篩管梯形縫激光切割技術與光束偏擺隨動補償機構研發(fā).pdf

1、篩管是油氣井或水井用來分離液沙的分離器，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)有的篩管類產品相比，不易產生沙塞，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更換次數(shù)，大大的提高抽油機生產效率。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，這都給看似簡單的篩管加工設下了技術難關，因此

2、這種篩管至今未工業(yè)化生產。本文主要針對梯形縫篩管工業(yè)化生產的實際需求，開展細窄（0.2mm左右）梯形縫激光加工成形技術方法研究和相關激光加工設備的研制。
　　 首先，本文分析總結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中，激光加工技術是最為先進的。然后研究了激光切割機理，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切的方法來完成。因此本文所開展的梯形縫激光切割成形技

3、術研究，將采用激光束小角度偏轉，同縫重疊切割的技術方法，實現(xiàn)沿管軸向的梯形縫成形。這種激光同縫復切法可獲得最小的外縫寬度，并可通過光束偏角調正實現(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，往往會導致切縫位置偏差，而且這種偏差是隨機性的。本項目之前，沒有用于這種隨機性偏差的補償技術，所報道的光束偏擺同縫復切加工梯形縫的方法，是靠提高設備的自身精度和人工調整的方式保證兩次切縫的重疊精度的。這對于產業(yè)化生

4、產是不適用的，難以滿足復切光束對首縫的對準和跟蹤精度要求。
　　 本項目采用了激光切割頭以被加工管側面為基準隨動切割，并以隨動面為基準實時沿管Y向平移的技術方法補償修兩次切縫的位置偏差。這種補償技術從理論上講，可完全消除被加工管Z向分量偏差和Y向分量偏差所導致的兩次切縫誤差，從而實現(xiàn)兩次切縫無誤差重疊。
　　 最后，根據(jù)誤差補償技術要求，本文設計了這種可實現(xiàn)管側面高精度隨動跟蹤和以隨動面為基準的精確位移補償?shù)膫鞲序寗蛹夹g