《石油钻杆摩擦焊接头焊后感应热处理PLC闭环控制系统研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石油钻杆摩擦焊接头焊后感应热处理PLC闭环控制系统研究（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、疆托l 、监大学疆七 炎生论文摘要随羲我霉磊滤王业约毫速发震，对聂油键抒的震要不仅袭现在数量二 的增加，而且对钻卡1 的质量也提出了更高的要求，因此，不断提高钻杆焊 接修复工艺及姆层热处璎工艺灼质量控割水平是星盼国内石浊钻袋行业急待解决的一个关键问题。本文在石油钻秆热处理过程自动化的生产需要这个应用背景下，对钻朴热处理过程自动化的实现方法进行了探讨，研究了强可编携控割器为核心控制元件实璃舀动纯所涉及豹薪凝念、薪淼理及技术所需的基础理论。 麓了蠢效缳诞凝锈群蠡鼋热楚瓒囊量，减少入为嚣絮靛予撬，奉文对蓬 产热处理设备进行了详细分析，找出了影响热处理质量稳定性的主要原露，莠营 对这些影鸭因素，黠热处
2、理设器进露蠡动亿改造，磷到了j c 搴溽链 秆热处理自动监撩装置，该装筲采用三台西门予可编程控制器( P L C ) 分别对退火、淬火、回火三个工序的温度进行现场闭环控制，另由一螽工控机进行远灞生产管理，同时生产篱理丽豹工控槐与另外三台P L C 迸彳予联掰，实现了整个对焊锚枉热处理生产的自动化操作。同时，针对新钻杆热处理 工艺的特点，设计了耨甏感应嚣秘冷却装置，饶选了新链抒热处理参数， 并通过一系列机械性能试验加以验证，有效保证了新钻杆的热处理质量。矮突袭缓，焱赣链蟹豹热照瑾控瀵遘程孛霹采篱P I D 技术，透遥选择合适的P 、I 、D 参数，有效的抗干扰措旌可实现：温度控制精度5 ，时闼控
3、制髓度0 5 s 。本文所取得的成栗，极大的提高了整个圈产钻杆热处理生产线的性 能，在此纂础上生产了2 5 0 余吨鞭钻杼搏全部发往钻势现场使用，效果良好，开创了稍用函产设备生产新钴秆的先河，在国民经济发疑中将疑有重要意义。关键逮：石嚣锯抒鬻擦缛接惑瘦蕊楚毽P I D可编襁控制器组念王姆，池 ：l E 久学颈七瓣究生论文A B S T R A C TW i t hag r e a td e v e l o p m e n to fp e t r o l e u mi n d u s t r yi no a rc o u n t r y ，t h er e q u i r e m e n to
4、fd r i l l i n gp i p ei sn o to n l yb i gq u a n t i t yb u ta ls og o o dq u a l i t y S ot h eu r g e n tp r o b l e mw h i c hm u s tb er e s o l v e di no u rp e t r o l e u mi n d u s t r yi sc o n t i n u a li m p r o v e m e n to fd r i l l i n gp i p ew e l d i n gc r a f ta n dq u a l i t
5、 a t i v ec o n t r o ll e v e Io fh e a t t r e a t m e n tc r a f t a f t e rw e l d i n g I no r d e rt Om e e tt h en e e do fa u t o m a t i o no fd r i l l i n gp i p eh e a t - t r e a t m e n tc o u r s e ，t h em e t h o do fa c c o m p l i s h i n gh e a t t r e a t m e n tc o u r s ea u t
6、o m a t i o nh a sb e e ne x p l o r e ，a n dt h eb a s i ct h e o r yw h i c hh a sb e e ni n v o l v e di na c c o m p l i s h i n ga u t o m a t i o no nt h eb a s i so fp r o g r a m m a b l el o g i cc o n t r o l l e rh a sb e e nr e s e a r c h e di nt h i sp a p e r +I no r d e rt Oi n s u r
7、 eq u a l i t yo fh e a tt r e a t m e n t ，w ea n a l y z e dh e a t t r e a t m e n tm a c h i n et h a tm a d ei no u rc o u n t r ya n di n v e n t e do n es e to fa p p a r a t u s ，w h i c hc a na u t om o n i t o rt h ep r o c e s so fh e a td r i l l i n gp i p e I tw a sm a d eo fP L Ca n d
8、i n d u s t r i a lc o m p u t e r ，a n dt h e yw e r ec o n n e c t e dw i t hc o m m u n i c a t i o nw i r e I nt h el i g h to fc h a r a c t e r i s t i co fh e a t t r e a t m e n tm a c h i n et h a tm a d ei no u rc o u n t r y ，W ei n v e n t e dn e wt y p eh e a t i n ga n dc o o l i n ga
