大族激光全球首条FMS激光切管柔性生产线助力大庆油田智造升级

2021-01-23大族激光智能装备集团有限公司

钣金与制作 2021年1期

／大族激光智能装备集团有限公司

大族激光智能装备集团激光切管柔性生产线（切管FMS）顺利交付大庆油田，并在客户现场高效连续作业生产。在与客户共同努力下，生产线实现了自动输送，智能分配、调度任务，柔性加工生产，高速高精、安全稳定运行，助力射孔枪弹架实现从传统加工向高质量、智能制造的新飞跃！

柔性加工，邀您见证

激光切管柔性生产线（切管FMS）将库房至激光加工车间之间建立一条自动传输线，实现成捆原材料及成品往返传输，见图1。

图1 生产线现场图

该生产线由中央调度系统自动分配任务，三台全自动激光切管机对指派的任务实现全自动分料上料、高速激光切割、自动下料；自动分拣系统对加工弹架进行自动分拣、数据统计；到达指定数量后，全自动搬运系统按最优路径自动搬运至管内壁处理系统；管内壁自动处理系统对弹架进行自动分料、上料、内壁抛光、自动下料，完成抛光的弹架通过RGV传输线转运至焊接、装配车间进行焊接、装配、打包，完成打包的弹架成品经智能RGV传输线返回库房；生产线配以自动测长、自动管径检测补偿、自动报表生成、产品追溯系统、全封闭安全防护系统及声光报警系统。

图2 射孔枪弹架及射孔弹

智能切管，品效升级

射孔是使用专用的射孔工具将套管、混凝土层射穿，并射到油气层形成油气通道，连通油气层和井筒，使油气进入井筒（油管）的完井过程。射孔技术是石油勘探与开发系统工程中极为重要的技术，是实现完井后采油或提高采收率最重要的环节，它直接影响着油田的产品效率，对提高油田油气采收率有着重要的意义。

射孔枪是测井技术的一个重要组成部分。弹架是确保射孔弹在射孔枪内按设计位置可靠定位的载体。一般由钢管（板）或塑料、纸筒等制作。弹架的设计决定了射孔弹的孔密和相位，并对弹的定位可靠性及其穿透威力的发挥起作用，见图2。

传统射孔枪弹架主要运用模具冲压等加工而成，不同大小弹孔需定制模具，弹架成型需多次定位装夹，人员劳动强度大，效率低；特制模具易磨损，适应性差，精度低、质量较难掌控，见图3。

激光切管具有高速度、高精度、高柔性化等特点。软件自动排版，生成NC程序；一次装夹即可将管材上的复杂轮廓进行加工，还可实现全自动上下料，实现材料快速切换，见图4。

图3 传统加工弹架

图4 激光加工弹架

激光切管柔性生产线切割弹架实现切割轮廓紧密贴合、无失真，所见即所得；切割孔径向、轴向尺寸无差异，加工孔直径偏差实现严格限制，避免弹头晃动；相位角自动调整补偿，实现射孔弹穿孔无偏差；复杂轮廓不抬头切割，实现高速切割、完全掉片等重大技术突破。失真轮廓与全贴合轮廓对比图见图5。

图5 失真轮廓与全贴合轮廓对比图

通过对激光功率、气流、系统及NC程序优化，生产线实现对弹架高效率、高质量断面切割及严格的毛刺和挂渣控制。常规切割毛刺与无切割毛刺对比图见图6。

图6 常规切割毛刺与无切割毛刺对比图

内壁自动处理系统对弹架进行自动分料、上料、内壁自动抛光、自动下料，抛光后内壁洁净。未抛光弹架与抛光后弹架对比图见图7。

图7 未抛光弹架与抛光后弹架对比图

八大优势，强力助产

大族激光智能装备集团激光切管柔性生产线（图8）具有八大优势：⑴管材原材料及成品往返传输；⑵激光切管机自动上料加工、分拣，见图9；⑶桁架自动抓取、送料，见图10、图11；⑷全自动上下料管内壁抛光，见图12；⑸横跨多个车间智能输送，见图13；⑹生产线全防护、预警设置，见图14；⑺一键下单、数据统计；⑻产品扫码、追溯查询，见图15。

图8 激光生产线

图9 自动分拣

图10 自动抓取

图11 自动上管

图12 抛光下管

图13 AGV运输小车

图14 安全防护

图15 扫码追溯

专属定制的弹架生产线，对切割品质、切割精度有极高的要求。大族激光智能装备集团切管产品中心对切管机轮廓及精度切割，切管机轮廓毛刺、挂渣及切割速度等一系列影响因素进行测试、精心设计，力求提供高品质、高精度的弹架成品。通过研究、测试、实践，综合运用激光切管机、内抛光、焊接及装配等多个环节，并形成整条自动生产线效率最大化。