專利名稱：油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
一種油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，在起下油管作業(yè)過程中實現(xiàn)油管的長度測量，自 動上卸油管，自動接送擺放油管，采用該系統(tǒng)作業(yè)時，井口僅需一名操作工輔助，即可完成 作業(yè)中起下油管的自動化操作。
背景技術：
目前，油田使用傳統(tǒng)設備作業(yè)，井口一般需要5名以上工人協(xié)同作業(yè)，一名司鉆負 責往油井下油管或從油里取出油管，二名用液壓鉗在井口平臺負責上或卸油管，用吊卡卡 油管，二名在井場上負責往油管床上輸送或從油管床上往井口輸送油管，擺放油管。工作頻 率高，勞動強度大，分工配合要求高，存在著諸多安全隱患，油管從油井內(nèi)帶出的污油污水 都流入井場，對工人身體造成極大的傷害，對環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染。為了解決以上問題開發(fā)一種油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，提高工作效率，提高油井 作業(yè)的安全系數(shù)，減輕作業(yè)人員的體力勞動，減少作業(yè)操作人員數(shù)量，降低作業(yè)成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有油井作業(yè)中的缺點而提供的一種油井作業(yè)自動化操 作系統(tǒng)，克服上述已有技術存在的問題，采用該系統(tǒng)作業(yè)時，井口僅需一名操作工輔助，即 可完成作業(yè)中起下油管的自動化操作。該系統(tǒng)自動化程度高，工作效率高，油井作業(yè)的安全 系數(shù)高，減輕作業(yè)人員的體力勞動，減少作業(yè)操作人員數(shù)量，降低作業(yè)成本。本發(fā)明的技術方案是通過以下方式實現(xiàn)的一種油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，包括作業(yè)機、自動對口液壓鉗、油管接箍傳感器、 新型吊卡、卡盤、作業(yè)移動式油管箱、液壓站和PLC可編程控制系統(tǒng)，其特征在于油管接箍 傳感器固定在井口上，卡盤固定在油管接箍傳感器上，兩者與井口同一中心線，在油管接箍 傳感器一側面水平固定一個液壓缸，與液壓缸配合的活塞外端垂直安裝一個自動對口液壓 鉗的支撐架，支撐架內(nèi)側上部與自動對口液液鉗的主鉗外體固定，支撐架的內(nèi)側下部與自 動對口液壓鉗的背鉗外體固定，在支撐架上部前面縱向上固定一個液壓馬達，在液壓馬達 軸的上部設有一個齒輪，與主鉗上的卡口體上的齒輪或齒嚙合，在液壓馬達軸的中部設有 一個計數(shù)器，在液壓馬達軸的下部設有一個扭矩儀，可編程控制系統(tǒng)安裝在作業(yè)機操作室 內(nèi)，液壓站安裝在作業(yè)機操作室一側，油管箱擺放在作業(yè)機對面的井場上；液壓馬達、自動 對口液壓鉗的背鉗、液壓缸和油管箱的液壓管路液壓站的液壓管路相連，計數(shù)器、扭矩儀、 油管接箍傳感器、液壓站和油管箱上所設的油管接送裝置，油管橫移機構、油管升降機構、 油管抓放機構和油管長度測量儀的工作都由可編程序控制系統(tǒng)控制；新型吊卡懸掛在作業(yè) 機大鉤上，與卡盤配合起下油管，卡盤與油管接箍傳感器配合確定油管上或卸的位置，液壓 缸與支撐架配合確定自動對口液壓鉗與油管對口位置，自動對口液壓鉗的主鉗和背鉗之間 配合確定上或卸油管，新型吊卡與油管箱的油管接送裝置的配合完成往油管箱油管輸送工 作，油管箱的油管橫移機構，油管升降機構和油管抓放機構的相互配合完成油管箱內(nèi)的油管排放工作；在PLC可編程序控制系統(tǒng)控制下實現(xiàn)油井作業(yè)中的起下油管自動操作。