电器，所述电气安装板右侧安装有所述信号接线端子。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电气接转箱包括电气接转箱箱体、进气快插接头、接转箱接线端子、接转箱线槽、气源三联件、电磁阀组和出气快插接头。其特征在于所述电气接转箱箱体左侧安装有所述进气快插接头，所述电气接转箱箱体右侧安装有所述出气快插接头，所述电气接转箱箱体内部上方安装有所述接转箱接线端子，所述接转箱接线端子下方安装有所述气源三联件，所述气源三联件右侧安装有所述电磁阀组，所述电气接转箱箱体内部周边安装有所述接转箱线槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供一种油管标识用刻码装置，专门为油田所用油管在管体表面刻一种回型定位和条形码相结合的油管标识，此油管标识可在高温、震荡、磨损、腐蚀的井下环境使用后，还可以读取数据，是油管全生命周期管理的基础，通过本发明在油管上刻码可实现油管的精细化管理从而提高井下作业质量、延长油水井免修期，以达到降低油田作业成本的目的。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的刻码机立体结构示意图(其中底座门板未体现)；
图3为本发明的刻码机另一视角的立体结构示意图(其中底座门板未体现)；
图4为本发明的操作台结构示意图；
图5为本发明的电气接转箱结构示意图(其中电气接转箱门板未体现)；
图6为本发明的操作台内部电气安装板结构示意图。
图中：1、刻码机底座，2、定位气缸座，3、定位气缸，4、定位推盘，5、让位气缸线性滑轨，6、定位组件安装座，7、防溅挡板，8、主轴电机夹具，9、风冷主轴电机，10、Z轴伺服电机，11、Z轴联轴器，12、Z轴直线模组，13、Y轴直线模组，14、Y轴联轴器，15、Y轴伺服电机，16、油管，17、导向轮，18、立式轴承座，19、导向轮底座，20、操作台，21、冷却水箱，22、循环冷却泵，23、夹持气缸Ⅰ夹具座，24、夹持气缸Ⅰ，25、夹持气缸Ⅰ下夹块，26、夹持气缸Ⅰ上夹块，27、XYZ工作台组件，28、集液槽，29、夹持气缸Ⅱ夹具座，30、X轴伺服电机，31、夹持气缸Ⅱ上夹块，32、夹持气缸Ⅱ下夹块，33、同步带轮，34、夹持气缸Ⅱ，35、让位气缸连接座，36、让位气缸，37、让位气缸电缆拖链，38、电气接转箱，39、Y轴电缆拖链，40、X轴直线模组，41、X轴电缆拖链，42、散热进气过滤器，43、散热排气过滤器，44、电源指示灯，45、运行指示灯，46、10吋触摸屏，47、蜂鸣报警器，48、急停按钮，49、操作台箱体，50、电气接转箱箱体，51、进气快插接头，52、接转箱接线端子，53、接转箱线槽，54、气源三联件，55、电磁阀组，56、出气快插接头，57、中间继电器，58、电气安装板，59、X轴伺服驱动器，60、Y轴伺服驱动器，61、Z轴伺服驱动器，62、小型断路器，63、插座，64、电源滤波器，65、PLC控制器，66、开关电源、67、电主轴变频器，68、信号接线端子，69、电机接线端子，70、操作台线槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作出进一步的说明：
参照图1-6，一种油管标识用刻码装置，包括：刻码机底座1、定位气缸座2、定位气缸3、定位推盘4、让位气缸线性滑轨5、定位组件安装座6、防溅挡板7、主轴电机夹具8、风冷主轴电机9、Z轴伺服电机10、Z轴联轴器11、Z轴直线模组12、Y轴直线模组13、Y轴联轴器14、Y轴伺服电机15、导向轮17、立式轴承座18、导向轮底座19、操作台20、冷却水箱21、循环冷却泵22、夹持气缸Ⅰ夹具座23、夹持气缸Ⅰ24、夹持气缸Ⅰ下夹块25、夹持气缸Ⅰ上夹块26、XYZ工作台组件27、集液槽28、夹持气缸Ⅱ夹具座29、X轴伺服电机30、夹持气缸Ⅱ上夹块31、夹持气缸Ⅱ下夹块32、同步带轮33、夹持气缸Ⅱ34、让位气缸连接座35、让位气缸36、让位气缸电缆拖链37、电气接转箱38、Y轴电缆拖链39、X轴直线模组40和X轴电缆拖链41。刻码机底座1上方安装有X轴直线模组40，X轴直线模组40右侧安装有夹持气缸Ⅰ24，X轴直线模组40左侧安装有夹持气缸Ⅱ34，夹持气缸Ⅰ24与夹持气缸Ⅰ下夹块25螺栓连接，夹持气缸Ⅱ34与夹持气缸Ⅱ下夹块32螺栓连接，夹持气缸Ⅰ夹具座23安装于夹持气缸Ⅰ24正上方，夹持气缸Ⅱ夹具座29安装于夹持气缸Ⅱ34正上方，夹持气缸Ⅰ夹具座23上部内侧安装有夹持气缸Ⅰ上夹块26，夹持气缸Ⅱ夹具座29上部内测安装有夹持气缸Ⅱ上夹块31，X轴直线模组40上方安装有XYZ工作台组件27，XYZ工作台组件27底部安装有集液槽28，集液槽28上方安装防溅挡板7，XYZ工作台组件27上部安装有Y轴直线模组13，Y轴直线模组13和Y轴伺服电机15通过Y轴联轴器14连接，Y轴直线模组13上安装有Z轴直线模组12，Z轴直线模组12和Z轴伺服电机10通过Z轴联轴器11连接，Z轴直线模组12上安装有主轴电机夹具8，主轴电机夹具8夹紧风冷主轴电机9，X轴直线模组40前端装有X轴电缆拖链41，XYZ工作台组件27顶部安装有Y轴电缆拖链39，刻码机底座1正前方放有操作台20。
