專利名稱：一種油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田修井作業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是ー種油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
油田修井作業(yè)主要是為了保證油井的正常生產(chǎn)或根據(jù)生產(chǎn)需要對(duì)油井進(jìn)行檢修、維護(hù)和調(diào)整，是保證油田穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其主要工作有檢泵、防砂、換濾、換封等，其中ー個(gè)非常繁重的工作就是起下油管、抽油桿及井下工具。多年來(lái)我國(guó)油田修井一直沿用傳統(tǒng)的作業(yè)方式，用月牙吊卡來(lái)實(shí)現(xiàn)起下管柱作業(yè)?；旧鲜侨斯ぷ鳂I(yè)，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，エ序復(fù)雜，自動(dòng)化程度低，工作強(qiáng)度大，需要人員多，工作效率低，作業(yè)危險(xiǎn)性大，工作環(huán)境惡劣，在油井維修作業(yè)中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(wú)法對(duì)接油管，形成環(huán)境和人員、設(shè)備的污染。國(guó)內(nèi)各油田擁有大量修井設(shè)備，如通井機(jī)、井架、液壓鉗、吊卡等，修井作業(yè)方式急需改革，但又不能全部棄用現(xiàn)有設(shè)備。國(guó)外車載修井機(jī)性能較好，但該種作業(yè)機(jī)完全摒棄了原有的修井設(shè)備，工作條件要求高，價(jià)格昂貴，不適于我國(guó)國(guó)情。本人在先申請(qǐng)了兩項(xiàng)《油田修井自動(dòng)作業(yè)裝置》專利(申請(qǐng)?zhí)?3112330. 9、200410036305. 4)，所提供的油田修井自動(dòng)作業(yè)裝置主要由油管自封、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，能夠解決人工作業(yè)和專用修井機(jī)的缺陷。但是機(jī)械臂組件、油管吊卡組件、油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、液壓鉗組件、抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、抽油桿吊卡等部件的設(shè)計(jì)還存在不足，尤其是沒有涉及管柱排布機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有油田修井管柱起下方式與設(shè)備的不足，在充分利用現(xiàn)有主要修井設(shè)備的前提下，提供ー種油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)，解決的主要問題是油管和抽油桿抓起、對(duì)接、卡緊、上卸、上提、下放和排布等動(dòng)作的自動(dòng)化，替代人工在井口的管柱起下作業(yè)，并盡量簡(jiǎn)化設(shè)備機(jī)構(gòu)，優(yōu)化操作程序。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的包括防噴器、固定卡瓦、油管/抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、油管/抽油桿定位機(jī)構(gòu)、油管/抽油桿吊卡組件、機(jī)械臂組件、液壓鉗、液壓鉗支架及控制系統(tǒng)，其中油管/柚油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、油管/抽油桿定位機(jī)構(gòu)、固定卡瓦以及防噴器自上而下同軸安裝，并向上同軸對(duì)準(zhǔn)油管/抽油桿吊卡組件，所述的液壓鉗懸掛于液壓鉗支架上，所述的控制系統(tǒng)包括可編程控制器PLC以及傳感器、執(zhí)行器；所述的起下系統(tǒng)還包括底座組件和管柱排架，所述的機(jī)械臂組件和液壓鉗支架安裝在底座組件上，且機(jī)械臂組件和液壓鉗支架通過聯(lián)動(dòng)組件連接而聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，所述的管柱排架布置于機(jī)械臂組件的側(cè)面，并與所述的機(jī)械臂組件配合動(dòng)作。起下管柱時(shí)將底座組件固定于井口外側(cè)邊緣(即安裝在同軸安裝的油管/柚油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、油管/抽油桿定位機(jī)構(gòu)、固定卡瓦以及防噴器組成的井口裝置的ー側(cè))，機(jī)械臂組件的機(jī)械手的中心與井口中心線對(duì)正，液壓鉗支架在機(jī)械臂組件ー側(cè)，管柱排架布置于機(jī)械臂側(cè)面；油管頭上部依次安裝防噴器、固定卡瓦、油管/柚油桿定位機(jī)構(gòu)和油管/柚油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，并向上同軸對(duì)準(zhǔn)油管/抽油桿吊卡組件；油管/柚油桿吊卡組件通過吊環(huán)懸掛于游動(dòng)滑車的大鉤下。以上方案可進(jìn)ー步改進(jìn)為
