專利名稱：油田修井自動(dòng)作業(yè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油田修井的自動(dòng)作業(yè)裝置，能夠完成油管和抽油桿的自動(dòng)卡緊、上卸、抓起、下放、對(duì)接等工作，并有環(huán)保功能。
背景技術(shù)：
目前油田修井人工作業(yè)量大，需人工倒換油管或抽油桿吊卡、摘掛吊環(huán)、推拉液壓鉗、推放小滑車、輔助油管定位，工作強(qiáng)度大，需要人員多，工作效率低，工作環(huán)境惡劣，遇到油套管有溢流或大風(fēng)、雨雪天氣時(shí)，不但會(huì)影響正常作業(yè)，還會(huì)造成井內(nèi)液體噴灑井場(chǎng)、無法對(duì)接油管，使人員和設(shè)備臟污，并造成環(huán)境污染。國(guó)內(nèi)外也曾嘗試開發(fā)油田自動(dòng)修井作業(yè)機(jī)，但該種作業(yè)機(jī)完全拋棄了老式的修井設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，對(duì)井場(chǎng)要求高，適應(yīng)性差，不適于我國(guó)油田修井作業(yè)的基本情況。本申請(qǐng)人在先申請(qǐng)了《油田修井作業(yè)自動(dòng)起下裝置》(申請(qǐng)?zhí)?3112330.9)主要包括油管自封(抽油桿自封)、固定卡瓦、油管接箍下定位器(抽油桿下定位筒)、防噴管、抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、液壓鉗、油管套筒吊卡(抽油桿套筒吊卡)、機(jī)械臂、機(jī)械手、機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌、井架滑輪組件及自動(dòng)控制系統(tǒng)組成，較好解決了人工作業(yè)和專有設(shè)備存在的缺陷。但是在油管套筒吊卡(抽油桿套筒吊卡)、機(jī)械臂及機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和固定卡瓦的設(shè)計(jì)上還存在不足之處。
三、技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有油田修井作業(yè)存在的上述缺陷，充分利用現(xiàn)有的主要修井設(shè)備，提出一種新型環(huán)保的油田修井自動(dòng)作業(yè)裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過下列方式實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明由油管自封、固定卡瓦、油管接箍下定位器、防噴管、液壓鉗、油管套筒吊卡、機(jī)械臂、機(jī)械手、機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、抽油桿套筒吊卡、抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、抽油桿下定位筒、抽油桿自封、導(dǎo)軌、井架滑輪組件及自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。油管自封由于密封套管環(huán)空，并刮除油管外壁的油污；固定卡瓦用于卡緊油管或抽油桿，使其油管接箍處于防噴管內(nèi)一定位置、抽油桿接箍位于液壓鉗內(nèi)某一位置；油管接箍下定位器用于定位油管接箍，保證接箍高于固定卡瓦；防噴管用于容納溢流的液體，并通過下部接管導(dǎo)出；油管或抽油桿套筒吊卡用于卡住要上提或下放的油管或抽油桿；機(jī)械手用于卡住油管或抽油桿，機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)可抓起或下放機(jī)械手卡住的油管和抽油桿，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)；抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于校正抽油桿端部，使抽油桿順利進(jìn)入液壓鉗，抽油桿下定位筒用于定位抽油桿的接箍，抽油桿自封用于密封油管環(huán)空，并清除抽油桿表面的油污；導(dǎo)軌用于扶正并導(dǎo)向套筒吊卡；井架滑輪組件的雙滑輪組件用于替代取代現(xiàn)有修井井架的頂部滑輪，使大鉤離開井架一段距離；自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳感器用于信號(hào)反饋，可編程控制器PLC用于分析反饋信號(hào)，判斷下一步動(dòng)作，并協(xié)調(diào)各部件的運(yùn)動(dòng)。
油管自封外形與油管掛座內(nèi)壁配合，可下入油管掛座中，用頂絲壓緊，密封油套管環(huán)型空間。由膠皮芯子、鋼制支撐環(huán)和紫銅密封圈組成，膠皮芯子與鋼制支撐環(huán)制成一個(gè)整體，鋼制支撐環(huán)的外側(cè)為與油管掛座內(nèi)表面相配合的錐面，錐面上開密封槽，嵌入紫銅圈。
固定卡瓦包括卡瓦座、卡瓦體、卡瓦牙及卡瓦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等部件，下端為與井口連接的法蘭，上端為與其它部件連接的法。固定卡瓦座外部主體為圓柱形，卡瓦座內(nèi)壁下部為圓柱形，上部為與卡瓦體配合的圓錐面，卡瓦體為部分錐環(huán)結(jié)構(gòu)，由高強(qiáng)度鋼制成，外側(cè)橫斷面中部為燕尾結(jié)構(gòu)，與卡瓦座內(nèi)壁的燕尾槽配合，卡瓦體可沿卡瓦座內(nèi)壁上下滑動(dòng)，卡瓦牙嵌入卡瓦體內(nèi)側(cè)的溝槽中，為部分階梯環(huán)結(jié)構(gòu)，由鐵基摩擦片制成，內(nèi)壁卡緊油管或抽油桿，卡瓦牙可根據(jù)不同作業(yè)對(duì)象(油管或抽油桿)進(jìn)行更換?？ㄍ唑?qū)動(dòng)系統(tǒng)由氣缸、卡瓦驅(qū)動(dòng)桿、氣壓控制器等部件組成，每個(gè)卡瓦體的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)氣缸安裝于卡瓦座的相應(yīng)氣缸安裝孔中，氣缸活塞桿上部與卡瓦驅(qū)動(dòng)桿相連，卡瓦驅(qū)動(dòng)桿插入卡瓦體的滑槽中，隨氣缸活塞桿的運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)卡瓦體及卡瓦牙上下移動(dòng)，卡瓦牙內(nèi)壁形成的圓內(nèi)徑擴(kuò)大或縮小。
油管接箍下定位器由保護(hù)罩和傳感器組成，保護(hù)罩下部可用螺栓固定于固定卡瓦上端環(huán)面的適當(dāng)位置。
防噴管主體為上大下小的錐形布袋，其下端法蘭與固定卡瓦上法蘭連接，上端法蘭與液壓鉗底座相連，下部一側(cè)設(shè)有泄流接管，可外接管線，用于輔助放噴。
液壓鉗的底座與支撐液壓缸活塞桿上端相連，并通過液壓缸安裝座固定于固定卡瓦的下部外壁。液壓鉗包括上下兩部分，下部由彈簧支腿和底座組成，上部為液壓鉗主體。液壓鉗主體包括液壓馬達(dá)、外殼、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、摩擦輪、傳動(dòng)大錐齒輪、小錐齒輪、傳動(dòng)軸、頂緊螺桿、卡牙桿、扶正桿、復(fù)位彈簧及卡牙組件等部件。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)裝于液壓鉗殼體上部一端，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)軸的下端與主動(dòng)齒輪連接，從動(dòng)齒輪與主動(dòng)齒輪外嚙合，從動(dòng)齒輪通過軸承支撐于摩擦輪上，從動(dòng)齒輪下部為卡緊傳動(dòng)大錐齒輪，該傳動(dòng)大錐齒輪可驅(qū)動(dòng)小錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)頂緊螺桿將卡牙頂出，使卡牙卡緊油管或抽油桿。卡牙通過卡牙座裝于卡牙桿和扶正桿上，扶正桿外部裝有復(fù)位彈簧，液壓鉗反向旋轉(zhuǎn)，頂緊螺桿撤回，復(fù)位彈簧使卡牙復(fù)位。上卸作業(yè)的切換只需改變液壓鉗轉(zhuǎn)向。
固定卡瓦、防噴管、液壓鉗中心線為同一直線，向上對(duì)準(zhǔn)用于起吊油管或抽油桿的套筒吊卡，油管套筒吊卡的吊座與導(dǎo)輪連接板以螺紋連接，機(jī)械臂連接板套在吊座上，并限位于吊座下凸緣的和導(dǎo)輪連接板之間。吊座的上部通過吊環(huán)與修井井架的大鉤相連，油管套筒吊卡可以在吊座內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，并有一定距離的上下滑動(dòng)。
