本发明涉及连续管技术及采用连续管作业的油气田勘探开发领域，具体涉及一种连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装及方法。
背景技术：
连续管(coiledtubing，简称ct)又称挠性油管、盘管，是连续管作业技术的基础和重要组成部分，可用于修井、测井、钻井、完井等作业及油气地面管线和海底管线等多个领域的多种作业，主要由碳钢制成，管径规格0.75″～3.5″，长度可到几百米至几千米没有接头，通常盘绕于连续管滚筒上。
连续管作业工况复杂，作业中受拉伸、弯曲、内压、扭转、内涨、疲劳等多种复杂力，一次起下井承受2次弯曲循环，经历6次弯曲动作，连续管导出滚筒，经过鹅颈架、注入头夹持块、防喷器、防喷盒、进入井筒作业，如此反复起下作业中不可避免会产生管体的损伤、腐蚀甚至断裂等失效情况，而去除局部损伤和失效的管体，在现场进行管管焊接修复是解决这一问题的唯一方法。
现场连续管的管-管对接焊修复一般采用手工或自动氩弧焊工艺(tig)，为使焊接接头能够顺畅通过注入头夹持块，保证防喷器、防喷盒的密封性能，对接环焊缝余高必须打磨去除。
由于连续管材质用钢是一种超细晶粒控轧控冷钢，其优质的强韧性是通过控轧来实现的，相对于管体焊接接头仍然是连续管柱的薄弱环节，且连续管往往在复杂的拉、压、挤、胀、冲刷、腐蚀、疲劳等综合作用下工作，工况条件恶劣，现场完成的对接焊环焊缝不可避免也要承受同样的工况条件，因而对焊接接头的综合质量要求很高。
为保证优良的焊接接头综合质量，环焊缝余高打磨是其中的关键技术之一，这是应为连续管对接环焊缝管打磨的要求和条件有以下几个方面：
1)要求焊缝余高打磨至与管体平齐，且不得过度打磨及磨损管体母材，以免降低管体承载截面；2)打磨不得有明显的凹凸不平以免影响注入头的通过性及防喷器、防喷盒的密封性能；3)要求打磨过渡平滑，不得有尖锐的棱角、划痕、坑洞等应力集中缺陷，以避免作业过程中因应力集中断裂造成作业事故；4)好的焊缝余高打磨质量，有利于无损探伤对焊缝焊透性等质量的检测和评价。
因此，连续管对接环焊缝打磨的好坏，对连续管现场焊接接头的综合性能有直接的影响，从而在连续管焊接修复作业中保证安全生产、减少作业事故具有重要的意义。
目前连续管对接焊后，采用人工手持角磨机对环焊缝余高进行抛磨，其工作原理是通过高速运转的百叶轮与焊缝余高摩擦，对焊缝余高进行磨削去除及修平，这对人员操作水平有极大的要求。因为在打磨时要求不能过度打磨、不允许损伤母材，既要保证余高打磨到位、美观，还要保证焊缝边缘与母材平滑过度，这几乎是手工操作很难办到的事情。
在实际操作中极易出现焊缝过度打磨或打磨不到位，打磨棱角及磨痕明显，圆周尺寸打磨不均匀，焊缝和母材平滑过度难以掌控，由于手工操作施力不均使得焊缝边界的热影响区及母材被明显过度打磨，减小了承载截面，时有造成焊口直接报废或明显减低了焊接接头的力学和疲劳性能，降低了现场连续管对接焊质量的稳定性和一致性，增加了焊接修复管柱的作业风险。
技术实现要素：
本发明提供了一种连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装及方法，以达到实现多种管径环焊缝余高的有效打磨，保证现场焊接接头的抛磨质量的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装，包括可调式固定导向工装、角磨机和百叶轮，可调式固定导向工装包括：可调式固定导向工装基座，包括固定臂和升降固定座，固定臂的下方固定设置有第一支撑滚轮；升降机构，上部固定在升降固定座上，升降机构的下部设置有第二支撑滚轮，第二支撑滚轮能够随升降机构的下部一起沿竖直方向相对于可调式固定导向工装移动；压条紧固机构，固定设置在固定臂上，压条紧固机构能够将角磨机固定于固定臂上。
进一步地，固定座的上端设置安装通孔，固定座的两侧壁上对称设置有滑道，升降机构包括：升降架，设置在滑道中并能够沿滑道滑动，升降架的上端设置有螺纹连接孔；升降轴，一端铰接在安装通孔内，升降轴的另一端设置有与螺纹连接孔配合的外螺纹段；调节旋钮，与升降轴的一端固定连接并能够带动升降轴相对于固定座旋转。