吊卡包括吊卡卡牙、吊卡活塞、定向鎖緊套、回位彈簧、吊卡體、吊卡轉軸、配重塊， 吊卡體設為圓柱形，上頂部設有丁字形支撐架，支撐架上設有配重塊，上部橫向上設有一根 打吊卡的吊卡轉軸，在吊卡體的下部中心設有一個上直徑小下直徑大的活塞缸，活塞缸內(nèi) 設有一個上直徑小下直徑大的吊卡活塞，在吊卡活塞的上部套有回位彈簧，在活塞缸的上 頂面設有一個彈簧座，在活塞缸的下部外周夾角120°的位置上設有三個凹口，在凹口上通 過轉軸固定有上頂部內(nèi)側帶弧形凸臺，下端部內(nèi)側帶鉤的吊卡卡牙，在吊卡卡牙的弧形臺 的對應的吊卡活塞上設有弧形凹槽，在活塞缸的外周套有一個定向鎖緊套，在定向鎖緊套 的外周設一個帶配重桿的卡環(huán)，配重桿上設有一個配重塊，定向鎖緊套與活塞缸滑動配合?？ūP包括卡盤體、開合推盤和可翻轉卡瓦牙，卡盤體設為圓柱形，中心設有大于油 管直徑的通孔，上部直徑和下部直徑相同、中部直徑小，在中部外周套有一個開合推盤，兩 者之間滑動配合，在卡盤體上頂部夾角120°的位置上開有三個L形開口槽，開口槽內(nèi)安裝 一個雙L形的可翻轉卡瓦牙的支架，支架的上部和下部設有開口槽，支架上部開口槽內(nèi)設 有一個轉軸，轉軸上固定一個內(nèi)側帶圓弧形的可翻轉卡瓦牙，轉軸的外端設有一個連桿，連 桿的外端用銷軸連接一根撐桿，撐桿穿過支架下部的開口和開合推盤與設在卡盤體下部的 杠桿機構連接，在支架與轉軸之間設有彈力向內(nèi)的扭簧。 作業(yè)移動式油管箱包括拖車底盤、油管箱、油管支架、蓄污池、油管橫移機構、油管 升降機構、油管抓放機構、油管接送裝置和油管長度測量儀，油管箱設為矩形，由左右兩部 分組成，在左部分的中下部設有油管支架，下部設有蓄污池，在右部分的下部設有能伸進伸 出的油管接送裝置，在油管伸進的入口處或油管接送裝置的后端上部設有油管長度計量 儀，在油管箱頂中部設有油管橫移機構，在油管橫移機構上設有油管升降機構，在油管升降 機構的下端設有油管抓放機構；油管箱設置在拖車底盤上。油管接送裝置包括移動臺、升降液壓缸、移動臺從動輪、移動臺齒輪、移動臺電動 機、底板和齒條，移動臺設為矩形，底部或兩側設有從動輪，在后部的內(nèi)部橫向上設有電動 機，電動機軸上設有齒輪，底板設在移動臺的下邊，底板的下底設有升降液壓缸，底板外頂 面縱向上設有齒條，齒條與電動機軸上的齒輪嚙合，帶動移動臺的從動輪在底板內(nèi)頂面上 滾動，使移動臺帶動油管進或出油管箱。油管橫移機構包括橫移齒條、橫移齒輪、橫移電動機、主動齒輪和從動齒輪，橫移 齒條設有兩條，對稱安裝在油管箱上面的橫向中部，橫移齒輪設有兩個，安裝在穿過矩形支 撐架的同一根軸的兩端，與橫移齒條嚙合，在軸的中部一側安裝一個從動齒輪，與設在支撐 架上面的電動機軸上的主動齒輪嚙合，電動機帶動支撐架橫向移動。油管升降機構包括升降蝸輪，升降電動機、升降蝸桿和導向桿，升降蝸桿垂直穿過 支撐架中心，上部與設在升降電動機軸上的升降蝸輪嚙合，帶動升降蝸桿上下運動，在支撐 架中心一側設有一根導向桿，導向桿與升降蝸桿平行。油管抓放機構包括橫梁和抓捕器，橫梁的中心部與升降蝸桿下端螺紋連接或焊 接，橫梁與導向桿下端的對應處螺紋連接或焊接，抓捕器設在橫梁兩端下部，抓捕器采用電 磁式磁鐵或機械式抓捕器。油管長度測量儀采用激光或超聲波測量儀或長度傳感器，也可用機械式測量儀。