油管套筒吊卡主體是一個(gè)圓筒體，分為三段，上段通過連接管與油管套筒吊卡吊座連接，中段與上段之間由連接凸緣連接，連接凸緣承壓面鑲嵌雙金屬軸承，以利于承載和減磨。下段下端內(nèi)壁為導(dǎo)向斜面，在導(dǎo)向斜面上方徑向開設(shè)幾對(duì)凹槽，每個(gè)凹槽內(nèi)有一塊卡牙。卡牙為長(zhǎng)方體形，內(nèi)端面下部為部分圓錐面，上部為部分圓柱面；卡牙中部自上而下開有卡牙驅(qū)動(dòng)槽，槽的下部設(shè)有導(dǎo)向斜面，推桿從其中穿過，彈簧片、卡牙驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)笥覍?duì)稱的安裝在推桿上，并嵌入到卡牙驅(qū)動(dòng)槽中，其中卡牙驅(qū)動(dòng)輥與卡牙導(dǎo)向斜面滑動(dòng)連接，推桿的下端從套筒下部穿出連接推環(huán)?？ㄑ乐箘?dòng)和復(fù)位機(jī)構(gòu)由觸柄、鎖定塊及壓緊彈簧徑向裝于套筒吊卡主體的最下部。芯管為一中空的管子，安裝于油管套筒吊卡內(nèi)，下端與旋轉(zhuǎn)密封組件相連，上端通過動(dòng)靜接頭與倒“L”彎管連接，倒“L”彎管外伸端部接有一閥門，閥門另一端接有一能與軟管連接的短管。旋轉(zhuǎn)密封組件的最下端為與油管端部孔配合的密封錐，密封錐后部為止推軸承結(jié)構(gòu)。芯管上部外壁為液壓活塞結(jié)構(gòu)，與活動(dòng)吊卡內(nèi)壁配合，并與兩端密封部件一起構(gòu)成液壓結(jié)構(gòu)，可驅(qū)動(dòng)芯管上下移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)芯管的上提和油管端部的密封和壓緊。
機(jī)械臂通過機(jī)械臂支座與機(jī)械臂連接板連接，并可隨機(jī)械臂連接板繞油管套筒吊卡中心線轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)械臂通過機(jī)械臂軸組件連接到機(jī)械臂支座上，機(jī)械臂本身可繞其安裝軸旋轉(zhuǎn)。機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括一液壓缸及其相應(yīng)液壓控制器，液壓缸的兩端通過液壓缸軸組件分別與機(jī)械臂上端和機(jī)械臂安裝座連接，通過液壓控制器的控制，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂繞其軸旋轉(zhuǎn)及機(jī)械臂制動(dòng)。機(jī)械臂主臂為三段結(jié)構(gòu)，上段為實(shí)心矩形驅(qū)動(dòng)桿，驅(qū)動(dòng)桿為彎曲結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)桿中間設(shè)有與機(jī)械臂軸連接的孔；中段為中空的圓筒結(jié)構(gòu)，主臂中段內(nèi)裝有主臂氣缸，主臂下段為副臂導(dǎo)向及保護(hù)筒。主臂氣缸活塞桿下端與副臂相連，副臂可隨主臂氣缸活塞桿上下運(yùn)動(dòng)，副臂下端與機(jī)械手連接塊連接。
機(jī)械手包括機(jī)械手卡緊塊、機(jī)械手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手連接桿、連接軸、連接板、止轉(zhuǎn)銷安裝座、機(jī)械手止轉(zhuǎn)銷驅(qū)動(dòng)氣缸、氣缸控制器、機(jī)械手止轉(zhuǎn)銷、機(jī)械手連接軸、夾持輥柱、夾持輥柱座、支撐桿、復(fù)位彈簧、夾持輥柱軸等部件。機(jī)械手的連接塊與機(jī)械臂副臂下端用螺母和墊圈固定。機(jī)械手連接軸裝有銷軸止轉(zhuǎn)裝置，銷軸止轉(zhuǎn)裝置由機(jī)械手止轉(zhuǎn)銷驅(qū)動(dòng)氣缸、與氣缸聯(lián)動(dòng)的止轉(zhuǎn)銷和機(jī)械手連接軸上的孔插接配合；機(jī)械手為左右兩半結(jié)構(gòu)，左右兩半殼體可繞芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)；機(jī)械手后部的卡緊塊為楔塊結(jié)構(gòu)，卡緊塊后部與驅(qū)動(dòng)氣缸相連；夾持輥柱外壁上加工有多道凹凸結(jié)構(gòu)。機(jī)械手左右殼體為三層法蘭結(jié)構(gòu)，支撐桿穿過法蘭，相鄰兩層法蘭間每半裝有夾持輥柱座。夾持輥柱安裝于夾持輥柱座的凹槽內(nèi)，夾持輥柱可繞自身的軸轉(zhuǎn)動(dòng)；夾持輥柱座裝于支撐桿上，并可沿支撐桿上下滑動(dòng)，夾持輥柱座下面支撐桿上套有復(fù)位彈簧，以起到軸向復(fù)位放松作用。在相鄰上下夾持輥柱座之間安裝有機(jī)械手卡緊傳感器。機(jī)械手閉合后，夾持輥柱外側(cè)母線位于同一圓周上，支撐桿對(duì)稱位于一錐面的母線上，夾持輥柱座沿支撐桿越向下滑動(dòng)，夾持輥柱外側(cè)母線所形成的圓越小，從而可以卡緊油管或抽油桿，并具有自緊作用。
導(dǎo)輪連接于導(dǎo)輪連接板兩端，并分別卡在兩側(cè)導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌為工字型鋼，兩導(dǎo)軌通過連接件垂直固定于井架正面兩側(cè)肋上。
進(jìn)行抽油桿裝卸時(shí)，油管套筒吊卡下部卡入抽油桿套筒吊卡，井口法蘭以上依次為抽油桿自封、固定卡瓦、抽油桿下定位筒、液壓鉗、抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。抽油桿自封由下法蘭、筒體、膠皮芯子、壓蓋和上法蘭組成，下法蘭與井口法蘭配合，并與筒體焊接連接，膠皮芯子裝于筒體內(nèi)，其上部錐面相互配合，壓蓋置于膠皮芯子上面，壓蓋上端面與上法蘭接觸，上法蘭與筒體通過法蘭連接，擰緊上法蘭同時(shí)使壓蓋壓緊膠皮芯子。抽油桿下定位筒內(nèi)裝有抽油桿活動(dòng)吊卡碰撞盤。抽油桿下定位筒上法蘭與液壓鉗底座連接，下法蘭與固定吊卡上法蘭連接，定位筒中部裝設(shè)抽油桿下定位傳感器。液壓鉗上蓋上裝有抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)左右各一套，每套裝置由支座、氣缸、氣缸控制器、導(dǎo)向塊、活塞桿端連接板、導(dǎo)向錐組成，支座下端通過螺栓與液壓鉗上蓋連接，上面與氣缸連接，活塞桿穿過導(dǎo)向塊與端部連接板相連，連接板與導(dǎo)向錐通過螺栓連接。
井架滑輪組件由滑輪組件和井架等部件組成，滑輪組件為雙滑輪結(jié)構(gòu)，取代現(xiàn)有修井井架的頂部滑輪，安裝在井架的頂部，并對(duì)井架進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)。
自動(dòng)控制系統(tǒng)由可編程控制器PLC和相應(yīng)的傳感器組成，傳感器可以為遙感型，也可以為有線型。信號(hào)經(jīng)過變送器接入PLC輸入端子，經(jīng)PLC斷分析后，輸出可執(zhí)行指令到相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成預(yù)定動(dòng)作，相關(guān)傳感器給出信號(hào)反饋，經(jīng)PLC處理，給出指令，完成進(jìn)一步動(dòng)作。
該裝置的主要優(yōu)點(diǎn)有1)油管自封是內(nèi)置式自封，在起下大直徑的井下工具時(shí)，與現(xiàn)自封相比省去了拆卸自封殼體的環(huán)節(jié)；2)在帶溢流作業(yè)時(shí)，防噴管的側(cè)面接管可疏導(dǎo)溢流液體流向污油池，芯管密封錐可以密封油管，防止油管內(nèi)液體噴散空中，污染設(shè)備和井場(chǎng)，并且在發(fā)生井噴時(shí)，芯管密封頭可以迅速密封油管，接上水龍帶(或其它管線)放噴或壓井；3)液壓鉗可以上卸小于套管直徑的井下工具；4)固定卡瓦與套筒吊卡配合無需倒換吊卡和摘掛吊環(huán)；5)機(jī)械臂和機(jī)械手抓舉、下放和對(duì)接油管功能，省去了推拉小滑車、人工對(duì)接油管環(huán)節(jié)；6)導(dǎo)軌在抵消機(jī)械臂扭矩的同時(shí)，還可以保證機(jī)械臂在大風(fēng)天氣準(zhǔn)確的對(duì)接油管、套筒吊卡準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)井口抓起油管，實(shí)現(xiàn)了全天候作業(yè)；7)機(jī)械臂可繞吊座下部圓柱外周轉(zhuǎn)動(dòng)，能充分利用井場(chǎng)油管排布空間；8)能夠充分利用現(xiàn)有的主要修井設(shè)備，如通井機(jī)、井架和滑車等，造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)效益好；結(jié)構(gòu)緊湊，工作效率高，可減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和危險(xiǎn)性。
四

圖1是依據(jù)本發(fā)明提出的油田修井自動(dòng)作業(yè)裝置油管作業(yè)配置示意圖；圖2是依據(jù)本發(fā)明提出的油田修井自動(dòng)作業(yè)裝置抽油桿作業(yè)配置示意圖；圖3是依據(jù)本發(fā)明所說的油管自封結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是依據(jù)本發(fā)明所說的固定卡瓦結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是依據(jù)本發(fā)明所說的固定卡瓦圖4的俯視圖；圖6是依據(jù)本發(fā)明所說的固定卡瓦圖5中B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是依據(jù)本發(fā)明所說的油管接箍下定位器結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是依據(jù)本發(fā)明所說的防噴管結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是依據(jù)本發(fā)明所說的液壓鉗結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是依據(jù)本發(fā)明所說的液壓鉗圖9的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