进一步地，第二支撑滚轮能转动地设置在升降架的下端。
进一步地，滑道处设置有刻度线，升降架上设置有与刻度线配合的基准线。
进一步地，压条紧固机构包括紧固压条，紧固压条的两端均与固定臂固定连接，紧固压条的中部与固定臂之间具有用于容纳角磨机机身的容纳空间。
进一步地，紧固压条为多个，沿角磨机机身延伸方向间隔均布在固定臂上。
进一步地，固定臂安装有紧固压条的一侧表面设置有橡胶垫。
进一步地，紧固压条的两端均设置有压块，压条紧固机构通过螺栓固定紧固组件将压块和紧固压条的两端固定在固定臂上。
进一步地，第一支撑滚轮和第二支撑滚轮结构相同，第一支撑滚轮为v槽滚轮。
本发明还提供了一种连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨方法，采用上述的连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装进行抛磨，连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨方法包括以下步骤：步骤10、测量连续管径及环焊缝余高，调节升降机构使百叶轮与环焊缝抵接，并对升降机构进行位置固定；步骤20、推动基座沿连续管的轴向方向往复移动，并使百叶轮对环焊缝进行抛磨；步骤30、重复步骤10和步骤20直至抛磨操作结束。
本发明的有益效果是，升降机构安装于升降固定座上，通过改变升降机构与升降固定座的相对高度，可以实现多种管径焊缝初始抛磨位置的确定及抛磨进给。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1的装配结构主视图；
图3为图2中压条紧固机构的立体分解示意图；
图4为图2中基座的立体结构示意图；
图5为图2中第一支撑滚轮的立体分解示意图；
图6为图2中升降机构的立体分解示意图。
图中附图标记：1、环焊缝；2、百叶轮；3、角磨机；4、可调式固定导向工装；41、压条紧固机构；42、基座；43、第一支撑滚轮；44、升降机构；45、手柄；46、第一螺钉；47、第二螺钉；48、第二支撑滚轮；410、压条；411、螺栓紧固组件；412、压块；413、橡胶垫；420、螺纹孔；421、第一基座固定孔；422、第二基座固定孔；423、刻度线；424、滑道；425、基座螺纹孔；426、轴承孔；428、基座螺纹孔；429、端盖孔；430、滚轮4300、90°v槽；431、挡圈；432、芯轴；433、轴承；434、隔套；44、升降机构；441、升降架；4410、升降架固定孔；4411、升降架螺纹孔；4412、基准线；4413、升降螺纹孔；442、升降轴；4420、丝杆螺纹；443、升降轴承；444、挡圈；445、轴承端盖；446、调节旋钮；447、螺钉固定组件。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装，该连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装包括百叶轮2、角磨机3和可调式固定导向工装4。
可调式固定导向工装4包括基座42、升降机构44和压条紧固机构41。基座42包括固定臂和升降固定座，固定臂的下方固定设置有第一支撑滚轮43。升降机构44上部固定在升降固定座上，升降机构44的下部设置有第二支撑滚轮48，第二支撑滚轮48能够随升降机构44的下部一起沿竖直方向相对于可调式固定导向工装4移动。压条紧固机构41固定设置在固定臂上，压条紧固机构41能够将角磨机3(角磨机3安装有百叶轮2，用于对连续管对接环焊缝1进行打磨)固定于固定臂上。
升降机构44安装于升降固定座上，通过改变升降机构44与升降固定座的相对高度，可以实现多种管径焊缝初始抛磨位置的确定及抛磨进给。
如图3和图4所示，压条紧固机构41由紧固压条410、螺栓紧固组件411、压块412和橡胶垫413构成，安装有百叶轮2的角磨机3由多组紧固压条410(共3套，沿角磨机3机身延伸方向间隔均布在固定臂上)通过第二基座固定孔422紧固于基座42上，并有减震作用。紧固压条410的两端均设置有压块412，螺栓紧固组件411将压块412和紧固压条410的两端固定在固定臂上。