工作原理在作業(yè)上提油管過程時，絞車將油管提起，當油管接箍靠近油管接箍傳感器時，油管接箍傳感器向PLC可編程控制器系統(tǒng)發(fā)送接箍到位信號，PLC可編程控制器系 統(tǒng)傳送接箍到位信號給絞車操作工，絞車操作工停止絞車運動，卡盤卡緊油管接箍，自動對 口液壓鉗在PLC可編程控制器系統(tǒng)控制下行進至井口位置，自動執(zhí)行卸絲扣過程，當自動 對口液壓鉗上的扭矩檢測儀檢測到扭矩小于設定扭矩后，停止卸絲扣，自動對口液壓鉗自 動對齊鉗口并退回，井口輔助工將油管撥至作業(yè)移動式油管箱的接送裝置上，絞車操作工 下放油管，油管進入作業(yè)移動式油管箱并自動排列，井口輔助工摘下新型單吊卡并將新型 單吊卡掛入井口油管接箍，重復上提油管過程；作業(yè)下放油管過程時，作業(yè)移動式油管箱自 動取出油管，由接送裝置將帶有接箍的一端送至井口，井口輔助工將新型單吊卡套入油管 接箍，絞車將油管提起，油管末端與井口齊平時停止上提，井口輔助工對好油管絲扣，自動 對口液壓鉗在PLC可編程控制器系統(tǒng)控制下行進至井口位置，自動執(zhí)行上絲扣過程，當自 動對口液壓鉗上的扭矩檢測儀檢測到扭矩大于設定扭矩后，停止上絲扣，自動對口液壓鉗 自動對齊鉗口并退回，卡盤松開油管，絞車操作工下放油管，油管接箍接觸卡盤時，卡盤卡 緊油管接箍，絞車停止下放，井口輔助工摘下新型單吊卡并將新型單吊卡掛入下一根油管 接箍，重復下放油管過程。本發(fā)明與已有技術相比具有以下優(yōu)點 通過PLC可編程控制系統(tǒng)對液壓管路和電氣設備的控制實現(xiàn)了油井作業(yè)過程中 自動上卸油管、自動傳送油管、自動存放油管、自動排列油管、自動存蓄油管從油井內(nèi)帶出 的污油污水，油管搬家方便、降低了勞動強度，提高了油井作業(yè)效率，防止了污油污水對環(huán) 境的污染。
圖1是本發(fā)明結構示意2是本發(fā)明的作業(yè)移動式油管箱示意3是本發(fā)明的新型單吊卡及卡盤結構示意圖
圖4是本發(fā)明的電氣控制框1中1_油管箱2-油管支架3-拖車底盤4-蓄污池5_油管接送裝置6_油管 橫移機構7-油管升降機構8-油管抓放機構9-油管長度測量儀10-新型單吊卡11-卡 盤12-油管接箍傳感器13-液壓缸14-活塞15-背鉗16-主鉗17-扭矩儀18-計數(shù)器 19-液壓馬達20-液壓鉗管線21-液壓站22-PLC可編程控制器系統(tǒng)23-液壓缸管線圖2中1-油管箱2-油管支架3-拖車底盤4-蓄污池5_油管接送裝置5_1_移 動臺5-2-升降液壓缸5-3-移動臺從動輪5-4-齒輪5-5-電動機5_6_底板5_7_齒條 6_油管橫移機構6-1-橫移齒條6-2-橫移齒輪6-3-橫移電機6-4-主動齒輪6_5_從動 齒輪7-油管升降機構7-1-升降渦輪7-2-升降電機7-3-升降蝸桿7-4-導向桿8-油 管抓放機構9-油管長度測量儀圖3中10-1吊卡卡牙10-2吊卡活塞10_3定向鎖緊套10_4回位彈簧10_5吊 卡體10-6吊卡轉軸10-7配重11-1卡盤體11-2開合推盤11_3可翻轉卡瓦牙
具體實施例方式為進一步公開本發(fā)明的技術方案，下面結合說明書附圖通過實施例作詳細說明
如圖1、2、3、4所示，一種油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，包括作業(yè)機、自動對口液壓 鉗、油管接箍傳感器12、新型吊卡10、卡盤11、作業(yè)移動式油管箱、液壓站21和PLC可編程 控制系統(tǒng)22，其特征在于油管接箍傳感器固定在井口上，卡盤固定在油管接箍傳感器上，兩 者與井口同一中心線，在油管接箍傳感器一側面水平固定一個液壓缸，與液壓缸配合的活 塞外端垂直安裝一個自動對口液壓鉗的支撐架，支撐架內(nèi)側上部與自動對口液液鉗的主鉗 