Automação Eficiente para Produção de Acoplamentos de Perfuração de Petróleo

A boa notícia para oficinas que atendem empresas de petróleo e energia é que elas estão ocupadas. O lado negativo é que muitas vezes não têm tempo para pesquisar e integrar novas estratégias de usinagem porque estão operando em capacidade total, sugere Gayle Vollmer, diretor de recursos técnicos da Okuma.

Considere a fabricação de acoplamentos usados para unir comprimentos de tubos de perfuração de petróleo. A usinagem de acoplamentos tem sido tradicionalmente realizada manualmente, com operadores carregando peças em equipamentos relativamente antigos. Estes acoplamentos pesados são difíceis para operadores manusearem, e o controle de cavacos durante as operações de torneamento e rosqueamento requisitadas pode ser um desafio. Além disso, o DI, DE e roscas dos acoplamentos devem ser usinados com precisão para que os tubos que conectam não vazem.

Até recentemente, um sistema automatizado dedicado à fabricação desses acoplamentos não havia sido criado, diz o Sr. Vollmer. Como a demanda por acoplamentos de precisão está aumentando, no entanto, a Okuma e os Parceiros no colaborativo THINC decidiram desenvolver uma célula de produção automatizada de acoplamentos usando tornos verticais e horizontais, um robô gantry e um sistema transportador.

A célula foi construída e testada na instalação dos Parceiros no THINC em Charlotte, Carolina do Norte. Após experimentar várias ferramentas, refrigerantes, pressões de refrigeração e práticas de usinagem, os Parceiros conseguiram resolver o problema primário de acúmulo de cavacos durante as operações de torneamento e rosqueamento.

Produção de Acoplamentos Sem Supervisão

O processo de manufatura automatizado começa com um robô gantry overhead Fanuc que carrega blanks de acoplamento de comprimento duplo dentro e fora das máquinas. O design gantry overhead economiza espaço valioso no chão.

As operações de desbaste e acabamento para DI e DE do acoplamento são realizadas em um torno oil-country Okuma LOC-650 de quatro eixos. Este torno também realiza a operação de corte que separa o blank em dois acoplamentos de 10 polegadas (o acoplamento acabado abaixo tem diâmetro de 9 5/8 polegadas). As peças então movem-se por um transportador para um torno vertical Okuma Konan V80R (VTL). A orientação vertical do fuso do V80R auxilia na evacuação de cavacos durante operações de torneamento e rosqueamento. Ambas as máquinas são equipadas com mandril "oil country" Schunk.

Os cavacos produzidos durante operações de rosqueamento caem e fluem para longe da peça graças ao adaptador de ferramenta modificado do V80R e sistema de refrigeração de alta pressão e alto volume ChipBlaster. Fluxo de refrigeração de bicos precisamente direcionados ajuda a quebrar os cavacos e expulsá-los da máquina. Após a operação de rosqueamento, a peça é transportada para fora da célula e entregue a uma estação de medição, onde um medidor Marposs inspeciona suas roscas e diâmetros. O tempo de ciclo para torneiar, rosquear e entregar um acoplamento completo fora da célula é de apenas 11 minutos.

Este método de produção celular permite torneamento OD completo em uma operação. Isso ajuda a atender requisitos de rosqueamento de alta precisão evitando a linha de fusão indesejável que ocorre com operação em duas partes. Além de aumentar velocidade de produção, a célula elimina a necessidade de operação de serra de 1 a 2 minutos.