機(jī)械臂組件的優(yōu)選結(jié)構(gòu)為包括通過底座板與底座組件固定的鉸接座、與鉸接座鉸接的機(jī)械臂以及機(jī)械臂上連接的擺動(dòng)手臂和機(jī)械手，所述的機(jī)械臂與底座板之間安裝主臂旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓缸，所述的手臂上安裝手臂旋轉(zhuǎn)液壓缸；所述的機(jī)械臂和手臂均為長(zhǎng)度可控制調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述的液壓缸上均設(shè)有液壓控制器。主臂旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓缸工作可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂整體從水平到豎直或從豎直到水平的翻轉(zhuǎn)。手臂旋轉(zhuǎn)液壓缸通過軸與手臂連接，可以實(shí)現(xiàn)手臂的擺動(dòng)，擺動(dòng)角度優(yōu)選為100° 120°。機(jī)械臂和手臂的長(zhǎng)度可調(diào)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)分別為機(jī)械臂包括與鉸接座鉸接的套筒臂、與擺動(dòng)手臂連接的支撐主臂以及主臂伸縮驅(qū)動(dòng)液壓缸，其中支撐主臂插接于套筒臂中，且主臂伸縮驅(qū)動(dòng)液壓缸一端與支撐主臂連接，另一端與套筒臂連接，主臂伸縮驅(qū)動(dòng)液壓缸工作，支撐主臂可從套筒臂中伸出或縮回；主臂旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓缸連接在機(jī)械臂的套筒臂上。手臂的一端設(shè)有嵌入在支撐主臂中且可上下移動(dòng)的滑動(dòng)座，滑動(dòng)座上設(shè)有鉸接座，鉸接座上鉸接手臂，通過滑動(dòng)座的上下移動(dòng)改變手臂的伸出長(zhǎng)度。支撐主臂中部為法蘭連接，法蘭ー側(cè)裝有折疊支撐主臂用的鉸軸，便于支撐主臂進(jìn)行折疊。管柱排架的優(yōu)選結(jié)構(gòu)為包括底部的高度可調(diào)的排架支腿以及其上依次安裝的基體管橋、附加管橋，基體管橋和附加管橋靠近機(jī)械臂組件的一端安裝管柱限位裝置，對(duì)管柱進(jìn)行限位，便于機(jī)械手抓、放管柱。上述結(jié)構(gòu)進(jìn)一歩優(yōu)選為所述排架支腿中部為調(diào)節(jié)絲桿，上端通過鉸接軸與基體管橋相連，基體管橋左端安裝立柱，附加管橋通過連接頭套裝于立柱上，通過下層油管支撐于基體管橋上，基體管橋和附加管橋靠近機(jī)械臂組件的一端通過螺紋連接端部接頭，端部擋銷/導(dǎo)向斜板安裝在上下層端部接頭形成的槽中；基體管橋靠近機(jī)械臂組件一端的側(cè)面連接安裝管座，其上連接導(dǎo)向板組件，對(duì)管柱起導(dǎo)向作用。起管柱作業(yè)時(shí)調(diào)節(jié)排架支腿上的調(diào)節(jié)絲桿，機(jī)械臂側(cè)支腿升高，遠(yuǎn)側(cè)支腿降低，排架向遠(yuǎn)離機(jī)械臂方向傾斜，管柱向遠(yuǎn)離機(jī)械臂的方向滾動(dòng)。下管柱作業(yè)時(shí)近臂側(cè)支腿降低，遠(yuǎn)側(cè)支腿升高，排架向機(jī)械臂方向傾斜，排架上管柱向機(jī)械臂方向滾動(dòng)，靠近端部擋銷；調(diào)整端部端部擋銷位置及機(jī)械臂抓卡距離，使管柱與機(jī)械手臂延伸相適應(yīng)。在釋放管柱時(shí)，將端部擋銷換成導(dǎo)向斜板，便于釋放油管。底座組件的優(yōu)選結(jié)構(gòu)為包括地錨組件以及其上安裝的固定底盤，固定底盤上表面的一端安裝機(jī)械臂止動(dòng)組件、另一端安裝機(jī)械臂限位組件，固定底盤的底面安裝支承組件，起輔助支撐作用；所述的固定底盤上表面上還安裝機(jī)械臂底座板位置調(diào)節(jié)組件。作業(yè)時(shí)將固定底盤通過地錨組件固定于地面基礎(chǔ)上，機(jī)械臂止動(dòng)組件安裝于固定底盤前端，通過調(diào)節(jié)止動(dòng)組件的高度可調(diào)節(jié)機(jī)械臂起始位置角；比如底座板位置調(diào)節(jié)組件可以為設(shè)計(jì)為前后調(diào)節(jié)組件和左右調(diào)節(jié)組件配合調(diào)整位置，前后節(jié)組件和左右調(diào)節(jié)組件均包括固定在固定底盤上的調(diào)節(jié)座以及其上螺紋安裝上調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)桿的一端抵靠在底座板上；具體安裝方式可以為兩個(gè)前后調(diào)節(jié)組件分別安裝于固定底盤的中部及后端，通過前后調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)桿實(shí)現(xiàn)機(jī)械底座板前后位置的調(diào)整，左右調(diào)節(jié)組件安裝于固定底盤的左端，通過左右調(diào)節(jié)組件的調(diào)節(jié)桿實(shí)現(xiàn)底座板左右位置的調(diào)整，機(jī)械臂限位組件安裝于固定底盤的后端，對(duì)機(jī)械臂擺動(dòng)角度起限位作用。液壓鉗支架的優(yōu)選結(jié)構(gòu)為包括長(zhǎng)度可調(diào)的立柱組件以及其上、下部分別鉸接的懸臂梁組件和支撐桿組件；其中懸臂梁組件包括相互插接來(lái)調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的主懸臂梁和外伸梁，所述的主懸臂梁與立柱組件鉸接，且二者之間連接擺動(dòng)液壓缸，擺動(dòng)液壓缸伸縮可使液壓鉗在水平面內(nèi)擺動(dòng)；所述的外伸梁的端部分別依次連接用于懸掛液壓鉗的螺旋調(diào)節(jié)器和彈簧筒；所述的支撐桿組件為長(zhǎng)度可調(diào)結(jié)構(gòu)，其一端與固定在立柱組件上的立柱耳座鉸接、另一端與固定在液壓鉗上的液壓鉗耳座鉸接；所述的主懸臂梁與立柱耳板之間連接懸臂斜撐；所述的立柱組件的底部安裝在立柱底座上，并可繞其在直立和水平之間轉(zhuǎn)換，安裝方式可以為鉸接，以便于液壓鉗支架與機(jī)械臂組件同步直立和放倒。以上方案可進(jìn)ー步優(yōu)選為立柱組件由相互插接的上、下兩部分組成，絲杠升降器分別與上部和下部連接，調(diào)節(jié)絲杠升降器可使立柱降低或升高。用于起下油管時(shí)的油管吊卡組件的優(yōu)選結(jié)構(gòu)為包括吊卡體、連接螺桿、卡緊塊、旋轉(zhuǎn)密封錐、彈簧、傳感器觸發(fā)板、吊卡上部傳感器、傳感器安裝板、吊卡牙塊、液壓缸連接頭、驅(qū)動(dòng)液壓缸；其中所述的吊卡體下端是錐形結(jié)構(gòu)，其上部分別安裝吊卡牙塊和連接螺桿、外側(cè)安裝驅(qū)動(dòng)液壓缸，且驅(qū)動(dòng)液壓缸通過液壓連接頭與吊卡牙塊外端連接；所述的連接螺桿自上而下依次安裝有傳感器安裝板、彈簧、旋轉(zhuǎn)密封錐和卡緊塊，且所述的傳感器安裝板的下端安裝吊卡上部傳感器，并與對(duì)應(yīng)安裝在旋轉(zhuǎn)密封錐上端的傳感器觸發(fā)板配合；作業(yè)時(shí)油管吊卡組件通過吊環(huán)與游動(dòng)滑車大鉤連接，吊卡體下端的錐形結(jié)構(gòu)起導(dǎo)向作用，驅(qū)動(dòng)液壓缸通過伸縮拉動(dòng)吊卡牙塊，使吊卡牙塊能正、反向翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)牙塊打開或者復(fù)位，從而打開或關(guān)閉油管吊卡組件；卡緊塊可以卡住旋轉(zhuǎn)密封錐，完成沖砂和防噴的功能。