是依據(jù)本發(fā)明所說的油管套筒吊卡結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是依據(jù)本發(fā)明所說的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是依據(jù)本發(fā)明所說的機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖；圖14是依據(jù)本發(fā)明所說的機(jī)械臂安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是依據(jù)本發(fā)明所說的機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)液壓缸端部安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖16是依據(jù)本發(fā)明所說的機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖；圖17是依據(jù)本發(fā)明所說的機(jī)械手圖16的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖18是依據(jù)本發(fā)明所說的機(jī)械手圖17的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖19是依據(jù)本發(fā)明所說的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)示意圖；圖20是依據(jù)本發(fā)明所說的抽油桿套筒吊卡結(jié)構(gòu)示意圖；圖21是依據(jù)本發(fā)明所說的抽油桿自封結(jié)構(gòu)示意圖；圖22是依據(jù)本發(fā)明所說的抽油桿接箍下定位筒示意圖；圖23是依據(jù)本發(fā)明所說的抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)示意圖；圖24是依據(jù)本發(fā)明所說的井架滑輪組件示意圖。
五具體實(shí)施例方式下面參照附圖，作進(jìn)一步描述油管自封2如圖3所示，由膠皮芯子2.2、鋼制支撐環(huán)2.1和紫銅密封圈2.3組成，膠皮芯子2.2與鋼制支撐環(huán)2.1制成一個(gè)整體，鋼制支撐環(huán)2.1的外側(cè)為與油管掛座1內(nèi)表面相配合的錐面，錐面上開密封槽，嵌入紫銅圈2.3。
固定卡瓦4如圖4、圖5、圖6所示，包括卡瓦座4.1、卡瓦體4.2、卡瓦牙4.3及卡瓦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、4.10、4.11、4.12)等部件，下端為與井口油管掛座1連接的法蘭，上端為與其它部件連接的法蘭。固定卡瓦座4.1外部主體為圓柱形，卡瓦座內(nèi)壁下部為圓柱形，上部為與卡瓦體4.2配合的圓錐面，卡瓦體4.2為部分錐環(huán)結(jié)構(gòu)，由高強(qiáng)度鋼制成，外側(cè)橫斷面中部為燕尾結(jié)構(gòu)，與卡瓦座4.1內(nèi)壁的燕尾槽配合，卡瓦體4.2可沿卡瓦座4.1內(nèi)壁上下滑動(dòng)，卡瓦牙4.3嵌入卡瓦體4.2內(nèi)側(cè)的溝槽中，為部分階梯環(huán)結(jié)構(gòu)，由鐵基摩擦片制成，內(nèi)壁卡緊油管或抽油桿4.13，卡瓦牙4.3可根據(jù)不同作業(yè)對(duì)象(油管或抽油桿)進(jìn)行更換?？ㄍ唑?qū)動(dòng)系統(tǒng)由氣缸4.7、卡瓦驅(qū)動(dòng)桿4.6、氣壓缸控制器4.11、氣路4.10及連接用的螺母4.4、墊圈4.5、螺栓4.8、墊圈4.9和密封用的墊片4.12等部件組成，每個(gè)卡瓦體4.2的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)氣缸4.7安裝于卡瓦座4.1的相應(yīng)氣缸安裝孔中，氣缸4.7活塞桿上部與卡瓦驅(qū)動(dòng)桿4.6相連，卡瓦驅(qū)動(dòng)桿4.6插入卡瓦體4.2的滑槽中，隨氣缸4.7活塞桿的運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)卡瓦體4.2及卡瓦牙4.3上下移動(dòng)，卡瓦牙4.3內(nèi)壁形成的圓內(nèi)徑擴(kuò)大或縮小。
如圖7所示，油管接箍下定位器5由保護(hù)罩5.1和傳感器5.2組成，保護(hù)罩5.1下部有螺栓孔，可通過螺栓配裝于固定卡瓦4上端環(huán)面的適當(dāng)位置。
如圖8所示，防噴管6主體為上大下小的錐形布袋6.2，由帆布制成，其下端法蘭6.4和上端法蘭6.1用不銹鋼制成，下端法蘭6.4與固定卡瓦4上法蘭連接，上端法蘭6.1與液壓鉗7底座相連，布袋下部一側(cè)設(shè)有泄流接管6.3，可外接管線，用于輔助放噴。
如圖9、圖10所示，液壓鉗7包括上下兩部分，下部由彈簧支腿7.2和底座7.1組成，上部為液壓鉗主體。液壓鉗主體包括液壓馬達(dá)7.17、外殼7.3、主動(dòng)齒輪7.9、從動(dòng)齒輪7.22、摩擦輪7.42、傳動(dòng)大錐齒輪7.19、小錐齒輪7.26、傳動(dòng)軸7.28、頂緊螺桿7.29、卡牙桿7.6、扶正桿7.41、復(fù)位彈簧7.46及卡牙組件(7.39、7.40)等部件。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7.17通過螺栓7.14和墊圈7.15裝于液壓鉗殼體7.3上部一端，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)7.17軸的下端通過鍵7.13和聯(lián)軸套7.12與主動(dòng)齒輪7.9連接，主動(dòng)齒輪7.9由齒輪軸7.10和鍵7.11支撐，齒輪軸7.10通過軸承7.8支撐于軸承座7.7上。從動(dòng)齒輪7.22與主動(dòng)齒輪7.9外嚙合，從動(dòng)齒輪7.22通過軸承7.23支撐于摩擦輪7.42上，并有上輥?zhàn)?.18導(dǎo)向，摩擦輪7.42通過摩擦片7.45、螺釘7.43、下輥?zhàn)?.44支撐于液壓鉗殼體7.3底板上。從動(dòng)齒輪7.22下部為卡緊傳動(dòng)大錐齒輪7.19，該傳動(dòng)大錐齒輪7.19通過螺栓7.24和墊圈7.25固定與從動(dòng)齒輪7.22下部外側(cè)，可驅(qū)動(dòng)小錐齒輪7.26轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)頂緊螺桿7.29將卡牙組件(7.39、7.40)頂出，使卡牙7.39卡緊油管或抽油桿。頂緊螺桿7.29通過軸承壓蓋7.21、軸承7.31、套筒7.32及螺母7.30固定與摩擦輪7.42的孔中，并通過鍵7.27與小錐齒輪7.26周向固定。卡牙7.39由螺栓7.38固定于卡牙座7.40內(nèi)側(cè)，卡牙座7.40裝于卡牙桿7.6和扶正桿7.41上，扶正桿7.41由銷7.20鎖定。復(fù)位彈簧7.46套于扶正桿7.41外伸部分，由螺母7.4和墊圈7.5鎖定。液壓鉗7反向旋轉(zhuǎn)，頂緊螺桿7.29撤回，復(fù)位彈簧7.46使卡牙7.9復(fù)位。液壓鉗7轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì)數(shù)器7.34由螺栓7.35和墊圈7.36固定與液壓鉗7主體下端適當(dāng)位置，并通過記數(shù)齒輪7.33與摩擦輪7.42下部齒嚙合。液壓鉗下接箍定位傳感器7.37配裝于液壓鉗7主體下部，上卸作業(yè)的切換只需通過液壓馬達(dá)控制器7.16改變液壓鉗7轉(zhuǎn)向。
如圖11所示，油管套筒吊卡14的吊座14.7與導(dǎo)輪連接板14.10以螺紋連接，機(jī)械臂連接板14.9套在吊座上，并限位于吊座14.7下凸緣的和導(dǎo)輪連接板14.10之間。吊環(huán)14.1下端與吊座14.7的上部相連，并由擋板14.35和螺栓14.8封閉。通過與修井井架20的大鉤相連，油管套筒吊卡14可以在吊座14.7內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，并有一定距離的上下滑動(dòng)。油管套筒吊卡14主體是一個(gè)圓筒體，分為三段，上段14.16通過連接管14.4與油管套筒吊卡吊座14.7連接，中段14.20與上段14.16之間由連接凸緣14.17連接，連接凸緣承14.17壓面鑲嵌雙金屬軸承，以利于承載和減磨。下段14.32下端內(nèi)壁為導(dǎo)向斜面，在導(dǎo)向斜面上方徑向開設(shè)2對(duì)凹槽，每個(gè)凹槽內(nèi)有一塊卡牙14.31。卡牙14.31為長(zhǎng)方體形，內(nèi)端面下部為部分圓錐面，上部為部分圓柱面；卡牙14.31中部自上而下開有卡牙驅(qū)動(dòng)槽，槽的下部設(shè)有導(dǎo)向斜面，推桿14.28從其中穿過，推桿彈簧片14.30和卡牙驅(qū)動(dòng)輥14.29左右對(duì)稱的安裝在推桿14.28上，卡牙驅(qū)動(dòng)輥14.29與卡牙導(dǎo)向斜面滑動(dòng)連接，推桿14.28的下端從套筒下部穿出連接推環(huán)14.25，推桿14.28下部裝有推桿復(fù)位彈簧14.26?？ㄑ乐箘?dòng)和復(fù)位機(jī)構(gòu)由觸柄14.23、連接桿14.27、鎖定塊14.21及壓緊彈簧14.22徑向裝于套筒吊卡主體的最下部。芯管14.18為一中空的管子，安裝于油管套筒吊卡14內(nèi)，下端通過連接套14.19與旋轉(zhuǎn)密封組件14.34相連，上端通過動(dòng)靜接頭14.36與倒“L”彎管14.37連接，倒“L”彎管外伸端部接有一閥門14.38，閥門另一端接有一能與軟管連接的短管14.39。旋轉(zhuǎn)密封組件14.34的最下端為與油管端部孔配合的密封錐，密封錐后部為止推軸承結(jié)構(gòu)。芯管14.18上部外壁為裝有O形圈14.11的液壓活塞結(jié)構(gòu)，與活動(dòng)吊卡連接管14.4內(nèi)壁配合，并與兩端密封部件(14.3、14.5、14.6、14.12、14.13、14.14、14.15)一起構(gòu)成液壓結(jié)構(gòu)，可驅(qū)動(dòng)芯管14.18上下移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)芯管14.18的上提和油管14.24端部的密封和壓緊，該液壓缸的控制器14.2通過管路與活動(dòng)吊卡連接管14.4內(nèi)的油道相通。