如图4、图5和图6所示，第一支撑滚轮43和第二支撑滚轮48结构相同，第一支撑滚轮43通过第一基座固定孔421安装在基座42上，并通过基座螺纹孔420和第一螺钉46固定。第二支撑滚轮48通过升降架固定孔4410安装于升降架441上，并通过升降架螺纹孔4411和第一螺钉46固定。
第一支撑滚轮43由滚轮430、挡圈431、芯轴432、轴承433和隔套434装配而成，滚轮设计有90°v槽4300，可使可调式固定导向工装4在管体上固定，并沿轴向滑动稳定、可靠及适应多种管径。滚轮430通过轴承433旋转可使可调式固定导向工装4及安装其上的角磨机3和百叶轮2沿管-管焊接接头的轴向往复移动，实现对管-管环焊缝的抛磨。
升降机构44由升降架441、升降轴442、升降轴承443、升降挡圈444、轴承端盖445、调节旋钮446和螺钉固定组件447组成，升降轴442由升降轴承443、升降挡圈444、轴承端盖445及螺钉固定组件447组成，通过基座轴承孔426(安装通孔)和端盖孔429在基座螺纹孔428上安装固定。升降架441通过升降螺纹孔4413和丝杆螺纹4420连接。通过旋转调节旋钮446可带动升降架441及其安装于其上的第二支撑滚轮48在滑道424内上下移动，实现可调式固定导向工装4带动角磨机3及百叶轮2沿安装于基座42上的第一支撑滚轮43的芯轴432轴心旋转，实现多种管径焊缝初始抛磨位置的确定及实际焊缝余高抛磨进给，并在基座42上设置刻度线423、在升降架441上设置基准线4412实现抛磨量化进给，升降位置调节确定后，通过基座螺纹孔425采用第二螺钉47固定。手柄45通过基座42的手柄螺纹孔与基座42连接，打磨过程中有利于对工装的操作和扶持。
本发明还提供了一种连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨方法，采用上述的连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装进行抛磨，所述连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨方法包括以下步骤：
步骤10、测量连续管径及环焊缝余高，调节升降机构44使百叶轮2与环焊缝抵接，并对升降机构44进行位置固定；
步骤20、推动基座42沿所述连续管的轴向方向往复移动，并使百叶轮2对所述环焊缝进行抛磨；
步骤30、重复所述步骤10和所述步骤20直至所述抛磨操作结束。以
根据2″管径及环焊缝余高测量2mm高度，旋转调节旋钮446使升降架基准线4412与基座刻度线423的26mm相对应，左手握角磨机3，右手扶持手柄45，在重力作用下两组滚轮430紧靠管壁，微调旋转调节旋钮446，使百叶轮2与环焊缝1轻微接触，拧紧第二螺钉47，在轴向往复移动抛磨的条件下，完成周向环焊缝第一轮余高抛磨；左旋调节旋钮446，下沉升降机构44，百叶轮2倾角增加，即第二轮抛磨进给，如此反复完成需要的焊缝余高抛磨。
优选的方法是分60目、120目和180目粒度百叶轮的粗抛磨、细抛磨及精细抛磨三个阶段，并配合先较大进给、后小进给，最后微弱进给的方式做到抛磨过程精细化控制，达到要求的抛磨质量和效果。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明可解决传统打磨方法的不足和缺点，可以适应多种管径环焊缝余高的抛磨，可实施的精细化抛磨过程控制简单、方便。本发明沿对接环焊缝管体轴向来回、往复抛磨连续、稳定，焊接接头抛磨质量好，抛磨后表面平滑、均匀，焊缝与管体平齐，无过渡打磨、无打磨不到位、无肉眼明显可见磨痕等不足，抛磨后的焊缝与母材过渡平滑，焊接接头形位公差及尺寸满足连续管标准要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