用于起下抽油桿時(shí)的抽油桿吊卡組件的優(yōu)選結(jié)構(gòu)為包括吊卡體、連接螺桿、定位螺母、觸發(fā)擋板、彈簧、傳感器固定板、傳感器、吊卡牙塊、轉(zhuǎn)軸、液壓缸連接頭和驅(qū)動(dòng)液壓缸；其中所述的吊卡體下部為錐形結(jié)構(gòu)，其上部分別安裝吊卡牙塊和連接螺桿、外側(cè)安裝驅(qū)動(dòng)液壓缸，且驅(qū)動(dòng)液壓缸通過液壓連接頭與吊卡牙塊外端連接；所述的連接螺桿自上而下依次安裝有傳感器固定板、彈簧、觸發(fā)擋板以及定位螺母，且所述的傳感器固定板的下端安裝傳感器，并與觸發(fā)擋板相配合。作業(yè)時(shí)驅(qū)動(dòng)液壓缸帶動(dòng)連接頭，使吊卡牙塊沿著轉(zhuǎn)軸做翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，牙塊打開或者復(fù)位，吊卡體下端是圓錐形結(jié)構(gòu)，起導(dǎo)向作用。當(dāng)觸發(fā)擋板觸動(dòng)吊卡上方傳感器時(shí)表示抽油桿接箍明顯高出吊卡體上端，牙塊可以動(dòng)作。油管/柚油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)為二者均由兩個(gè)對(duì)稱安裝的組件構(gòu)成，每個(gè)組件包括驅(qū)動(dòng)器液壓缸、支座、連接鋼管和導(dǎo)向錐筒，其中支座下部固定驅(qū)動(dòng)液壓缸、上部鉸接連接鋼管，且固定驅(qū)動(dòng)器液壓缸與連接鋼管連接，連接方管的另一端連接導(dǎo)向錐筒。作業(yè)時(shí)驅(qū)動(dòng)液壓缸動(dòng)作，可使導(dǎo)向錐筒及連接鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)。需要導(dǎo)向時(shí)，兩塊導(dǎo)向錐筒合并，進(jìn)行導(dǎo)向，不需要吋，驅(qū)動(dòng)液壓缸動(dòng)作，連接方鋼管和導(dǎo)向錐筒繞著旋轉(zhuǎn)軸向外轉(zhuǎn)動(dòng)。油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的區(qū)別主要在于向錐筒的通徑不同。油管/抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)分別所述的油管定位機(jī)構(gòu)為井口接箍定位傳感器；所述的抽油桿定位機(jī)構(gòu)包括支撐板以及其兩側(cè)連接的驅(qū)動(dòng)液壓缸、中部鉸接的兩個(gè)相互對(duì)合且中部開孔的中間定位塊，每個(gè)定位塊外側(cè)的支撐板上均設(shè)有限位塊。其中定位塊可繞軸自由翻轉(zhuǎn)，限位塊安裝于定位塊后部，防止定位塊轉(zhuǎn)角過大。起抽油桿作業(yè)中當(dāng)抽油桿吊卡組件下降至規(guī)定高度，驅(qū)動(dòng)液壓缸推動(dòng)支撐板上升至規(guī)定高度，抽油桿吊卡落于定位塊上表面，游動(dòng)滑車停止運(yùn)動(dòng)，固定卡瓦動(dòng)作，卡緊下部抽油桿，支撐板又在驅(qū)動(dòng)液壓缸的作用下回復(fù)到原來(lái)的位置，定位塊內(nèi)翻，抽油桿碰撞定位塊，定位塊外翻,抽油桿接箍通過后，定位塊復(fù)位。下抽油桿作業(yè)時(shí)，限位塊拆除，定位塊外翻180°不起作用；當(dāng)活動(dòng)吊卡下降至規(guī)定高度，支撐板在驅(qū)動(dòng)液壓缸的推動(dòng)下升至高位，活動(dòng)吊卡落于支撐板上表面，游動(dòng)滑車停止運(yùn)動(dòng)，固定卡瓦動(dòng)作，卡緊下部抽油桿，支撐板又在驅(qū)動(dòng)液壓缸的作用下回復(fù)到原來(lái)的位置，抽油桿吊卡組件就可脫出。聯(lián)動(dòng)組件即能夠控制機(jī)械臂組件和液壓鉗支架同步直立或放倒，而分別實(shí)現(xiàn)各自的功能，其結(jié)構(gòu)可以有多種選擇，只要是能實(shí)現(xiàn)上述功能即可，以下提供一種的優(yōu)選結(jié)構(gòu)包括連接板、限位板、連接框，其中連接板上的一端鉸接連接框且鉸接部位下設(shè)有限位板。進(jìn)ー步優(yōu)選為包括連接板、限位板、套管、連接軸和連接框，連接板的下端焊接套管和限位板，保持連接框的正常傾角；連接軸兩端各有一段螺紋，連接框通過螺母固定在連接軸一端，其中一端部連接軸穿過套管，使連接框可以繞套管軸線旋轉(zhuǎn)。擺動(dòng)手臂和機(jī)械手的優(yōu)選結(jié)構(gòu)為機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓缸一端固定在手臂上，另一端通過連接頭、連接桿與夾緊機(jī)械手上手爪和夾緊機(jī)械手下手爪連接，夾緊機(jī)械手上手爪和夾緊機(jī)械手下手爪固定于機(jī)械手軸上，上襯墊固定于夾緊機(jī)械手上手爪內(nèi)壁，下襯墊固定于夾緊機(jī)械手下手爪內(nèi)壁，機(jī)械手內(nèi)傳感器安裝于定位塊上，機(jī)械手內(nèi)傳感器反饋信號(hào)，機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓控制夾緊機(jī)械手上手爪與夾緊機(jī)械手下手爪的夾緊或張開，達(dá)到抓放油管的作用；輔助手固定于手臂端部，輔助前爪與輔助手鉸接，起到勾住和導(dǎo)向釋放油管的作用；復(fù)位扭簧通過扭簧芯軸固定于輔助前爪上，使其自動(dòng)復(fù)位。自動(dòng)控制系統(tǒng)由可編程控制器PLC和相應(yīng)的傳感器、執(zhí)行器組成，信號(hào)可以有線傳輸，也可為無(wú)線傳輸。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)行器，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)ー步動(dòng)作。