9、p p a r a t u s W ea l s oc h o o s et h ep a r a m e t e r so fh e a t i n gn e wd r i l l i n gp i p e T h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t si n d i c a t et h a t 氆eP I Dt e c h n o l o g yc a nb eu s e di nh e a t - t r e a t m e n th e a t i n gc o u r s e W h e na p p r o p r i a t ep a r a
10、 m e t e ro fP , Ia n dDa n de f f e c t i v ea n t i i n t e r a c t i o nm e t h o dh a v eb e e na d o p t e d ，w ec a na t t a i nt h ec o n s e q u e n c et h a tt e m p e r a t u r ec o n t r o l l e dp r e c i s i o ni S 5 a n dt i m ec o n t r o l l e dp r e c i s i o ni s 土O 5 s 。A c c o r
11、d i n gt Oa b o v er e s e a r c ha n dm e n d ，t h ep e r f b r m a n c eo fd o m e s t i ch e a t i n gm a c h i n ew a si m p r o v e dv a s t l y W em a n u f a c t u r e d2 5 0T o nn e wd r i l l i n gp i p ew i t ht h em a c h i n e ，I ti n d i c a t e dt h a tW ec o u l dw e l dn e wd r i l l
12、 i n gp i p eb yn a t i v em a c h i n e ，w h i c hi si m p o r t a n tt oo u rc o u n t r ye c o n o m yp r o g r e s s K e yw o r d s ：d r i l l i n gp i p e ；f r i c t i o nw e l d i n g ；h e a tt r e a t m e n t ；P I D ；P L C ；k i n g v i e wl l 就| 。、监久学磺七疆究生渣文第一辈绪论1 1 引言油井的钻探和玎采都离不开钢管，一般称这些钢篱为t
13、 i 油钻采钏管。石油钻市i ：是石 沁钻采钢管中的一个重要组成部分。 在磊滴钻探遥稔中，锚抒豹工 繁条件辍为瑟劣。镑拇上蠢；受拉，F 舔受压，并梵子 H 转弯曲等十分复杂的应力状态下。钻头的冲击还引超钻卡T 强烈的振动。此外，其内壁 受蕊压赢速泥浆的翘删，出于泥浆中食有硫化氮、氧、二氧化碳等气 奉，故可造成链孝 腐蚀，产生蚀坑，锤至造成锚杆的氯脆，茵貌，对钻轩材质韵霾求是搬高的。石油钻采 钢管按照j 皴等级可分为三类，即：屈服点为5 0 k g m m 2 的普通强度管，屈服点为5 5 9 5k g r H n z 裹鬣瘦譬淡笈震骚蠡大予9 5k g n 藿1 1 2 豹趣高强嶷管“。 钻杼
14、出工具接头和管体连接丽成。在生产高强度钻杆时，为了提高i 掰妾部位的强度， 国步 均采用对焊连接代替丝拓连接，早期钴杉管体与工具接头的爆接主要采用电阻对焊 或闪光对绛，近年来，由予瘵擦绰接发展迅速，量其密谈头韵焊接覆蘩稳定，适于焊接 异种金属，生产率漪等一系列优点，圆外一然新建的对焊钻杆生产厂都采用摩擦焊接， 过去采用闲逛对浮豹工厂邀更薮戈瘁擦焊。 在摩撩焊热机械处理的作用下，焊接接头部位不可避免存在内成力、过热组织和 脆化现象，从而使焊后机械性能不能满足使用要求，阁此，必须实施焊后热处理。焊后 熬处理豹瓣翡是力灏实现霹接接头赛隧浍整今裁瑟上酌整蒋强溺往，僚涯浮浚接头翼有 足够的强度、塑性和韧
15、性，防止在钻井过程中因断裂而失效。 镳= | 手长度一般为6 一1 2 米，币馒在生产修复瑰场进 亍焊斌整俸热处理，数邋蒜 瑁感 应加热的方法对摩擦焊焊接接头迸彳亍感应热处理。 根据A P I ( 美国石油协会) 标准，石油钻采用钢管的机械性能是重要的，化学成分则 是次要豹。对耗学戏分懿要墩是是遮翻瘊要求穰藏瞧缆弱一静手段。恻翅，不黪在饔一 个国家的标准中，都仅仅是限制最大的硫、磷含量，丽碳、锰和其他合愈元素的含量则 出钢管制遗厂根据所要求的砉f l | 械性能皂行掌撼。就是对同一牌号的钢，在不同的钢管制 遗厂晕所采鞠的纯学成分鄂不完全一裂“。 根据对对焊钻杼机械性能要求的不同，嘲外在生产对焊
16、钻杆时，群后热处理通常采 蠲强火，恶火+ 圈火，淬火+ 糍渥圈火( 潺爱) 。调囊姓瑗在生产裹强度石油链采镪警中缮 到广泛应用。特剐魑感应加热的的诵质处理，是目前世界上比较先进的一种对焊钻秆热处理工艺。 采滔拣瘟蕊热热处理霹有竣- V 鬟要蠲透涉及焊接蹬美囊羹：淬必热处理时爝缝必须 在感应圈中准确自动定位，以保证热处理范围覆盖焊接热处理区，沿轴向有均一的奥氏 拳化程度，方戆消簸镪向的缀织梯度：t 皓$ T - 在感应隧中应不敝壤转，以保证凰溺方氮上 加热的均匀性：钻秆在感应圈中应有徐温过程，以保H E 径向上的均匀性；保温过程结柬 后喷水圈应能在设定时间喷出淬火介质，保证沿轴向、圆周和径向有均的淬透性； 譬火冷却缝紊磊链抒应及辩湛毫，势叁动流淘下一工位，邋火窝嚣火热链理与淬穴露麴 加热过程相似。由此可见，摩擦焊石油钻杆的热处理过程是随载荷，多工位，快节奏， 高精度的獠序控制过程，为保证钻f r 质量，掇高生产率必须实现热处鞋E 过程的自动化。 隧着我国磊浦王鼗溺高速发袋，对石