如圖12所示，機(jī)械臂13主臂為三段結(jié)構(gòu)，上段13.1為實(shí)心矩形驅(qū)動(dòng)桿，驅(qū)動(dòng)桿為彎曲結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)桿中間設(shè)有與機(jī)械臂軸15連接的孔。中段13.14與上段13.1及下段13.5法蘭連接，中段13.14為中空的圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝有主臂氣缸13.2，主臂汽缸13.2的運(yùn)動(dòng)由機(jī)械臂汽缸控制器13.3控制。中段13.14外壁適當(dāng)位置配裝機(jī)械臂豎直傳感器13.15。主臂下段13.5的末端裝有導(dǎo)向套13.7，并由帶O形密封圈13.9的的壓蓋13.8封閉封閉。套筒吊卡開啟氣缸13.11通過連接座13.10配裝于主臂下段13.5的適當(dāng)位置，氣缸13.11活塞桿頂部連接套筒吊卡頂開環(huán)13.13，氣缸13.11的運(yùn)動(dòng)由套筒吊卡開啟氣缸控制器13.12控制。主臂氣缸13.2活塞桿下端穿過擋圈13.4與副臂13.6相連，副臂13.6可隨主臂氣缸13.2活塞桿上下運(yùn)動(dòng)，副臂13.6下端與機(jī)械手10連接塊連接。
如圖13所示，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)19包括一液壓缸19.1及機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)液壓缸控制器19.2，液壓缸19.1的運(yùn)動(dòng)由機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)液壓缸控制器19.2控制。
如圖14所示，機(jī)械臂13安裝孔內(nèi)襯滑動(dòng)軸承15.2，并通過機(jī)械臂軸15.1和螺母15.3固定于機(jī)械臂安裝座17上。
如圖15所示，液壓缸端部安裝孔內(nèi)襯滑動(dòng)軸承18.2，并通過連接軸18.1和螺母18.3固定于機(jī)械臂13或機(jī)械臂安裝座17上。
如圖16、圖17、圖18所示，機(jī)械手10為左右兩半的鉗形結(jié)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為機(jī)械手10后面部分，包括驅(qū)動(dòng)氣缸10.19、卡緊塊10.18、驅(qū)動(dòng)架(10.13、10.25)和復(fù)位彈簧10.24等部件，驅(qū)動(dòng)氣缸10.19通過機(jī)械手驅(qū)動(dòng)氣缸安裝座10.23安裝于左驅(qū)動(dòng)架10.13的后部，機(jī)械手卡緊傳感器10.21安裝在機(jī)械手芯軸10.12的中間部位上，驅(qū)動(dòng)氣缸10.19活塞桿端部連接卡緊塊10.18，卡緊塊10.18的另一側(cè)與驅(qū)動(dòng)架(10.13、10.25)的加力部分配合，驅(qū)動(dòng)氣缸10.19將卡緊塊推向外止點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)架(10.13、10.25)夾持部分閉合，機(jī)械手卡緊。驅(qū)動(dòng)架(10.13、10.25)加力部分的外端有彈簧懸掛柱10.22，復(fù)位彈簧10.24掛在彈簧懸掛柱10.22上，在自由狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)氣缸10.19復(fù)位，在復(fù)位彈簧10.24作用下機(jī)械手張開，機(jī)械手10處于常開狀態(tài)；驅(qū)動(dòng)氣缸10.19的動(dòng)作由機(jī)械手驅(qū)動(dòng)氣缸控制器10.20控制。機(jī)械手10的驅(qū)動(dòng)架(10.13、10.25)夾持部分為左右兩半，每半包括三層法蘭半環(huán)，法蘭環(huán)之間有數(shù)根支撐桿10.26穿過，相鄰兩層法蘭間支撐桿10.26上裝有夾持滾柱座10.14，夾持滾柱座10.14內(nèi)側(cè)凹槽內(nèi)裝設(shè)夾持滾柱10.15，夾持滾柱10.15為外壁帶螺紋溝槽的圓柱體，通過夾持滾柱軸10.16嵌在夾持滾柱座10.14內(nèi)側(cè)的槽中，可以圍繞自身軸10.16轉(zhuǎn)動(dòng)，夾持滾柱座10.14下端支撐桿10.26上套有復(fù)位彈簧10.17，夾持滾柱座10.14可壓縮復(fù)位彈簧10.17沿支撐桿10.26向下滑動(dòng)。夾持滾柱10.15外壁的螺紋溝槽是增加與油管的磨擦力，防止油管在機(jī)械手10中下滑，而且由于夾持滾柱10.15可以在夾持滾座10.14中轉(zhuǎn)動(dòng)，所以機(jī)械手10可以抓著油管進(jìn)行上卸扣作業(yè)，防止大風(fēng)吹偏油管，影響正常油管對(duì)接、上卸扣作業(yè)，有效的起到扶正作用。機(jī)械手安裝桿10.1一端插到機(jī)械手連接塊10.4下端的安裝孔中，用調(diào)節(jié)螺母10.2、10.3固定，另一端帶有機(jī)械手連接軸孔，該軸孔中有機(jī)械手連接軸10.10穿過，軸孔的上方丌有止轉(zhuǎn)銷孔，連接軸10.10上開有止轉(zhuǎn)銷槽，機(jī)械手10與機(jī)械臂13平行時(shí)，槽口對(duì)準(zhǔn)止轉(zhuǎn)銷10.9，實(shí)現(xiàn)止轉(zhuǎn)，正常情況下止轉(zhuǎn)銷10.9僅穿過安裝座10.5連接軸孔上的止轉(zhuǎn)銷孔。機(jī)械手連接軸10.10兩端與機(jī)械手連接板10.11連接，連接板10.11下部與機(jī)械手芯軸10.12連接。止轉(zhuǎn)銷10.9通過銷子10.8連接到止轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸10.6的活塞桿上，止轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸10.6安裝在止轉(zhuǎn)銷安裝座10.5上，機(jī)械手止轉(zhuǎn)銷安裝座10.5固定在機(jī)械手10的連接塊10.4上；止轉(zhuǎn)銷10.9主要是為了抵消機(jī)械手10的偏心力，使機(jī)械手10與機(jī)械臂13保持平行，防止大風(fēng)天氣和機(jī)械手10到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，油管帶動(dòng)機(jī)械手連接軸10.1發(fā)生擺動(dòng)；止轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸10.6由機(jī)械手止轉(zhuǎn)氣缸控制器10.7控制。機(jī)械手的顯著特征是機(jī)械手10閉合后，夾持滾柱10.15外側(cè)母線位于同一圓周上，支撐桿10.26分別對(duì)稱位于一錐面的母線上，夾持滾柱座10.14沿支撐桿10.26越向下滑動(dòng)，夾持滾柱10.15外側(cè)母線所形成的圓越小，從而可以卡緊油管(或抽油桿)，并具有自緊作用。當(dāng)機(jī)械手夾持滾柱10.15夾住油管上行時(shí)，在油管的重力和磨擦力作用下，夾持滾柱10.15和夾持滾柱座10.14會(huì)隨油管沿支撐桿10.26壓縮復(fù)位彈簧10.17下行，使夾持滾柱10.15向內(nèi)收縮，達(dá)到自緊功能，當(dāng)機(jī)械手松開油管后，夾持滾柱座10.14在復(fù)位彈簧10.17的作用下，帶動(dòng)夾持滾柱復(fù)位。當(dāng)機(jī)械手10下行從地面油管(抽油桿)架上抓油管(抽油桿)時(shí)，機(jī)械手10的前端接觸油管時(shí)，機(jī)械手10不能下行，但機(jī)械臂帶動(dòng)機(jī)械手后端繼續(xù)下行，使機(jī)械手10圍繞機(jī)械手連接軸10.10向上轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)油管完全卡入機(jī)械手中時(shí)，壓縮機(jī)械手卡緊傳感器10.21給出機(jī)械手10狀態(tài)信號(hào)。
如圖19所示，兩個(gè)導(dǎo)軌22主體22.2都為工字鋼，并分別通過上連接桿22.1和下連接桿22.3固定于井架正面兩側(cè)肋上。