本發(fā)明所提供油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有I)設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既有管柱起下功能，又有排放功能，可從根本上改變現(xiàn)有的修井作業(yè)方式。2)小股溢流吋，油管吊卡上部的密封錐可以密封油管，并起導(dǎo)流作用，防止油管內(nèi)液體空中噴散，污染設(shè)備和井場(chǎng)，環(huán)保性能好；3)固定卡瓦與活動(dòng)吊卡配合無(wú)需倒換吊卡和摘掛吊環(huán)；4)機(jī)械臂和機(jī)械手有抓舉、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)，并且在液壓鉗作業(yè)過程中，機(jī)械手有扶正的功能；5)排架高度可調(diào)以及機(jī)械臂上的手臂伸出長(zhǎng)度可調(diào)、底座位置可調(diào)、機(jī)械臂可以伸縮等可使系統(tǒng)的適應(yīng)性明顯增強(qiáng)；6)反饋信號(hào)和控制信號(hào)可以無(wú)線傳輸，減少了連接電線，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊；7)可充分利用現(xiàn)有的主要修井設(shè)備，如通井機(jī)、井架、液壓鉗、游動(dòng)滑車和吊環(huán)等，造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)效益好，工作效率高，可減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和危險(xiǎn)性。


圖1是依據(jù)本發(fā)明提出的油田修井油管自動(dòng)起下系統(tǒng)正視配置示意 圖2是依據(jù)本發(fā)明提出的油田修井油管自動(dòng)起下系統(tǒng)俯視配置示意圖，為了更清楚的表明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，其中圖中機(jī)械臂組件為水平狀態(tài)的示意圖，而液壓鉗支架、液壓鉗以及聯(lián)動(dòng)組件均為直立狀態(tài)時(shí)的示意圖(上述兩部分分別示意僅為表述結(jié)構(gòu)的需要，實(shí)際實(shí)際工作過程中兩部分為同步運(yùn)動(dòng)且位置狀態(tài)也是一致的);
圖3是依據(jù)本發(fā)明提出的油田修井抽油桿自動(dòng)起下系統(tǒng)正視配置示意圖；；
圖4是依據(jù)本發(fā)明提出的油田修井抽油桿自動(dòng)起下系統(tǒng)俯視配置示意圖，為了更清楚的表明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，其中機(jī)械臂組件為水平狀態(tài)的示意圖，而液壓鉗支架、液壓鉗以及聯(lián)動(dòng)組件均為直立狀態(tài)時(shí)的示意圖(上述兩部分分別示意僅為表述結(jié)構(gòu)的需要，實(shí)際工作過程中兩部分為同步運(yùn)動(dòng)且位置狀態(tài)也是一致的)；
圖5是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的機(jī)械臂組件正視 圖6是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的機(jī)械臂的手臂側(cè)視結(jié)構(gòu)示意 圖7是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的機(jī)械臂的手臂俯視結(jié)構(gòu)示意 圖8是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的液壓鉗支架結(jié)構(gòu)示意 圖9是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的底座組件正視結(jié)構(gòu)示意 圖10是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的底座組件俯視結(jié)構(gòu)示意 圖11是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的底座組件的機(jī)械臂止動(dòng)組件示意 圖12是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的底座組件的前后調(diào)節(jié)組件示意 圖13是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的底座組件的左右調(diào)節(jié)組件示意 圖14是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的底座組件的地錨組件示意 圖15是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的底座組件的支承組件示意 圖16是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的管柱排架正視結(jié)構(gòu)示意 圖17是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的管柱排架俯視結(jié)構(gòu)示意 圖18是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的管柱排架的端部結(jié)構(gòu)示意 圖19是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的油管吊卡組件正視結(jié)構(gòu)示意 圖20是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的油管吊卡組件側(cè)視結(jié)構(gòu)示意 圖21是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的抽油桿吊卡組件正視結(jié)構(gòu)示意 圖22是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的抽油桿吊卡組件側(cè)視結(jié)構(gòu)示意 圖23是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意 圖24是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意 圖25是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的抽油桿強(qiáng)制定位機(jī)構(gòu)示意 圖26是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的聯(lián)動(dòng)組件正視機(jī)構(gòu)示意 圖27是依據(jù)本發(fā)明所說(shuō)的聯(lián)動(dòng)組件俯視機(jī)構(gòu)示意 圖28是聯(lián)動(dòng)組件與機(jī)械臂組件和液壓鉗支架連接示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖，作進(jìn)ー步描述