11外體固定，支撐架的內(nèi)側下部與自動對口液壓鉗的背鉗15外體固定，在支撐架上部前面 縱向上固定一個液壓馬達19，在液壓馬達軸的上部設有一個齒輪，與主鉗上的卡口體上的 齒輪或齒嚙合，在液壓馬達軸的中部設有一個計數(shù)器18，在液壓馬達軸的下部設有一個扭 矩儀17，可編程控制系統(tǒng)22安裝在作業(yè)機操作室內(nèi)，液壓站21安裝在作業(yè)機操作室一側， 油管箱1擺放在作業(yè)機對面的井場上；液壓馬達、自動對口液壓鉗的背鉗、液壓缸和油管箱 的液壓管路與液壓站的液壓管路相連，計數(shù)器、扭矩儀、油管接箍傳感器、液壓站和油管箱 上所設的油管接送裝置，油管橫移機構、油管升降機構、油管抓放機構和油管長度測量儀的 工作都由可編程序控制系統(tǒng)控制；新型吊卡懸掛在作業(yè)機大鉤上，與卡盤配合起下油管，卡 盤與油管接箍傳感器12配合確定油管上或卸的位置，液壓缸與支撐架配合確定自動對口 液壓鉗與油管對口位置，自動對口液壓鉗的主鉗和背鉗之間配合確定上或卸油管，新型吊 卡與油管箱的油管接送裝置的配合完成往油管箱輸送油管工作，油管箱的油管橫移機構6， 油管升降機構7和油管抓放機構8的相互配合完成油管箱內(nèi)的油管排放工作；在PLC可編 程序控制系統(tǒng)控制下實現(xiàn)油井作業(yè)中的起下油管自動操作。在作業(yè)上提油管過程時，作業(yè)機將油管提起，當油管接箍靠近油管接箍傳感器12 時，油管接箍傳感器12向PLC可編程控制器系統(tǒng)22發(fā)送接箍到位信號，PLC可編程控制器 系統(tǒng)22傳送接箍到位信號給作業(yè)機操作工，絞車操作工停止絞車運動，卡盤11卡緊油管 接箍，自動對口液壓鉗在PLC可編程控制器系統(tǒng)22控制下行進至井口位置，自動執(zhí)行卸絲 扣過程，當自動對口液壓鉗上的扭矩儀17檢測到扭矩小于設定扭矩后，停止卸絲扣，自動 對口液壓鉗自動對齊鉗口并退回，井口輔助工將油管撥至作業(yè)移動式油管箱的油管接送裝 置5上，絞車操作工下放油管，油管進入作業(yè)移動式油管箱并自動排列，井口輔助工摘下新 型單吊卡10并將新型單吊卡10掛入井口油管接箍，重復上提油管過程；作業(yè)下放油管過 程時，作業(yè)移動式油管箱自動取出油管，由油管接送裝置5將帶有接箍的一端送至井口，井 口輔助工將新型單吊卡10套入油管接箍，絞車將油管提起，油管末端與井口齊平時停止上 提，井口輔助工對好油管絲扣，自動對口液壓鉗在PLC可編程控制器系統(tǒng)22控制下行進至 井口位置，自動執(zhí)行上絲扣過程，當自動對口液壓鉗上的扭矩儀17檢測到扭矩大于設定扭 矩后，停止上絲扣，自動對口液壓鉗自動對齊鉗口并退回，卡盤11松開油管，絞車操作工下 放油管，油管接箍接觸卡盤11時，卡盤11卡緊油管接箍，絞車停止下放，井口輔助工摘下新 型單吊卡10并將新型單吊卡10掛入下一根油管接箍，重復下放油管過程。 起油管時，油管接箍由三件可翻轉卡瓦牙11-3支撐，吊卡下行，接箍撞擊活塞 10-2，壓縮彈簧10-4，活塞帶動吊卡卡牙10-1卡住接箍，定向鎖緊套10-3下落，鎖住吊卡卡 牙10-1，吊卡上行，下一接箍露出時自行頂開可翻轉卡瓦牙11-3，油管繼續(xù)上行小段距離， 回落，可翻轉卡瓦牙11-3回位，重新卡住接箍；脫出油管時，當?shù)蹩ㄌ幱趦A斜姿態(tài)時松套在定向鎖緊套10-3上的定向器在重錘 左右下處于固定姿態(tài)，卡入地面上的V型裝置帶動定向鎖緊套10-3上行，使吊卡打開。此時吊卡的三個卡爪在彈簧10-4及鎖緊套10-3的共同作用下處于張開狀態(tài)直至下一動作開 始；下油管時，將吊卡推向油管，接箍撞擊彈簧10-4，帶動卡爪卡住管柱定向鎖緊套10-3套 入，大鉤起升。