[发明专利]铣床和用于在管材中切削凹口的方法

说明书

公开了铣床和用于在管材中切削凹口的方法。一种铣床包括：滑车，该滑车被构造为接收管材；轴向驱动器，该轴向驱动器被构造为啮合滑车并使滑车移动；以及多个切削头，该多个切削头各被构造为在管材的外直径表面中镗出凹口。轴向驱动器被构造为使滑车和在内部接收的管材沿与管材的纵轴平行的方向，相对于多个切削头移动。轴向驱动器被构造为感测管材相对于多个切削头的轴向位置。

背景技术

射孔枪在油气田中用于在套管和水泥中产生开口，例如，以便发起井中的生产、水力压裂操作或其他操作。通常，射孔枪采用定位在井中的管材中的聚能射孔弹。管材具有切削到它中的凹口，这形成将弹药的力引导到井中的特定位置的弱点。

铣削设备用于在射孔枪管材中形成凹口。铣削设备包括驱动器，该驱动器使管材相对于铣床的一个或多个(例如，两个或四个)切削头轴向移动。这种轴向移动驱动器通常包括齿条和小齿轮以及长滚珠丝杠。切削头然后在特定位置处形成孔，并且轴向移动管材并(例如，使用旋转致动器)将其旋转到位中，以便形成下一孔或下一组孔。

因为在管材中钻潜在许多的凹口以形成单个射孔枪，所以可以使该过程自动化。这种自动化引起许多挑战。例如，系统可以依赖用于管材的轴向位置的轴向移动驱动器，例如，使用编码器。然而，这些装置的位置经受误差(例如，在存在与其他设备的碰撞或者轴向移动驱动器不向预期位置递送管材时)，系统将“意识不到”它，并且将继续指通过参考编码器位置报告的位置，直到它被重新校准为止。即，轴向移动系统是开环的。类似地，管材的厚度、平直度以及圆度可能沿着其长度不是精确均匀的，因此在具有多个切削头的系统中，切削头的端位置可能为了维持形成凹口的期望壁厚或切削深度而稍微不同。另外，这些系统的覆盖区可能较大，切削油控制和处理以及其他挑战存在。

发明内容

本发明内容被提供为引入下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。该发明内容不旨在识别所要求保护主题的关键或必要特征，也不旨在用作宣布自古所要求保护主题的范围的帮助。

本公开的实施方式可以提供一种铣床，该铣床包括：滑车，该滑车被构造为接收管材；轴向驱动器，该轴向驱动器被构造为啮合滑车并使滑车移动；以及多个切削头，该多个切削头各被构造为在管材的外直径表面中镗出凹口。轴向驱动器被构造为使滑车和在其内部接收的管材沿与管材的纵轴平行的方向，相对于多个切削头移动。轴向驱动器被构造为感测管材相对于多个切削头的轴向位置。

本公开的实施方式还可以提供一种用于在管材中切削凹口的方法。方法包括以下步骤：使用轴向驱动器使管材轴向地前进到包括切削头的切削组件中；使用轴向驱动器感测管材相对于切削组件的位置；将切削组件的切削头降低为与管材的外直径切削啮合，以形成凹口；将切削头升高为不与管材的外直径啮合；以及在升高切削头之后使管材相对于切削组件轴向地前进。

附图说明

本公开在与附图一起阅读时从以下具体实施方式来最佳地理解。强调的是，根据行业中的标准实践，各种特征未等比例绘制。实际上，为了讨论清楚起见，可以任意增大或减小各种特征的维数。

图1例示了根据实施方式的铣床的立体图。

图2A例示了根据实施方式的线性马达的立体图。

图2B例示了根据实施方式的线性马达的示意图。

图3A例示了根据实施方式的铣床的立体图，为了描述其内部件的目的，去除其外壳。

图3B例示了根据实施方式的、再次没有外壳的切削组件的侧视图。

图4例示了根据实施方式的、包括用于向管材涂覆耐腐蚀材料的喷嘴的切削组件的示意图。

图5例示了根据实施方式的、用于在管材(例如，用于射孔枪)中切削凹口的方法的流程图。

具体实施方式