依據(jù)本發(fā)明的ー實(shí)施例如圖1 圖28所示，其中I是油管頭，2是防噴器，3是自封封井器，4是固定卡瓦，5是油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，6是井口接箍定位傳感器，7是井口油管，8是懸吊油管，9是油管吊卡組件，10是吊環(huán)，11是PLC可編程控制器，12是操作面板，13是手動(dòng)操作指示燈，14是故障指示燈，15是固定卡瓦卡緊指示燈，16是操作柄動(dòng)作傳感器，17是機(jī)械臂組件，18是底座組件，19是聯(lián)動(dòng)組件，20是地面基礎(chǔ)，21是管柱排架，22是橫向油管，23是液壓鉗支架，24是油管液壓鉗，25是抽油桿強(qiáng)制定位機(jī)構(gòu)，26是井口抽油桿，27是抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，28是懸吊抽油桿，29是抽油桿吊卡組件，30是抽油桿液壓鉗，31是橫向抽油桿，12.1是〃起油管〃鍵，12. 2是〃下油管〃鍵，12. 3是〃起抽油桿〃鍵，12. 4是“下抽油桿”鍵，12. 5是“沖砂”鍵，12. 6是“手動(dòng)優(yōu)先”鍵，9. 8是油管吊卡上部傳感器，9. 14是油管吊卡驅(qū)動(dòng)控制器，4.1是固定卡瓦驅(qū)動(dòng)控制器，17. 12是主臂旋轉(zhuǎn)液壓控制器，17. 3. 18是機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓控制器，17. 15是手臂擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器，24. 2是液壓鉗啟動(dòng)控制器，24. 3是液壓鉗閉鎖傳感器，24.1液壓鉗轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器，17. 7是主臂伸縮液壓控制器，18. 9是機(jī)械臂止動(dòng)傳感器，17. 3. 11是機(jī)械手內(nèi)傳感器，5. 8是油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制器，25. 2是驅(qū)動(dòng)液壓缸控制器，29. 13是抽油桿吊卡驅(qū)動(dòng)控制器，27. 8是抽油桿導(dǎo)向錐驅(qū)動(dòng)控制器，29. 7是抽油桿吊卡上部傳感器。如圖1 圖4所示，所提供的油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)由底座組件18、固定卡瓦4、油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)5、井口油管接箍定位器6、油管吊卡組件9、機(jī)械臂組件17、聯(lián)動(dòng)組件19、管柱排架21、液壓鉗支架23、油管液壓鉗24、抽油桿強(qiáng)制定位機(jī)構(gòu)25、抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27、抽油桿吊卡組件29、抽油桿液壓鉗30及控制系統(tǒng)組成，機(jī)械臂組件17、液壓鉗支架23通過聯(lián)動(dòng)組件19連接，共同安裝于底座組件18上，底座組件18固定于井口外側(cè)邊緣地面基礎(chǔ)上，機(jī)械臂組件17與井口中心線對(duì)正，液壓鉗支架23在機(jī)械臂組件17 —側(cè)，液壓鉗24、30懸掛于液壓鉗支架23的橫梁上，管柱排架21布置于機(jī)械臂組件17側(cè)面；起下油管作業(yè)時(shí)油管頭I上部從下向上依次同軸安裝防噴器2、自封封井器3、固定卡瓦4、井口油管接箍定位器6和油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)5，向上同軸對(duì)準(zhǔn)油管吊卡組件9，油管吊卡組件9通過吊環(huán)10懸掛于游動(dòng)滑車的大鉤下；起下抽油桿作業(yè)時(shí)油管頭I上部依次為防噴器2、自封封井器3、固定卡瓦4、抽油干強(qiáng)制定位機(jī)構(gòu)25和抽油干導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27，向上同軸對(duì)準(zhǔn)抽油桿吊卡組件。機(jī)械臂組件17總體結(jié)構(gòu)如圖5所示，其中17.1是主支撐臂，17. 2是鉸接座，17. 3是手臂，17. 4是擺動(dòng)油缸，17. 5是手臂擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器，17. 6是伸縮液壓缸，17. 7是主臂伸縮液壓控制器，17. 8是套筒臂，17. 9是鉸支座，17. 10是下底座板，17. 11是上底座板，17. 12是主臂旋轉(zhuǎn)液壓控制器，17. 13是主臂旋轉(zhuǎn)液壓缸，17. 14是法蘭，17. 15是手臂擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器，17. 16是滑動(dòng)座。主支撐臂17.1結(jié)構(gòu)為中空的方鋼，主支撐臂17.1分為兩段，通過法蘭17. 14連接，可以進(jìn)行折疊；擺動(dòng)油缸17. 4通過軸與手臂17. 3連接，驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂擺動(dòng)；主臂伸縮液壓缸17. 6通過連接軸固定于套筒臂17. 8上下兩側(cè)，連接套筒臂17. 8與主支撐臂