下油管過程中，接箍通過卡盤時卡盤由液壓缸，或手動推動開合推盤11-2使 接箍通過。 如圖2所示，作業(yè)移動式油管箱結構示意圖中，作業(yè)移動式油管箱是一種油、水井 作業(yè)儲放管裝置，它包括油管箱1、油管支架2、拖車底盤3、蓄污池4、油管接送裝置5、移動 臺5-1、升降液壓缸5-2、移動臺從動輪5-3、齒輪5-4、電動機5_5、底板5_6、齒條5_7、油管 橫移機構6、橫移齒條6-1、橫移齒輪6-2、橫移電機6-3、主動齒輪6-4、一從動齒輪6_5、油 管升降機構7、升降渦輪7-1、升降電機7-2、升降蝸桿7-3、導向桿7-4、油管抓放機構8、油 管長度測量裝置及PLC可編程控制器系統(tǒng)9。油管箱設為矩形，由左右兩部分組成，在左部分的中下部設有油管支架2，下部設 有蓄污池4，在右部分的下部設有能伸進伸出的油管接送裝置5，在油管伸進的入口處或油 管接送裝置5的后端上部設有油管長度計量儀9，在油管箱頂中部設有油管橫移機構6，在 油管橫移機構上設有油管升降機構7，在油管升降機構的下端設有油管抓放機構8 ；油管箱 1設置在拖車底盤3上；油管接送裝置、油管橫移機構，油管升降機構和油管抓放機構都由 PLC可編程控制系統(tǒng)控制。油(水)井需要作業(yè)時拖車底盤3移動至井口附近，調(diào)整高度使油管接送裝置5 靠近并與井口保持水平，油管從井口取出后滑入油管接送裝置5，PLC可編程控制器系統(tǒng)控 制油管接送裝置5后移，使油管整個進入油管箱1內(nèi)，在PLC可編程控制器系統(tǒng)控制下油 管橫移機構6移動至油管上方，油管升降機構7下行，使油管抓放機構8靠近并抓起油管， 根據(jù)設定放置位置先油管升降機構7上行再使油管橫移機構6橫移，到達指定位置后油管 抓放機構8松放油管到油管支架上，而后油管橫移機構6橫移返回，油管升降機構7下行， 使油管抓放機構8回到初始位置，等待擺放下一根油管；當油管需要取出時，在PLC可編程 控制器系統(tǒng)控制下油管橫移機構6移動至油管支架2上最后放置的油管上方，油管升降機 構7下行，使油管抓放機構8靠近并抓起油管，依次油管橫移機構6橫移、油管升降機構7 下行，使油管抓放機構8和油管靠近油管接送裝置5附近，并釋放油管落在油管接送裝置5 上，PLC可編程控制器系統(tǒng)控制油管接送裝置5前移，使油管送至井口。油管進出順序將遵 循先進后出、后進先出原則。同時，蓄污池可實現(xiàn)油管所攜帶污油、污水的儲存，減少環(huán)境污 染。油管長度測量裝置9在油管剛好完全進入油管接送裝置5時測量該油管首端與油管長 度測量裝置9之間的距離，經(jīng)過模數(shù)轉換將數(shù)據(jù)傳送給PLC可編程控制器，由PLC可編程控 制器計算該油管長度。如圖4所示，電氣控制框圖中，自動對口液壓鉗計數(shù)器檢測主鉗轉動位置并發(fā)送 信號給PLC可編程控制器系統(tǒng)，確保鉗口對齊；扭矩儀可實現(xiàn)上卸絲扣扭矩設定并發(fā)送信 號給PLC可編程控制器系統(tǒng)，控制液壓站自動對口液壓鉗液壓回路的通斷；油管接箍傳感 器向PLC可編程控制器系統(tǒng)提供接箍到位信號，PLC可編程控制器系統(tǒng)通過顯示報警系統(tǒng) 提示操作工絞車停止；PLC可編程控制器系統(tǒng)控制作業(yè)移動式油管箱配合作業(yè)中油管的接 送。
權利要求