刻码机底座1左侧安装有定位组件安装座6，定位组件安装座6上方安装有让位气缸线性滑轨5，让位气缸线性滑轨5上方安装有让位气缸连接座35，让位气缸连接座35与让位气缸36相连接，让位气缸连接座35上方安装有定位气缸座2，定位气缸座2上方安装有定位气缸3，定位气缸3与定位推盘4螺栓连接，让位气缸36旁边安装有让位气缸电缆拖链37，刻码机底座1右侧安装有导向轮底座19，导向轮底座19上方安装有立式轴承座18，立式轴承座18与导向轮17相连接。
刻码机底座1内部一边安装有冷却水箱21，冷却水箱21上方安装有循环冷却泵22，刻码机底座1内部另一边安装有电气接转箱38。
操作台20包括散热进气过滤器42、散热排气过滤器43、电源指示灯44、运行指示灯45、10吋触摸屏46、蜂鸣报警器47、急停按钮48、操作台箱体49、中间继电器57、电气安装板58、X轴伺服驱动器59、Y轴伺服驱动器60、Z轴伺服驱动器61、小型断路器62、插座63、电源滤波器64、PLC控制器65、开关电源66、电主轴变频器67、信号接线端子68、电机接线端子69和操作台线槽70。操作台箱体49两侧下部分别安装有散热进气过滤器42，散热进气过滤器42上方安装有散热排气过滤器43，操作台箱体49上方左侧安装电源指示灯44，电源指示灯44下方安装有运行指示灯45，操作台箱体49上方中间安装有10吋触摸屏46，操作台箱体49上方右侧安装有蜂鸣报警器47，蜂鸣报警器47下方安装有急停按钮48，操作台箱体49内部安装有电气安装板58，电气安装板58周边安装有操作台线槽70，电气安装板58上方左侧安装有小型断路器62，小型断路器62右侧安装有插座63，插座63右侧安装有电源滤波器64，电源滤波器64右侧安装有PLC控制器65，PLC控制器65下方安装有开关电源66，开关电源66下方安装有X轴伺服驱动器59，X轴伺服驱动器59右侧安装有Y轴伺服驱动器60，Y轴伺服驱动器60右侧安装有Z轴伺服驱动器61，Z轴伺服驱动器61右侧安装有电主轴变频器67，电主轴变频器67下方安装有电机接线端子69，电机接线端子69左侧安装有中间继电器57，电气安装板58右侧安装有信号接线端子68。
电气接转箱38包括电气接转箱箱体50、进气快插接头51、接转箱接线端子52、接转箱线槽53、气源三联件54、电磁阀组55和出气快插接头56。电气接转箱箱体50左侧安装有进气快插接头51，电气接转箱箱体50右侧安装有出气快插接头56，电气接转箱箱体50内部上方安装有接转箱接线端子52，接转箱接线端子52下方安装有气源三联件54，气源三联件54右侧安装有电磁阀组55，电气接转箱箱体50内部周边安装有接转箱线槽53。
工作原理：油管16在修复流水线通过导向轮17到达定位气缸3所在位置，定位气缸3伸出通过定位推盘4将油管16推到指定位置，定位气缸3收回，夹持气缸Ⅰ24和夹持气缸Ⅱ34同时伸出带动夹持气缸Ⅰ下夹块25和夹持气缸Ⅱ下夹块32将油管16顶起，与位于夹持气缸Ⅰ夹具座23上的夹持气缸Ⅰ上夹块26和夹持气缸Ⅱ夹具座29上的夹持气缸Ⅱ上夹块31共同作用下加紧油管16。PLC控制器65在检测出油管16被夹紧，分别向X轴伺服驱动器59、Y轴伺服驱动器60和Z轴伺服驱动器61发出脉冲和方向信号控制X轴直线模组40、Y轴直线模组13和Z轴直线模组12分别到达指定位置，然后PLC控制器65发出信号控制电主轴变频器67运行并从而控制风冷主轴电机9运行，PLC控制器65根据不同的油管标识发出不同位置信号控制X轴直线模组40、Y轴直线模组13和Z轴直线模组12走不同路线带动风冷主轴电机9上的铣刀在油管16表面刻出不同的标识，在风冷主轴电机9运行过程中循环冷却泵22运行，使冷却水箱21中的冷却液经由管路喷到风冷主轴电机9上的铣刀从而达到刻码降温的作用，经过刻码的冷却液通过集液槽28汇集然后回流到冷却水箱21。操作人员可以通过操作台20上的10吋触摸屏46发出控制指令和设置参数，操作台20和电气接转箱38之间通过多芯电缆连接传递电气信号。
本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属本发明的保护范围。
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