Автоматизированное производство муфт для бурения нефтяных скважин

Хорошая новость для магазинов, обслуживающих нефтяные и энергетические компании, заключается в том, что они заняты. Обратной стороной этого является то, что у них часто нет времени на исследования и интеграцию новых стратегий обработки, потому что они работают на полную мощность, считает Гейл Воллмер, директор по техническим ресурсам Okuma.

Возьмем производство муфт, используемых для соединения отрезков нефтяных бурильных труб. Обработка муфт традиционно выполнялась вручную, при этом операторы загружали заготовки в относительно старое оборудование. Операторам сложно обращаться с этими тяжелыми муфтами, а удаление стружки во время необходимых операций токарной обработки и нарезания резьбы может быть проблемой. Кроме того, внутренний и наружный диаметр муфт и резьба должны быть точно обработаны, чтобы трубы, которые они соединяют, не протекали.

По словам г-на Фоллмера, до недавнего времени не было создано автоматизированной системы, предназначенной для производства этих муфт. Однако, поскольку спрос на прецизионные муфты растет, Окума и партнеры по сотрудничеству THINC решили разработать автоматизированную производственную ячейку муфт с использованием вертикальных и горизонтальных токарных станков, портального робота и конвейерной системы.

Ячейка была построена и испытана на предприятии Partners in THINC в Шарлотте, Северная Каролина. Поэкспериментировав с различными инструментами, охлаждающими жидкостями, давлением охлаждающей жидкости и методами обработки, партнеры смогли решить основную проблему накопления стружки во время операций токарной обработки и нарезания резьбы.

Автоматическое производство муфт

Автоматизированный производственный процесс начинается с портального робота Fanuc, который загружает заготовки муфт двойной длины в машины и из них. Конструкция с верхним порталом экономит ценное пространство на полу.

Черновые и чистовые операции по внутреннему и наружному диаметру муфт выполняются на четырехосевом токарном станке Okuma LOC-650. Этот токарный станок также выполняет операцию обрезки, которая разделяет заготовку на две муфты длиной 10 дюймов (готовая муфта ниже имеет диаметр 9 5/8 дюймов). Затем заготовки перемещаются по конвейеру на вертикальный токарный станок Okuma Konan V80R (VTL). Вертикальная ориентация шпинделя станка V80R способствует удалению стружки при точении и нарезании резьбы. Обе машины оснащены патроном Schunk «Oil Country».

Стружка, образующаяся при нарезании резьбы, падает и стекает с заготовки благодаря модифицированному инструментальному адаптеру V80R и системе подачи СОЖ высокого давления ChipBlaster с большим объемом. Поток охлаждающей жидкости из точно направленных сопел помогает разбивать стружку и вымывать ее из станка. После нарезания резьбы заготовка транспортируется из ячейки и доставляется на измерительную станцию, где датчик Марпосс проверяет ее резьбу и диаметры. Время цикла поворота, навинчивания и извлечения готовой муфты из ячейки составляет всего 11 минут.

Этот метод ячеистого производства позволяет полностью обтачивать наружный диаметр за одну операцию. Это помогает удовлетворить требования к высокоточному нарезанию резьбы, избегая нежелательной линии сопряжения, которая возникает при операции с двумя деталями. В дополнение к увеличению скорости производства ячейка устраняет необходимость в 1-2-минутной операции пиления.