1.一種油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，包括作業(yè)機、自動對口液壓鉗、油管接箍傳感器、新 型吊卡、卡盤、作業(yè)移動式油管箱、液壓站和PLC可編程控制系統(tǒng)，其特征在于油管接箍傳 感器固定在井口上，卡盤固定在油管接箍傳感器上，兩者與井口同一中心線，在油管接箍傳 感器一側面水平固定一個液壓缸，與液壓缸配合的活塞外端垂直安裝一個自動對口液壓鉗 的支撐架，支撐架內(nèi)側上部與自動對口液液鉗的主鉗外體固定，支撐架的內(nèi)側下部與自動 對口液壓鉗的背鉗外體固定，在支撐架上部前面縱向上固定一個液壓馬達，在液壓馬達軸 的上部設有一個齒輪，與主鉗上的卡口體上的齒輪或齒嚙合，在液壓馬達軸的中部設有一 個計數(shù)器，在液壓馬達軸的下部設有一個扭矩儀，可編程控制系統(tǒng)和安裝在作業(yè)機操作室 內(nèi)，液壓站安裝在作業(yè)機操作室一側，油管箱擺放在作業(yè)機對面的井場上；液壓馬達、自動 對口液壓鉗的背鉗、液壓缸和油管箱的液壓管路液壓站的液壓管路相連，計數(shù)器、扭矩儀、 油管接箍傳感器、液壓站和油管箱上所設的油管接送裝置，油管橫移機構、油管升降機構、 油管抓放機構和油管長度測量儀的工作都由可編程序控制系統(tǒng)控制；新型吊卡懸掛在作業(yè) 機大鉤上，與卡盤配合起下油管，卡盤與油管接箍傳感器配合確定油管上或卸的位置，液壓 缸與支撐架配合確定自動對口液壓鉗與油管對口位置，自動對口液壓鉗的主鉗和背鉗之間 配合確定上或卸油管，新型吊卡與油管箱的油管接送裝置的配合完成往油管箱油管輸送工 作，油管箱的油管橫移機構，油管升降機構和油管抓放機構的相互配合完成油管箱內(nèi)的油 管排放工作；在PLC可編程序控制系統(tǒng)控制下實現(xiàn)油井作業(yè)中的起下油管自動操作。
2.根據(jù)權利要求1所述的油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，其特征在于新型吊卡包括吊卡卡 牙、吊卡活塞、定向鎖緊套、回位彈簧、吊卡體、吊卡轉軸、配重塊，吊卡體設為圓柱形，上頂 部設有丁字形支撐架，支撐架上設有配重塊，上部橫向上設有一根打吊卡的吊卡轉軸，在吊 卡體的下部中心設有一個上直徑小下直徑大的活塞缸，活塞缸內(nèi)設有一個上直徑小下直徑 大的吊卡活塞，在吊卡活塞的上部套有回位彈簧，在活塞缸的上頂面設有一個彈簧座，在活 塞缸的下部外周夾角120°的位置上設有三個凹口，在凹口上通過轉軸固定有上頂部內(nèi)側 帶弧形凸臺，下端部內(nèi)側帶鉤的吊卡卡牙，在吊卡卡牙的弧形臺的對應的吊卡活塞上設有 弧形凹槽，在活塞缸的外周套有一個定向鎖緊套，在定向鎖緊套的外周設一個帶配重桿的 卡環(huán)，配重桿上設有一個配重塊，定向鎖緊套與活塞缸滑動配合。
3.根據(jù)權利要求1所述的油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，其特征在于卡盤包括卡盤體、開 合推盤和可翻轉卡瓦牙，卡盤體設為圓柱形，中心設有大于油管直徑的通孔，上部直徑和下 部直徑相同、中部直徑小，在中部外周套有一個開合推盤，兩者之間滑動配合，在卡盤體上 頂部夾角120°的位置上開有三個L形開口槽，開口槽內(nèi)安裝一個雙L形的可翻轉卡瓦牙的 支架，支架的上部和下部設有開口槽，支架上部開口槽內(nèi)設有一個轉軸，轉軸上固定一個內(nèi) 側帶圓弧形的可翻轉卡瓦牙，轉軸的外端設有一個連桿，連桿的外端用銷軸連接一根撐桿， 撐桿穿過支架下部的開口和開合推盤與設在卡盤體下部的杠桿機構連接，在支架與轉軸之 間設有彈力向內(nèi)的扭簧。