1.一种连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装，包括可调式固定导向工装(4)、角磨机(3)和百叶轮(2)，其特征在于，可调式固定导向工装(4)包括：
基座(42)，包括固定臂和升降固定座，所述固定臂的下方固定设置有第一支撑滚轮(43)；
升降机构(44)，上部固定在所述升降固定座上，升降机构(44)的下部设置有第二支撑滚轮(48)，第二支撑滚轮(48)能够随升降机构(44)的下部一起沿竖直方向相对于可调式固定导向工装(4)移动；
压条紧固机构(41)，固定设置在所述固定臂上，压条紧固机构(41)能够将角磨机(3)固定于所述固定臂上。
2.根据权利要求1所述的连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装，其特征在于，所述固定座的上端设置安装通孔，所述固定座的两侧壁上对称设置有滑道(424)，所述升降机构(44)包括：
升降架(441)，设置在所述滑道(424)中并能够沿滑道(424)滑动，升降架(441)的上端设置有升降螺纹孔(4413)；
升降轴(442)，一端铰接在所述安装通孔内，升降轴(442)的另一端设置有与升降螺纹孔(4413)配合的外螺纹段；
调节旋钮(446)，与升降轴(442)的一端固定连接并能够带动升降轴(442)相对于所述固定座旋转。
3.根据权利要求2所述的连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装，其特征在于，第二支撑滚轮(48)能转动地设置在升降架(441)的下端。
4.根据权利要求2所述的连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装，其特征在于，滑道(424)处设置有刻度线(423)，升降架(441)上设置有与刻度线(423)配合的基准线(4412)。
5.根据权利要求1所述的连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装，其特征在于，压条紧固机构(41)包括紧固压条(410)，紧固压条(410)的两端均与所述固定臂固定连接，紧固压条(410)的中部与所述固定臂之间具有用于容纳角磨机(3)机身的容纳空间。
6.根据权利要求5所述的连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装，其特征在于，紧固压条(410)为多个，沿角磨机(3)机身延伸方向间隔均布在所述固定臂上。
7.根据权利要求5所述的连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装，其特征在于，所述固定臂安装有紧固压条(410)的一侧表面设置有橡胶垫(413)。
8.根据权利要求5所述的连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装，其特征在于，紧固压条(410)的两端均设置有压块(412)，压条紧固机构(41)通过螺栓紧固组件(411)将压块(412)和紧固压条(410)的两端固定在所述固定臂上。
9.根据权利要求1所述的连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装，其特征在于，第一支撑滚轮(43)和第二支撑滚轮(48)结构相同，第一支撑滚轮(43)为v槽滚轮。
10.一种连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨方法，采用权利要求1所述的连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨工装进行抛磨，其特征在于，所述连续管现场对接焊环焊缝余高抛磨方法包括以下步骤：
步骤10、测量连续管径及环焊缝余高，调节升降机构(44)使百叶轮(2)与环焊缝抵接，并对升降机构(44)进行位置固定；
步骤20、推动基座(42)沿所述连续管的轴向方向往复移动，并使百叶轮(2)对所述环焊缝进行抛磨；
步骤30、重复所述步骤10和所述步骤20直至所述抛磨操作结束。
技术总结