如圖20所示，抽油桿套筒吊卡34，其中34.1是上部卡緊連接端，34.13是吊卡部分，34.4為卡牙推桿，34.5是卡牙內(nèi)推彈簧片，34.6是抽油桿卡牙，34.7是卡牙止動(dòng)復(fù)位連接桿，34.8是推桿復(fù)位彈簧，34.9是推環(huán)，34.10是推桿鎖定塊卡緊彈簧，34.11是推桿鎖定塊，34.12是觸柄，34.3是抽油桿接箍位置傳感器。上部連接端34.1與油管接箍結(jié)構(gòu)相同，可卡入油管套筒吊卡14中，如圖2中所示；下部吊卡部分34.13與油管套筒吊卡14下部相同，但結(jié)構(gòu)尺寸與抽油桿34.2相適應(yīng)。抽油桿套筒吊卡34與油管套筒吊卡14的工作原理相同，套筒吊卡34筒壁上距卡牙一段距離處裝設(shè)抽油桿接箍位置傳遞器34.3，在此不贅述。但是當(dāng)起下抽油桿34.2時(shí)，吊卡開啟汽缸13.11要沿中軸旋轉(zhuǎn)180°。
抽油桿自封39如圖21所示，圖中39.1是下法蘭，39.2是筒體，39.3是上法蘭，39.4是壓蓋，39.5是膠皮芯子。下法蘭39.1與井口油管掛座法蘭1連接，并與筒體39.2焊接連接，膠皮芯子39.5裝于筒體39.2內(nèi)，其上部錐面與筒體內(nèi)壁面相互配合，壓蓋39.4置于膠皮芯子39.5上面，壓蓋39.4上端面與上法蘭39.3接觸，上法蘭39.3與筒體39.2通過螺紋連接，擰緊上法蘭39.3同時(shí)使壓蓋39.4壓緊膠皮芯子39.5。
如圖22所示，抽油桿接箍下定位筒36.1上部一側(cè)裝設(shè)抽油桿套筒吊卡內(nèi)接箍定位傳感器36.2。
抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)32如圖23所示，其中32.3是驅(qū)動(dòng)汽缸控制器，32.1是支座，32.2是驅(qū)動(dòng)汽缸，32.4是導(dǎo)向塊，32.5是活塞桿端連接板，32.6是導(dǎo)向錐體，32.7是輔助導(dǎo)向桿。支座32.1下端通過螺栓與液壓鉗7上蓋連接，支座32.1上面與驅(qū)動(dòng)氣缸32.2連接，驅(qū)動(dòng)氣缸活塞桿穿過導(dǎo)向塊32.4與端部連接板32.5相連，連接板32.5與導(dǎo)向錐體32.3通過螺栓連接，輔助導(dǎo)向桿32.7一端連接導(dǎo)向錐體32.3，另一端在支座32.1下部的孔中滑動(dòng)，起輔助扶正作用。
如圖24所示，井架滑輪組件20由滑輪組件20.1和井架20.2等部件組成，滑輪組件20.1為雙滑輪結(jié)構(gòu)，取代現(xiàn)有修井井架的頂部滑輪，安裝在井架20.2的頂部，并對(duì)井架20.2進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)。
自動(dòng)控制系統(tǒng)由可編程控制器PLC和相應(yīng)的傳感器組成，傳感器可以為遙感型，也可以為有線型。自動(dòng)控制系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)可編程控制器和相應(yīng)傳感器組成，如圖23所示，可編程控制器和傳感器的原理與現(xiàn)有通用設(shè)備的原理相同。
如圖1、圖2所示，其中1是油管掛座，2是油管自封，3是頂絲，4是固定卡瓦，5是油管接箍下定位器，6是防噴管，7是液壓鉗，8是支撐液壓缸，9是液壓缸安裝座，10是機(jī)械手，11是螺母，12是墊圈，13是機(jī)械臂，14是油管套筒吊卡組件，15是機(jī)械臂軸，16是機(jī)械臂轉(zhuǎn)角定位傳感器，17是機(jī)械臂安裝座，18是液壓缸安裝軸，19是機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，20是井架滑輪組件，21是導(dǎo)輪組件，22是導(dǎo)軌，23是輔助控制面板，24是顯示器C，25是顯示器B，26是顯示器A，27是操作柄傳感器，28是PLC，29是固定卡瓦卡緊的油管，30是套筒吊卡懸吊的油管，31是機(jī)械手夾持的油管，32是抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，33是抽油桿套筒吊卡懸吊的抽油桿，34是抽油桿套筒吊卡，35是抽油桿鉗牙，36是抽油桿接箍下定位筒，37是抽油桿活動(dòng)吊卡碰撞盤，38是抽油桿卡瓦牙，39是抽油干套筒吊卡，40是固定卡瓦卡緊的抽油桿，41是機(jī)械手夾持的抽油桿，4.11是固定卡瓦驅(qū)動(dòng)氣缸控制器，5.2是油管接箍下定位傳感器，7.16是液壓鉗液壓馬達(dá)控制器，7.34是液壓鉗轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)記數(shù)器，7.37是液壓鉗下接箍定位傳感器，10.21是機(jī)械手卡緊傳感器，10.20是機(jī)械手驅(qū)動(dòng)氣缸控制器，10.7是機(jī)械手止轉(zhuǎn)氣缸控制器，13.3是機(jī)械臂主臂氣缸控制器，13.12是套筒吊卡開啟氣缸控制器，13.15是機(jī)械臂豎直傳感器，14.2是芯管驅(qū)動(dòng)液壓缸控制器，14.33是套筒吊卡內(nèi)油管接箍位置傳感器，19.2是機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)液壓缸控制器，32.3是抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)氣缸控制器，34.10是抽油桿吊卡內(nèi)抽油桿接箍定位傳感器，36.2是抽油桿接箍下定位傳感器。
如圖1所示的油管作業(yè)配置，油管自封2可下入油管掛座1中，上下位置由頂絲3固定，油管自封2外壁與油管掛座1內(nèi)壁配合，密封油套管環(huán)空。固定卡瓦4下法蘭與井口油管掛座1法蘭連接，固定卡瓦4上法蘭與防噴管6下法蘭連接，油管接箍下定位器5可用螺栓固定于固定卡瓦4上端環(huán)面的適當(dāng)位置。液壓鉗7的底座與支撐液壓缸8活塞桿上端相連，并通過液壓缸安裝座9固定于固定卡瓦4的下部外壁。防噴管6上端法蘭與液壓鉗底座相連，并可隨液壓鉗7升降運(yùn)動(dòng)。固定卡瓦4、防噴管6、液壓鉗7中心線為同一直線，向上對(duì)準(zhǔn)用于起吊油管或抽油桿的套筒吊卡14、34，油管套筒吊卡14的吊座14.7與導(dǎo)輪連接板14.10以螺紋連接，機(jī)械臂連接板14.9套在吊座14.7上，并限位于吊座14.7下凸緣的和導(dǎo)輪連接板14.10之間。吊座14.7的上部通過吊環(huán)14.1與修井井架20的大鉤相連，油管套筒吊卡14可以在吊座內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，并有一定距離的上下滑動(dòng)。機(jī)械臂13通過機(jī)械臂支座17與機(jī)械臂連接板連接，并可隨機(jī)械臂連接板繞油管套筒吊卡14中心線轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)械臂13通過機(jī)械臂軸組件15連接到機(jī)械臂支座17上，機(jī)械臂13本身可繞其安裝軸15旋轉(zhuǎn)。機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)19包括一液壓缸及其相應(yīng)液壓控制器，液壓缸的兩端通過液壓缸軸組件18分別與機(jī)械臂13上端和機(jī)械臂安裝座17連接，機(jī)械臂安裝座17和機(jī)械臂連接板14.9螺紋連接，機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)由機(jī)械臂液壓缸控制器的控制19.2，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂13繞其軸15旋轉(zhuǎn)及機(jī)械臂13制動(dòng)。機(jī)械手10的連接塊通過螺母11和墊圈12固定于機(jī)械臂副臂下端。導(dǎo)輪組件21連接于油管套筒吊卡組件的導(dǎo)輪連接板兩端，并分別卡在兩側(cè)導(dǎo)軌22上。
如圖2所示的抽油桿作業(yè)配置，上部配置與圖1所示的油管作業(yè)配置基本相同，只油管套筒吊卡下部卡入抽油桿套筒吊卡，并用芯管旋轉(zhuǎn)密封組件壓緊，井口油管掛座1法蘭以上依次為抽油桿自封39、固定卡瓦4、抽油桿下定位筒37、液壓鉗7、抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)32。
正常操作程序如下述起油管作業(yè)時(shí)，首先按下輔助控制面板23上的“起油管”鍵，PLC可編程控制器28初始化起油管程序及相關(guān)設(shè)備，并給出指示，輔助控制面板上“起油管鍵”亮，相關(guān)設(shè)備處于起油管狀態(tài)。司機(jī)操作使吊鉤下降，操作柄傳感器27給出信號(hào)，可編程控制器28給出指令機(jī)械臂13外展，展至與油管套筒吊卡中心線成70°，機(jī)械臂轉(zhuǎn)角定位傳感器16給可編程控制器28信號(hào)，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)19停，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)液壓缸控制器19.2動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂剎車；機(jī)械手止轉(zhuǎn)氣缸控制器10.7動(dòng)作，止轉(zhuǎn)銷退出，機(jī)械手10可在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)械臂13外展的同時(shí)，吊鉤繼續(xù)下落，油管套筒吊卡14到達(dá)油管接箍下定位傳感器5.2，信號(hào)傳到PLC28，A顯示器26顯示“套筒吊卡下位”，表明油管套筒吊卡14已下入到防噴管6中，司機(jī)準(zhǔn)備剎車；套筒吊卡內(nèi)油管接箍位置傳感器14.33給出信號(hào)，B顯示器25顯示“套筒卡住接箍”，表明油管接箍已卡入，司機(jī)剎住車，操作柄傳感器27給PLC信號(hào)，機(jī)械手10中油管31(觸及油管支架)，機(jī)械手10打開油管31落下，機(jī)械手卡緊傳感器10.21給PLC28信號(hào)，C顯示器24顯示“機(jī)械手放開”，機(jī)械手止轉(zhuǎn)氣缸控制器10.7動(dòng)作，止轉(zhuǎn)銷鎖定機(jī)械手10，使其夾持中心線與機(jī)械臂13保持平行，機(jī)械手卡緊傳感器10.21給PLC28信號(hào)，PLC 28返回指令使固定卡瓦驅(qū)動(dòng)氣缸控制器4.11切換氣路，固定卡瓦4有復(fù)位松開油管29的趨勢(shì)，并給PLC信號(hào)，A顯示器26閃爍顯示“上提”。