17.1，伸縮液壓缸17. 6推動(dòng)主支撐臂17.1在套筒臂17. 8中伸縮；套筒臂17. 8尾端通過鉸支座17. 9固定于下底座板17. 10，可以繞鉸支座轉(zhuǎn)動(dòng)，主臂旋轉(zhuǎn)液壓缸17. 13的一端固定在套筒臂17. 8上，另一端通過鉸支座與上底座板17. 11連接，主臂旋轉(zhuǎn)液壓缸17. 13通過伸縮控制機(jī)械臂翻轉(zhuǎn)動(dòng)作；滑動(dòng)座17. 15嵌于主支撐臂17.1中，通過螺栓固定，可以進(jìn)行上下調(diào)節(jié)，改變手臂17. 3的伸出長(zhǎng)度。手臂17. 3的總體結(jié)構(gòu)如圖6和圖7所示，其中17.3.1是鉸接頭，17. 3. 2是支撐臂主臂，17. 3. 3是機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓缸，17. 3. 4是連接頭，17. 3. 5是連接桿，17. 3. 6是夾緊機(jī)械手上手爪，17. 3. 7是上襯墊，17. 3. 8是輔助手，17. 3. 9是輔助前爪，17. 3. 10是下襯墊，17. 3. 11是機(jī)械手內(nèi)傳感器，17. 3. 12是夾緊機(jī)械手下手爪，17. 3. 13是定位塊，17. 3. 14是扭簧，17. 3. 15是扭簧芯軸，17. 3. 16是機(jī)械手軸，17. 3. 17是連接軸一，17. 3. 18是連接軸ニ，17. 3. 19是機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓控制器。手臂17. 3通過鉸接頭17. 3.1與主支撐臂17.1上的鉸接座17. 2連接，支撐臂主臂17. 3. 2與鉸接頭17. 3.1焊接連接，起支撐作用；機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓缸17. 3. 3 一端固定在手臂17. 3上，另一端通過17. 3. 4連接頭、連接桿17. 3. 5與夾緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6和夾緊機(jī)械手下手爪17. 3. 12連接，夾緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6和夾緊機(jī)械手下手爪17. 3. 12固定于機(jī)械手軸17. 3. 16上，上襯塾17. 3. 7固定于夾緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6內(nèi)壁，下襯墊117. 3. 10固定于夾緊機(jī)械手下手爪17. 3. 12內(nèi)壁，機(jī)械手內(nèi)傳感器17. 3. 11安裝于定位塊17. 3. 13上，機(jī)械手內(nèi)傳感器17. 3. 11反饋信號(hào)，機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓控制器17. 3. 19控制機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓缸17. 3. 3動(dòng)作實(shí)現(xiàn)夾緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6與機(jī)械手下手爪17. 3. 12的夾緊或張開，達(dá)到抓放油管的作用；輔助手17. 3. 8固定于手臂17. 3端部，輔助前爪17. 3. 9與輔助手17. 3. 8鉸接，起到勾住和導(dǎo)向釋放油管的作用；扭簧17. 3. 14通過扭簧芯軸17. 3. 15固定于輔助前爪17. 3. 9，使其自動(dòng)復(fù)位。液壓鉗支架23如圖8所示，其中23.1是立柱一，23. 2是立柱ニ，23. 3是立柱耳座，23. 4是支撐桿耳座，23. 5是支撐桿一，23. 6是支撐桿絲杠，23. 7是支撐桿ニ，23. 8是液壓鉗耳座，23. 9是液壓鉗彈簧筒，23. 10是彈簧筒連接頭，23. 11是彈簧筒連接絲杠，23. 12是上螺套，23. 13是伸長(zhǎng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，23. 14是懸臂一，23. 15是懸臂ニ，23. 16是懸臂斜撐，23. 17是液壓缸連接軸，23. 18是液壓缸，23. 19是液壓缸固定座，23. 20是液壓鉗擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器，23. 21是升降器固定板一，23. 22是絲杠升降器，23. 23是升降器固定板ニ，23. 24是法蘭，23. 25是立柱三，23. 26是立柱底座，24是油管液壓鉗，24.1是液壓鉗轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器，24. 2是液壓鉗啟動(dòng)控制器，24. 3是液壓鉗閉鎖傳感器。立柱底座23. 26下端通過螺栓與底座組件18連接，上端與立柱三23. 25焊接并用筋板加固，立柱三23. 25上端與法蘭23. 24的下法蘭焊接，法蘭23. 24的上法蘭與立柱一 23.1焊接，上、下法蘭之間通過銷軸相互鉸接，以達(dá)到立柱一能繞立柱三轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水平、豎直方向上的轉(zhuǎn)換，立柱ニ 23. 2套于立柱一 23.1上，通過絲杠升降器23. 22帶動(dòng)可在立`柱一 23.1外壁上下滑動(dòng)，升降器固定板ニ 23. 23焊接在立柱一上并通過螺栓與絲杠升降器23. 22連接，絲杠升降器23. 22上端由兩塊升降器固定板一23. 21夾緊固定于立柱ニ 23. 2下部，兩升降器固定板一由螺栓連接并與立柱ニ 23. 2焊接連接，液壓缸固定座23. 19焊接在立柱ニ 23. 2上端，液壓缸23. 18端部通過螺栓固定在液壓缸固定座23. 19上，液壓缸23. 18頭部套在液壓缸連接軸23. 17上，液壓缸連接軸23. 17焊接在懸臂ニ 23. 15上，懸臂ニ 23. 15通過螺栓與立柱ニ 23. 2上部的立柱耳座連接，懸臂ニ23. 15在液壓缸23. 18的拉動(dòng)下可以在水平面上做一定角度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，懸臂ニ 23. 15由懸臂斜撐23. 16支撐，懸臂斜撐23. 16下端固定在支撐桿耳座23. 4上，懸臂斜撐上下端都為焊接連接，懸臂ー 23. 14內(nèi)嵌在懸臂ニ 23. 15中，伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23. 13 一端與懸臂ー 23. 14連接，另一端與懸臂ニ 23. 15連接，懸臂ー 23. 14可由伸縮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23. 13調(diào)節(jié)其在懸臂ニ23. 15中的長(zhǎng)度，懸臂ー 23. 14外側(cè)端開孔，上螺套23. 12安裝于其中并通過螺栓與懸臂ー