4.根據(jù)權利要求1所述的油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，其特征在于作業(yè)移動式油管箱包 括拖車底盤、油管箱、油管支架、蓄污池、油管橫移機構、油管升降機構、油管抓放機構、油管 接送裝置和油管長度測量儀，油管箱設為矩形，由左右兩部分組成，在左部分的中下部設有 油管支架，下部設有蓄污池，在右部分的下部設有能伸進伸出的油管接送裝置，在油管伸進 的入口處或油管接送裝置的后端上部設有油管長度計量儀，在油管箱頂中部設有油管橫移機構，在油管橫移機構上設有油管升降機構，在油管升降機構的下端設有油管抓放機構；油 管箱設置在拖車底盤上。
5.根據(jù)權利要求1、4所述的油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，其特征在于油管接送裝置包括 移動臺、升降液壓缸、移動臺從動輪、移動臺齒輪、移動臺電動機、底板和齒條，移動臺設為 矩形，底部或兩側設有從動輪，在后部的內(nèi)部橫向上設有電動機，電動機軸上設有齒輪，底 板設在移動臺的下邊，底板的下底設有升降液壓缸，底板外頂面縱向上設有齒條，齒條與電 動機軸上的齒輪嚙合，帶動移動臺的從動輪在底板內(nèi)頂面上滾動，使移動臺帶動油管進或 出油管箱。
6.根據(jù)權利要求1、4所述的油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，其特征在于油管橫移機構包括 橫移齒條、橫移齒輪、橫移電動機、主動齒輪和從動齒輪，橫移齒條設有兩條，對稱安裝在油 管箱上面的橫向中部，橫移齒輪設有兩個，安裝在穿過矩形支撐架的同一根軸的兩端，與橫 移齒條嚙合，在軸的中部一側安裝一個從動齒輪，與設在支撐架上面的電動機軸上的主動 齒輪嚙合，電動機帶動支撐架橫向移動。
7.根據(jù)權利要求1、4所述的油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，其特征在于油管升降機構包括 升降蝸輪，升降電動機、升降蝸桿和導向桿，升降蝸桿垂直穿過支撐架中心，上部與設在升 降電動機軸上的升降蝸輪嚙合，帶動升降蝸桿上下運動，在支撐架中心一側設有一根導向 桿，導向桿與升降蝸桿平行。
8.根據(jù)權利要求1、4所述的油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，其特征在于油管抓放機構包括 橫梁和抓捕器，橫梁的中心部與升降蝸桿下端螺紋連接或焊接，橫梁與導向桿下端的對應 處螺紋連接或焊接，抓捕器設在橫梁兩端下部，抓捕器采用電磁式磁鐵或機械式抓捕器。
9.根據(jù)權利要求1、4所述的油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，其特征在于油管長度測量儀采 用激光或超聲波測量儀或長度傳感器，也可用機械式測量儀。
全文摘要
一種油井作業(yè)自動化操作系統(tǒng)，包括作業(yè)機、自動對口液壓鉗、油管接箍傳感器、新型吊卡、卡盤、作業(yè)移動式油管箱、液壓站和PLC可編程控制系統(tǒng)。PLC可編程控制系統(tǒng)和液壓站安裝在作業(yè)機操作室內(nèi)，作業(yè)移動式油箱擺放在作業(yè)機滾筒的對面井場上，通過PLC可編程控制系統(tǒng)對液壓管路和電氣設備的控制實旋油井作業(yè)過程中自動上卸油管、自動傳送油管、自動排放油管，自動存蓄油管從井內(nèi)帶出的污油污水，實現(xiàn)自動化操作，降了勞動強度，提高了油井作業(yè)效率，防止了污油污水對環(huán)境的污染。
文檔編號E21B19/10GK102146775SQ20111003574
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權日2011年1月28日
發(fā)明者于奧成, 劉超, 宋玉全, 李鵬, 牟紹平, 王高峰, 馬偉德 申請人:勝利油田泰峰機電有限責任公司