司機(jī)操作上提大鉤，油管套筒吊卡14卡住油管30上升，固定卡瓦4打開，A顯示器26閃爍顯示“上提中”。當(dāng)下一根油管29上接箍到達(dá)油管接箍下定位傳感器5.2時(shí)，A顯示器26閃爍顯示“接箍下位”，司機(jī)準(zhǔn)備剎車，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)液壓缸控制器19.2動(dòng)作，機(jī)械臂13開始旋轉(zhuǎn)復(fù)位。油管29上接箍通過，A顯示器顯示“剎車、緩放”，司機(jī)剎住車；司機(jī)緩慢下放，接箍又到達(dá)油管接箍下定位傳感器5.2，顯示器A顯示“剎住”，司機(jī)立即剎住，柄傳感器27給PLC 28信號(hào)，返回指令使固定卡瓦4卡住下面油管29。司機(jī)再操作吊鉤下落，油管套筒吊卡14下降，當(dāng)套筒吊卡內(nèi)油管接箍位置傳感器14.33觸及油管29上接箍時(shí)給出固定卡瓦卡緊信號(hào)，顯A示器顯示“卡緊、剎車”，表明下面油管已卡住，司機(jī)剎住車。PLC 28給液壓鉗7信號(hào)，液壓鉗7啟動(dòng)，開始卸油管30(已提前裝設(shè)正確的卡牙)。計(jì)數(shù)器7.34值到一定值后，給PLC 28信號(hào)，表明油管30已卸下，液壓鉗7反轉(zhuǎn)一定圈數(shù)，A顯示器26顯示“上提”，司機(jī)操作，油管套筒吊卡上升一段距離，機(jī)械臂13回轉(zhuǎn)到豎直位，機(jī)械臂豎直傳感器13.15給PLC28信號(hào)。PLC返回指令，使機(jī)械臂主臂氣缸控制器13.3動(dòng)作，機(jī)械手10升起一段距離，接著機(jī)械手驅(qū)動(dòng)器控制器10.20動(dòng)作，卡住油管30，機(jī)械手后部的傳感器10.21給PLC 28信號(hào)，機(jī)械臂主臂氣缸控制器13.3動(dòng)作，氣缸放氣；同時(shí)套筒吊卡開啟氣缸控制器13.12動(dòng)作，頂環(huán)上行頂開卡牙，此時(shí)油管30和機(jī)械手副臂同時(shí)下落，油管離開油管套筒吊卡14，但仍被機(jī)械手抓住，B顯示器顯示“套筒吊卡空”，C顯示器顯示“機(jī)械手卡緊”，A顯示器顯示“下放”。司機(jī)操縱操作柄動(dòng)油管套筒吊卡14下降，同時(shí)操作柄傳感器27給PLC出信號(hào)，返回信號(hào)使機(jī)械臂13外展。機(jī)械臂13外展至與套筒吊卡成70°，機(jī)械臂轉(zhuǎn)角定位傳感器16給出信號(hào)，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)停19，并剎車；機(jī)械手止轉(zhuǎn)氣缸控制器10.7動(dòng)作，止轉(zhuǎn)銷退出，機(jī)械手10可在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。重復(fù)“機(jī)械臂13外展的同時(shí)，吊鉤繼續(xù)下落”以后步驟。
下油管作業(yè)時(shí)，按下輔助控制面板23上的“下油管”鍵，PLC 28初始化下油管程序及相關(guān)設(shè)備，并給出指示，輔助控制面板23上的“下油管鍵”亮，相關(guān)設(shè)備處于下油管狀態(tài)。司機(jī)操縱吊鉤下降，同時(shí)操作柄傳感器27給出信號(hào)，機(jī)械臂13外展，展至與油管套筒吊卡14成70°機(jī)械臂轉(zhuǎn)角定位傳感器16給出信號(hào)，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)19停，并剎車；機(jī)械手止轉(zhuǎn)氣缸控制器10.7，止轉(zhuǎn)銷退出，機(jī)械手10可在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。油管套筒吊卡14繼續(xù)下落，油管套筒吊卡14到達(dá)油管接箍下定位傳感器5.2，信號(hào)傳到PLC 28，返回指令使固定卡瓦4卡緊油管30，A顯示器顯示“套筒吊卡下位”。油管套筒吊卡14先下降一段距離，頂開卡牙，油管29接箍觸及套筒吊卡內(nèi)油管接箍位置傳感器14.33，B顯示器“套筒吊卡開”；同時(shí)機(jī)械手10中卡入油管31，并觸動(dòng)后部的機(jī)械手卡緊傳感器10.21，信號(hào)傳到PLC 28，給出指令，機(jī)械手10閉合，C顯示器顯示“機(jī)械手卡緊”，A顯示器顯示“上提”，司機(jī)操作，油管套筒吊卡14上升，上升過程中油管29接箍使卡牙復(fù)位。油管套筒吊卡14繼續(xù)上升，一段距離后，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)氣缸控制器19.2動(dòng)作，機(jī)械臂13回轉(zhuǎn)，機(jī)械手止轉(zhuǎn)氣缸控制器10.7動(dòng)作，機(jī)械手10鎖住，機(jī)械手10與油管套筒吊卡14中心保持同一直線。套筒吊卡升高超過油管長(zhǎng)度，機(jī)械臂13豎直，機(jī)械臂豎直傳感器13.15給PLC 28信號(hào)，返回指令，使A顯示器顯示“剎車”，司機(jī)剎車，機(jī)械臂主臂氣缸控制器13.3動(dòng)作，上提油管30卡入油管套筒吊卡14，觸動(dòng)套筒吊卡內(nèi)油管接箍位置傳感器14.33，返回指令使主氣缸控制器30.6動(dòng)作，氣缸放氣下行，油管30落在卡牙面上，同時(shí)機(jī)械手10下落，機(jī)械手10在復(fù)位彈簧作用下松開，機(jī)械手10只起扶正作用。套筒吊卡內(nèi)油管接箍位置傳感器14.33復(fù)位，PLC給出信號(hào)，B顯示器顯示“套筒卡住接箍”，A顯示器顯示“下放”。司機(jī)操作，吊鉤下落，油管30下降，在導(dǎo)軌22和吊鉤作用下接箍對(duì)中到已下好的油管29接箍中，吊鉤繼續(xù)下落，套筒吊卡內(nèi)油管接箍位置傳感器14.33給PLC 28信號(hào)，A顯示器顯示“剎車、對(duì)接”。液壓鉗7開始轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)一定圈數(shù)后，計(jì)數(shù)器7.34給出信號(hào)，表明油管30已上緊。液壓鉗7反轉(zhuǎn)一定圈數(shù)，液壓鉗轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)記數(shù)器7.34給PLC 28信號(hào)，機(jī)械手10松開，C顯示器顯示“機(jī)械手松開”。固定卡瓦4驅(qū)動(dòng)氣缸控制器4.11動(dòng)作切換氣路，固定卡瓦4有復(fù)位放松的趨勢(shì)，機(jī)械臂13外展，吊鉤先上提再下放；機(jī)械臂13展至與套筒吊卡成70°時(shí)，機(jī)械手止轉(zhuǎn)氣缸控制器10.7動(dòng)作，止轉(zhuǎn)銷退出，機(jī)械手10可在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。重復(fù)“油管套筒吊卡14繼續(xù)下落，油管套筒吊卡14到達(dá)油管接箍下定位傳感器5.2”后面的步驟。
起抽油桿作業(yè)時(shí)，按下輔助控制面板23上的″手動(dòng)優(yōu)先″鍵，手動(dòng)操作將抽油桿套筒吊卡34卡入油管套筒吊卡14，并通過芯管壓緊液壓缸控制器14.2將抽油桿套筒吊卡34卡緊。按下輔助控制面板23上的“起抽油桿”鍵，PLC 28初始化起抽油桿程序及相關(guān)設(shè)備，并給出指示，輔助控制面板23上的“起抽油桿鍵”亮。相關(guān)設(shè)備處于起抽油桿狀態(tài)，抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)32始終處于全開位置。司機(jī)操縱吊鉤下降，同時(shí)操作柄傳感器27給出信號(hào)，機(jī)械臂13外展，展至與套筒吊卡成70°機(jī)械臂轉(zhuǎn)角位置傳感器16給出信號(hào)，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)19停，并剎車；機(jī)械手止轉(zhuǎn)氣缸控制器10.7動(dòng)作，止轉(zhuǎn)銷退出，機(jī)械手10可在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，做好放抽油桿的準(zhǔn)備。繼續(xù)下落，抽油桿套筒吊卡34到達(dá)液壓鉗下接箍定位傳感器7.37，A顯示器26顯示“吊卡下位”，抽油桿套筒吊卡34到達(dá)抽油桿接箍下定位傳感器36.2，信號(hào)傳到PLC 28，表明接箍卡入抽油桿套筒吊卡34，B顯示器25顯示“接箍卡住”；機(jī)械手10中抽油桿41觸及抽油桿支架，PLC 28給出指令，機(jī)械手10打開抽油桿41落下，C顯示器24顯示“機(jī)械手松開”。