23.14連接，上螺套23. 12下端與彈簧筒連接絲杠23. 11螺紋連接，彈簧筒連接絲杠23. 11另一端與彈簧筒連接頭23. 10螺紋連接，彈簧筒連接頭23. 10與液壓鉗彈簧筒23. 9鉸接，油管液壓鉗24上部與液壓鉗彈簧筒23. 9連接，支撐桿耳座23. 8固定在液壓鉗24上鉗體上，并依次與支撐桿ニ 23. 7、支撐桿絲杠23. 6、支撐桿ー 23. 5連接。支撐桿絲杠23. 6兩端通過螺紋與支撐桿ー 23. 5、支撐桿ニ 23. 7連接，通過支撐桿絲杠23. 6可調(diào)節(jié)油管液壓鉗24和抽油桿液壓鉗30在水平面的位置，支撐桿ー 23. 5與支撐桿耳座23. 4鉸接并能上上下滑動(dòng)，支撐桿耳座23. 4與立柱耳座23. 3鉸接，可隨懸臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。液壓鉗轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器
24.1、液壓鉗啟動(dòng)控制器24. 2、液壓鉗閉鎖傳感器24. 3聯(lián)合作用形成液壓鉗24、30的自動(dòng)操作。底座組件18如圖9和圖10所示，其中18.1是固定底盤，18. 2是機(jī)械臂止動(dòng)組件，
18.3是前后調(diào)節(jié)組件，18. 4是左右調(diào)節(jié)組件，18. 5是地錨組件，18. 6是支承組件，18. 7是機(jī)械臂限位組件，18. 8是立柱底座，18. 9是機(jī)械臂止動(dòng)傳感器。固定底盤18.1固定于地錨組件18. 5上，并由支承組件18. 6起輔助支撐作用，機(jī)械臂止動(dòng)組件18. 2通過螺栓與固定底盤18.1前端連接，機(jī)械臂止動(dòng)組件18. 2頂部安裝機(jī)械臂止動(dòng)傳感器18. 9，兩個(gè)前后調(diào)節(jié)組件18. 3通過螺栓連接于固定底盤18.1的中部及后端，左右調(diào)節(jié)組件18. 4連接與固定底盤
18.1的左端，機(jī)械臂限位組件18. 7與固定底盤18.1的后端連接，對(duì)機(jī)械臂行程起限位作用，兩個(gè)立柱底座18. 8固定于固定底盤18.1的左右兩端，其中一個(gè)用于安裝液壓鉗支架23的立柱底座23. 26。機(jī)械臂止動(dòng)組件18. 2如圖11所示，其中18. 2.1是上支撐座，18. 2. 2是調(diào)節(jié)桿，18. 2. 3是下支撐座。調(diào)節(jié)桿18. 2. 2通過螺紋連接，上端與左旋的上支撐座18. 2.1連接，下端與右旋的下支撐座18. 2. 3連接。前后調(diào)節(jié)組件18. 3如圖12所示，其中18.3.1是調(diào)節(jié)桿，18. 3. 2是調(diào)節(jié)座。調(diào)節(jié)桿18. 3.1在調(diào)節(jié)座18. 3. 2中的螺紋孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，通過抵靠在底座板上起調(diào)節(jié)底座板17. 11和17. 10的前后位移位移的作用，調(diào)節(jié)座18. 3. 2通過螺栓連接于底座組件18上。左右調(diào)節(jié)組件18. 4如圖13所示，其中18. 4.1是調(diào)節(jié)桿，18. 4. 2是調(diào)節(jié)座。調(diào)節(jié)桿18. 4.1在調(diào)節(jié)座18. 4. 2中的螺紋孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，通過抵靠在底座板上起調(diào)節(jié)底座板17. 11和17. 10左右位移位移的作用，調(diào)節(jié)座18. 4. 2通過螺栓連接于底座組件18上。地錨組件18. 5如圖14所示，其中18. 5.1是地錨連接螺栓，18. 5. 2是地錨。地錨連接螺栓18. 5.1通過地錨18. 5. 2頂部的螺紋與地錨18. 5. 2連接，起固定及微調(diào)底座組件18的作用。支承組件18. 6如圖15所示，其中18. 6.1是支承塊，18. 6. 2是升降螺桿，18. 6. 3是底座擋板，18. 6. 4是升降底座。升降螺桿18. 6. 2的底端置于升降底座18. 6. 4的凹槽內(nèi)，可在升降底座18. 6. 4的槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，底座擋板18. 6. 3通過螺釘連接于升降底座18. 6. 4上，升降螺桿18. 6. 2從支承塊18. 6.1穿過，安裝時(shí)支承塊18. 6.1的上端與固定底盤18.1的底面焊接，起到支承與調(diào)節(jié)的作用。管柱排架21如圖16、圖17、圖18所示，其中21.1是排架支腿，21. 2是連接軸，21. 3是管橋，21. 4是連接頭，21. 5是立柱，21. 6是附加管橋，21. 7是油管，21. 8是端部接頭，21. 9是端部擋銷，21. 10是螺旋升降器，21. 11是導(dǎo)向板組件，21. 12是安裝管座，21. 13是端部導(dǎo)向斜板。排架支腿21.1上端用連接軸21. 2與管橋21. 3相連，管橋21. 3左端裝設(shè)立柱21. 5，附加管橋21. 6的連接頭21. 4套接于立柱21. 5上，附加管橋21. 6由下面油管21. 7支撐，附加管橋21. 6可以是現(xiàn)場(chǎng)的油管，左端與連接頭21. 4相連，附加管橋21. 6右端與端部接頭21. 8相連。抓取管柱時(shí)端部擋銷21. 9安裝在端部接頭21. 8上，對(duì)油管21. 7進(jìn)行限位；釋放管柱時(shí)，端部擋銷換成圖18所示端部導(dǎo)向斜板21. 13，便于釋放油管21. 7。安裝管座21. 12焊接于管橋21. 3側(cè)面，導(dǎo)向板組件21. 11與安裝管座21. 12相連，對(duì)油管21. 