抽油桿下定位筒定位傳感器36.2給PLC 28信號(hào)，返回指令使固定卡瓦驅(qū)動(dòng)氣缸控制器4.11切換氣路，固定卡瓦4有復(fù)位松開抽油桿40的趨勢(shì)，A顯示器26顯示“上提”。司機(jī)操作，抽油桿套筒吊卡34和機(jī)械臂13上升，固定卡瓦4松開。一段距離后，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)氣缸控制器19.2動(dòng)作，機(jī)械臂13旋轉(zhuǎn)復(fù)位；機(jī)械手10止轉(zhuǎn)氣缸控制器10.7動(dòng)作，止轉(zhuǎn)銷鎖住機(jī)械手10，機(jī)械手10夾持中心線與套筒吊卡平行。抽油桿40上接箍到達(dá)抽油桿下定位傳感器36.2，顯示器A顯示“準(zhǔn)備剎車”，接箍通過液壓鉗下接箍定位器7.37，A顯示器26閃爍顯示“接箍過鉗”，通過后A顯示器26顯示“剎車”，司機(jī)剎車，然后慢放抽油桿套筒吊卡34，A顯示器顯示“剎住”，司機(jī)操作，立即剎住車，操作柄給PLC 28信號(hào)，返回指令使固定卡瓦4卡住下面抽油桿40。吊鉤下落，抽油桿套筒吊卡34下降，抽油桿節(jié)箍觸動(dòng)抽油桿套筒吊卡內(nèi)接箍定位傳感器34.3給出信號(hào)表明抽油桿套筒吊卡34卸載，液壓鉗7轉(zhuǎn)動(dòng)，卸抽油桿40。轉(zhuǎn)動(dòng)一定圈數(shù)后，液壓鉗轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì)數(shù)器7.34給PLC 28信號(hào)，表明已卸下，液壓鉗反轉(zhuǎn)一定圈數(shù)，A顯示器26顯示“上提”，司機(jī)操作抽油桿套筒吊卡34和機(jī)械臂13上升，一段距離后，機(jī)械臂13回轉(zhuǎn)至豎直時(shí)，機(jī)械臂豎直傳感器13.15給PLC 28信號(hào)，返回指令，使機(jī)械臂主臂氣缸控制器13.3動(dòng)作，上提機(jī)械手10一段距離，接著機(jī)械手驅(qū)動(dòng)氣缸控制器10.20動(dòng)作，卡住抽油桿33，機(jī)械手后部的機(jī)械手卡緊傳感器10.21給PLC28信號(hào)，C顯示器24顯示“機(jī)械手卡緊”，主臂氣缸控制器13.3動(dòng)作，氣缸放氣。主氣缸放氣的同時(shí)，抽油桿套筒吊卡34開啟氣缸控制器13.12動(dòng)作，頂環(huán)上行，頂開卡牙，抽油桿40和機(jī)械手10下落，B顯示器25顯示“套筒吊卡空”，機(jī)械手10將抽油桿卡得更緊。重復(fù)“司機(jī)操縱吊鉤下降，同時(shí)操作柄傳感器27給出信號(hào)，機(jī)械臂13外展”后面的步驟。
下抽油桿作業(yè)時(shí)，按下輔助控制面板23上的“手動(dòng)優(yōu)先”鍵，手動(dòng)操作將抽油桿套筒吊卡34卡入油管油管套筒吊卡14，并通過芯管驅(qū)動(dòng)液壓缸控制器14.2，將抽油桿套筒吊卡34卡緊。按下輔助控制面板23上的“下抽油桿”鍵，PLC初始化下抽油桿程序及相關(guān)設(shè)備，并給出指示，輔助控制面板23上的“下抽油桿鍵”亮。相關(guān)設(shè)備處于下抽油桿狀態(tài)，抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)32開始處于全丌位置。司機(jī)操縱吊鉤下降，同時(shí)操作柄傳感器27給出信號(hào)，機(jī)械臂13外展，展至與抽油桿套筒吊卡34成70°機(jī)械臂轉(zhuǎn)角位置傳感器16給出信號(hào)，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)19停，并剎車；機(jī)械手止轉(zhuǎn)氣缸控制器10.7動(dòng)作，止轉(zhuǎn)銷退出，機(jī)械手10可在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，做好抓抽油桿的準(zhǔn)備。抽油桿套筒吊卡34和機(jī)械臂13繼續(xù)下行，抽油桿套筒吊卡34到達(dá)定位筒傳感器36.2，給PLC 28信號(hào)，A顯示器26顯示“吊卡下位”，返回指令使固定卡瓦4卡緊抽油桿40。抽油桿套筒吊卡34先下降一段壓縮推桿頂開卡牙，同時(shí)推桿被鎖定塊卡住，抽油桿套筒吊卡內(nèi)接箍定位傳感器34.3給出信號(hào)表明已卡牙已開，B顯示器25顯示“套筒吊卡開”；此時(shí)，機(jī)械手10接觸抽油桿41，下降的同時(shí)抽油桿41卡入機(jī)械手10內(nèi)，抽油桿41觸及機(jī)械手卡緊傳感器10.21，PLC 28返回指令使機(jī)械手10閉合，C顯示器24顯示“機(jī)械手卡緊”，A顯示器顯示“上提”。司機(jī)操作，抽油桿套筒吊卡34上升，機(jī)械手10抓著地面桿架上抽油桿41上升，同時(shí)已下入井內(nèi)抽油桿40的接箍從抽油桿套筒吊卡34中脫離，并碰撞止動(dòng)塊觸柄使卡牙復(fù)位。抽油桿套筒吊卡34繼續(xù)上升，一段距離后，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)氣缸控制器13.2動(dòng)作，機(jī)械臂13回轉(zhuǎn)，機(jī)械手止轉(zhuǎn)氣缸控制器10.7，機(jī)械手10鎖住，其夾持中心線與抽油桿套筒吊卡34中心一致。機(jī)械臂豎直時(shí)，機(jī)械臂豎直傳感器13.15給PLC 28信號(hào)，返回指令，使機(jī)械臂主臂氣缸控制器13.3動(dòng)作，上提機(jī)械手10，使抽油桿41卡入抽油桿套筒吊卡34，觸動(dòng)抽油桿套筒吊卡內(nèi)接箍定位傳感器34.3，返回指令，使機(jī)械臂主臂氣缸控制器13.3動(dòng)作，氣缸放氣，抽油桿41落在卡牙面上，同時(shí)機(jī)械手10下落，機(jī)械手10只起輔助定位作用，B顯示器25顯示“接箍卡住”，A顯示器26顯示“下放”。吊鉤下落，抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)32恢復(fù)關(guān)閉位置，抽油桿33下降，在導(dǎo)軌22和吊鉤作用下，并且通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)32，接箍對(duì)中到已下好抽油桿40的接箍中，吊鉤繼續(xù)下落，抽油桿套筒吊卡內(nèi)接箍定位傳感器34.3給PLC 28信號(hào)，A顯示器26顯示“立即剎車”。液壓鉗7開始轉(zhuǎn)動(dòng)，上緊抽油桿33，一定圈數(shù)后，表明已上緊，液壓鉗反轉(zhuǎn)一定圈數(shù)。上完油桿后，液壓鉗轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)記數(shù)器7.34給PLC 28信號(hào)，固定卡瓦4的驅(qū)動(dòng)氣缸控制器4.11動(dòng)作切換氣路，固定卡瓦4有打開的趨勢(shì)，抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)32全開，機(jī)械手10打開，C顯示器24顯示“機(jī)械手打開”，反饋信號(hào)使抽油桿套筒吊卡34先上提再下放。機(jī)械臂13展至與套筒吊卡成70°機(jī)械臂轉(zhuǎn)角位置傳感器16給出信號(hào)，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)19停，并剎車；機(jī)械手止轉(zhuǎn)氣缸控制器10.7動(dòng)作，止轉(zhuǎn)銷退出，機(jī)械手10可在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，做好抓油管的準(zhǔn)備。重復(fù)“抽油桿套筒吊卡34和機(jī)械臂13繼續(xù)下行，抽油桿套筒吊卡34到達(dá)定位筒傳感器36.2”后面的步驟。
沖砂、壓井作業(yè)時(shí)，需要將芯管下放，用旋轉(zhuǎn)密封組件密封油管端部，并壓緊，可按輔助控制面板23上的“沖砂”按鈕或“手動(dòng)優(yōu)先”按鈕來進(jìn)行作業(yè)，操作過程中高壓水或泥漿通過密封錐沖入油管。
對(duì)于其它特殊工況，如小噴作業(yè)，芯管驅(qū)動(dòng)液壓缸控制器14.2動(dòng)作，使旋轉(zhuǎn)密封錐密封油管端部，可以按輔助控制面板23上的“手動(dòng)優(yōu)先”按鈕，進(jìn)行手動(dòng)干預(yù)運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種油田修井自動(dòng)作業(yè)裝置，包括油管自封、固定卡瓦、油管接箍下定位器、防噴管、液壓鉗、油管套筒吊卡、機(jī)械臂、機(jī)械手、機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌、井架滑輪組件及自動(dòng)控制系統(tǒng)組成，固定卡瓦、防噴管、液壓鉗中心線為同一直線，向上對(duì)準(zhǔn)用于起吊油管套筒吊卡，油管套筒吊卡通過吊座、吊環(huán)與井架的大鉤連接，機(jī)械臂通過軸組件、支座機(jī)械臂安裝板固定于吊座上，機(jī)械手與機(jī)械臂副臂下端連接，上部懸吊組件通過導(dǎo)輪組件、導(dǎo)軌輔助定位，井架滑輪組件包括滑輪組件和井架部件組成，滑輪組件為雙滑輪結(jié)構(gòu)，安裝在井架的頂部，導(dǎo)輪連接于導(dǎo)輪連接板兩端，并分別卡在兩側(cè)導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌通過連接件垂直固定于井架正面兩側(cè)肋上，自動(dòng)控制系統(tǒng)由可編程控制器PLC和相應(yīng)的傳感器組成，信號(hào)經(jīng)過變送器接入PLC輸入端子，經(jīng)PLC斷分析后，輸出可執(zhí)行指令到相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成預(yù)定動(dòng)作，相關(guān)傳感器給出信號(hào)反饋，經(jīng)PLC處理，給出指令，完成進(jìn)一步動(dòng)作，其中所述的油管自封由膠皮芯子、鋼制支撐環(huán)和密封圈組成，鋼制支撐環(huán)的外側(cè)為與油管掛座內(nèi)表面相配合的錐面；所述的油管接箍下定位器由傳感器固定于固定卡瓦上端環(huán)面；所述的防噴管主體為圓筒體，其下端與固定卡瓦上法蘭連接，上端與液壓鉗底座相連，下部一側(cè)設(shè)有泄流接管；所述的液壓鉗的底座與支撐液壓缸活塞桿上端相連，并通過液壓缸安裝座固定于固定卡瓦的下部外壁，液壓鉗包括上下兩部分，下部由彈簧支腿和底座組成，上部為液壓鉗主體，液壓鉗主體包括液壓馬達(dá)、外殼、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、摩擦輪、傳動(dòng)大錐齒輪、小錐齒輪、傳動(dòng)軸、頂緊螺桿、卡牙桿、扶正桿、復(fù)位彈簧及卡牙組件等部件，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)裝于液壓鉗殼體上部一端，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)軸的下端與主動(dòng)齒輪連接，從動(dòng)齒輪與主動(dòng)齒輪外嚙合，從動(dòng)齒輪通過軸承支撐于摩擦輪上，從動(dòng)齒輪下部為卡緊傳動(dòng)大錐齒輪，傳動(dòng)大錐齒輪與小錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)配合，帶動(dòng)頂緊螺桿將卡牙頂出，卡牙通過卡牙座裝于卡牙桿和扶正桿上，扶正桿外部裝有復(fù)位彈簧；所述的機(jī)械手包括機(jī)械手卡緊塊、機(jī)械手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手連接桿、連接軸、連接板、止轉(zhuǎn)銷安裝座、機(jī)械手止轉(zhuǎn)銷驅(qū)動(dòng)氣缸、氣缸控制器、機(jī)械手止轉(zhuǎn)銷、機(jī)械手連接軸、夾持輥柱、夾持輥柱座、支撐桿、復(fù)位彈簧、夾持輥柱軸組成，機(jī)械手的連接塊與機(jī)械臂副臂下端固定；其特征是所述的機(jī)械臂主臂為三段結(jié)構(gòu)，上段為驅(qū)動(dòng)桿，驅(qū)動(dòng)桿為彎曲結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)桿中間設(shè)有與機(jī)械臂軸連接的孔，中段為中空的圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝有主臂氣缸，主臂下段為副臂導(dǎo)向及保護(hù)筒，主臂氣缸活塞桿下端與副臂相連，副臂下端與機(jī)械手連接塊連接，機(jī)械臂通過機(jī)械臂軸組件連接到機(jī)械臂支座上；所述的機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括一液壓缸及其相應(yīng)液壓控制器，液壓缸的兩端通過液壓缸軸組件分別與機(jī)械臂上端和機(jī)械臂安裝座連接，通過液壓控制器的控制；所述的固定卡瓦包括卡瓦座、卡瓦體、卡瓦牙及卡瓦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成，固定卡瓦座內(nèi)壁下部為圓柱形，上部為與卡瓦體配合的圓錐面，卡瓦體為部分錐環(huán)結(jié)構(gòu)，外側(cè)橫斷面中部為燕尾結(jié)構(gòu)，與卡瓦座內(nèi)壁的燕尾槽配合，卡瓦牙嵌入卡瓦體內(nèi)側(cè)的溝槽中，為部分階梯環(huán)結(jié)構(gòu)，卡瓦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括氣缸、卡瓦驅(qū)動(dòng)桿、氣壓控制器組成，每個(gè)卡瓦體的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)氣缸安裝于卡瓦座的相應(yīng)氣缸安裝孔中，氣缸活塞桿上部與卡瓦驅(qū)動(dòng)桿相連，卡瓦驅(qū)動(dòng)桿插入卡瓦體的滑槽中；所述的油管套筒吊卡主體是一個(gè)圓筒體，分為三段，上段通過連接管與油管套筒吊卡吊座連接，中段與上段之間由連接凸緣連接，下段下端內(nèi)壁為導(dǎo)向斜面，在導(dǎo)向斜面上方徑向開設(shè)幾對(duì)凹槽，每個(gè)凹槽內(nèi)有一塊卡牙，卡牙為長(zhǎng)方體形，內(nèi)端面下部為部分圓錐面，上部為部分圓柱面，卡牙中部自上而下開有卡牙驅(qū)動(dòng)槽，槽的下部設(shè)有導(dǎo)向斜面，推桿從其中穿過，彈簧片、卡牙驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)笥覍?duì)稱的安裝在推桿上，并嵌入到卡牙驅(qū)動(dòng)槽中，其中卡牙驅(qū)動(dòng)輥與卡牙導(dǎo)向斜面滑動(dòng)連接，推桿的下端從套筒下部穿出連接推環(huán)，卡牙止動(dòng)和復(fù)位機(jī)構(gòu)由觸柄、鎖定塊及壓緊彈簧徑向裝于套筒吊卡主體的最下部，芯管為一中空的管子，安裝于油管套筒吊卡內(nèi)，下端與旋轉(zhuǎn)密封組件相連，上端通過動(dòng)靜接頭與倒“L”彎管連接，旋轉(zhuǎn)密封組件的最下端為與油管端部孔配合的密封錐，密封錐后部為止推軸承結(jié)構(gòu)，芯管上部外壁為液壓活塞結(jié)構(gòu)，與活動(dòng)吊卡內(nèi)壁配合，并與兩端密封部件一起構(gòu)成液壓結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田修井自動(dòng)作業(yè)裝置，其特征是在油管套筒吊卡下部卡入抽油桿套筒吊卡，油管自封改為抽油桿自封，油管下定位筒改為抽油桿下定位筒，所述的抽抽油桿套筒吊卡主體是一個(gè)圓筒體，包括上部與油管套筒吊卡卡緊連接的連接端和下部的吊卡部分，吊卡部分包括卡牙推桿、卡牙內(nèi)推彈簧片、抽油桿卡牙、卡牙止動(dòng)復(fù)位連接桿、推桿復(fù)位彈簧、推環(huán)、推桿鎖定塊卡緊彈簧、推桿鎖定塊、觸柄、抽油桿接箍位置傳感器組成；所述的抽油桿自封包括油桿自封由下法蘭、筒體、膠皮芯子、壓蓋和上法蘭組成，下法蘭與井口法蘭配合；所述抽油桿下定位筒向上與液壓鉗連接，向下與固定吊卡連接，內(nèi)裝有抽油桿活動(dòng)吊卡碰撞盤，抽油桿下定位筒定位筒中部裝設(shè)抽油桿下定位傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田修井自動(dòng)作業(yè)裝置，其特征是在液壓鉗上部裝有抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)左右對(duì)稱，包括支座、氣缸、氣缸控制器、導(dǎo)向塊、活塞桿端連接板、導(dǎo)向錐組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田修井自動(dòng)作業(yè)裝置，其特征是在防噴管主體下部一側(cè)設(shè)有泄流接管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田修井自動(dòng)作業(yè)裝置，其特征在于所說的油管套筒吊卡中段與上段之間由連接凸緣連接，連接凸緣承壓面鑲嵌雙金屬軸承。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油田修井自動(dòng)作業(yè)裝置。包括油管自封、固定卡瓦、油管接箍下定位器、防噴管、液壓鉗、油管套筒吊卡、機(jī)械臂、機(jī)械手、機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、抽油桿套筒吊卡、抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、抽油桿下定位筒、抽油桿自封、導(dǎo)軌、井架滑輪組件及自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。其技術(shù)改進(jìn)主要針對(duì)包括固定卡瓦、油管套筒吊卡、機(jī)械臂、機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、抽油桿套筒吊卡等驅(qū)動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)。改進(jìn)后的作業(yè)裝置能充分利用現(xiàn)有修井設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，工作效率高，能夠完成油管和抽油桿的自動(dòng)卡緊、上卸、抓起、下放、對(duì)接等工作，并且能夠防止井內(nèi)液體污染井場(chǎng)、設(shè)備及人員，又可減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和危險(xiǎn)性，對(duì)于油田修井作業(yè)具有十分重要的意義。
文檔編號(hào)E21B41/00GK1609407SQ20041003630
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者崔時(shí)光 申請(qǐng)人:崔時(shí)光