7起導(dǎo)向作用。調(diào)節(jié)螺旋升降器21. 10可以降低或升高排架支腿21.1的高度，造成管柱排架向一方傾斜。油管吊卡組件9如圖19和圖20所示，其中9.1是吊卡體，9. 2是連接螺桿，9. 3是調(diào)節(jié)螺母，9. 4是卡緊塊，9. 5是旋轉(zhuǎn)密封錐，9. 6是彈簧，9. 7是觸發(fā)擋板，9. 8是油管吊卡上部傳感器，9. 9是傳感器安裝板，9. 10是吊卡牙塊，9. 11是液壓缸連接頭，9. 12是驅(qū)動(dòng)液壓缸，9. 13是轉(zhuǎn)軸，9. 14是油管吊卡驅(qū)動(dòng)控制器，9. 15是芯管。吊卡牙塊9. 10通過轉(zhuǎn)軸9. 13安裝于吊卡體9.1上部，吊卡牙塊9. 10外端通過液壓缸連接頭9. 11與驅(qū)動(dòng)液壓缸9. 12相連，驅(qū)動(dòng)液壓缸9. 12安裝于吊卡體9.1的外側(cè)，油管吊卡上部傳感器9. 8通過傳感器固定板9. 9、連接螺桿9. 2安裝在吊卡體9.1上端，連接螺桿9. 2從上往下依次安裝彈簧9. 6、觸發(fā)擋板9. 7。根據(jù)反饋信號(hào)油管吊卡驅(qū)動(dòng)控制器9. 14控制驅(qū)動(dòng)液壓缸9. 12伸縮可以拉動(dòng)吊卡牙塊9. 10外翻或內(nèi)翻，從而打開或關(guān)閉油管吊卡組件9。吊卡體9.1下端是圓錐形結(jié)構(gòu)，起導(dǎo)向作用。通過調(diào)節(jié)螺母9. 3和卡緊塊9. 4可以卡住旋轉(zhuǎn)密封錐9. 5，完成沖砂和防噴的功能。抽油桿吊卡組件29如圖21、圖22所示，其中29.1是吊卡體，29. 2是連接螺桿，29. 3是定位螺母，29. 4是觸發(fā)擋板，29. 5是彈簧，29. 6是傳感器固定板，29. 7是傳感器，29. 8是抽油桿，29. 9是卡瓦牙塊，29. 10是轉(zhuǎn)軸，29. 11是液壓缸連接頭，29. 12是驅(qū)動(dòng)液壓缸，29. 13是抽油桿吊卡驅(qū)動(dòng)控制器。抽油桿吊卡牙塊29. 9通過轉(zhuǎn)軸29. 10安裝于吊卡體29.1上部，抽油桿吊卡牙塊29. 9外側(cè)通過液壓缸連接頭29. 11與驅(qū)動(dòng)液壓缸29. 12相連，驅(qū)動(dòng)液壓缸29. 12固定于吊卡體29.1的外側(cè)，吊卡體29.1下端是圓錐形結(jié)構(gòu)，抽油桿吊卡上部傳感器29. 7通過傳感器固定板29. 6、連接螺桿29. 2安裝在抽油桿吊卡29上方，連接螺桿29. 2從上往下依次安裝彈簧29. 5、觸發(fā)擋板29. 4、定位螺母29. 3。根據(jù)反饋信號(hào)抽油桿吊卡驅(qū)動(dòng)控制器29. 13控制驅(qū)動(dòng)液壓缸29. 12伸縮可以拉動(dòng)抽油桿吊卡牙塊29. 9外翻或內(nèi)翻，從而打開或關(guān)閉油管吊卡組件29。油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)5如圖23所示，其中5.1是驅(qū)動(dòng)器液壓缸，5. 2是支座，5. 3是旋轉(zhuǎn)軸，5. 4,5. 5,5. 6是連接方鋼，5. 7是導(dǎo)向錐筒，5. 8是油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制器。支座5. 2通過螺栓與驅(qū)動(dòng)液壓缸5.1相連，導(dǎo)向錐筒5. 7通過支撐方鋼5. 4,5. 5,5. 6與支座5. 2通過螺栓相連。根據(jù)反饋信號(hào)油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制器5. 8控制驅(qū)動(dòng)液壓缸5. 1，通過連接方鋼5. 4,5. 5,5. 6帶動(dòng)導(dǎo)向錐筒5. 7動(dòng)作，從而在需要時(shí)使導(dǎo)向錐筒5. 7到達(dá)豎直的位置，起到導(dǎo)向作用。抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)如圖24所示，其中27.1是驅(qū)動(dòng)器液壓缸，27. 2是支座，27. 3是旋轉(zhuǎn)軸，27. 4,27. 5,27. 6是連接方鋼，27. 7是導(dǎo)向錐筒，27. 8是抽油桿導(dǎo)向錐驅(qū)動(dòng)控制器。支座27. 2通過螺栓與驅(qū)動(dòng)液壓缸27.1相連，導(dǎo)向錐筒27. 7通過支撐方鋼27. 4,27. 5,27. 6與支座27. 2通過螺栓相連。根據(jù)反饋信號(hào)抽油桿導(dǎo)向錐驅(qū)動(dòng)控制器27. 8控制驅(qū)動(dòng)液壓缸27. 1，通過連接方鋼27. 4,27. 5,27. 6帶動(dòng)導(dǎo)向錐筒27. 7動(dòng)作，從而在需要時(shí)使導(dǎo)向錐筒27. 7到達(dá)豎直的位置，起到導(dǎo)向作用。抽油桿強(qiáng)制定位機(jī)構(gòu)25如圖25所示，其中25.1是驅(qū)動(dòng)液壓缸，25. 2是驅(qū)動(dòng)液壓缸控制器，25. 3是固定螺母，25. 4是銷軸，25. 5是限位塊，25. 6是抽油桿，25. 7是定位塊，25. 8是支撐板。支撐板25. 8用固定螺母25. 3與驅(qū)動(dòng)液壓缸25.1相連，驅(qū)動(dòng)液壓缸控制器
25.2接受信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)液壓缸25.1推動(dòng)支撐板25. 8的升降，定位塊25. 7通過銷軸25. 4與支撐板25. 8鉸接，使定位塊25. 7自由翻轉(zhuǎn)。起抽油桿時(shí)定位塊25. 7內(nèi)翻，抽油桿25. 6碰撞定位塊25. 7，定位塊25. 7外翻，抽油桿25. 6接箍通過后，定位塊25. 7復(fù)位。下抽油桿時(shí)，限位塊25. 5拆除，定位塊25. 7外翻180°不起作用。
聯(lián)動(dòng)組件19如圖26、圖27所示，其中19.1是連接板，19. 2是限位板，19. 3是套管，19. 4是右端連接軸，19. 5是中間連接軸，19. 6是左端連接軸，19. 7是連接框。連接板19.1的下端焊接限位板19. 2、套管19. 3，右端連接軸19. 4、中間連接軸19. 5、左端連接軸
19.6兩端各有一段螺紋，連接框19. 7通過螺母固定在連接軸19. 4、19. 5、19. 6兩端，右端連接軸19. 4穿過套管19. 3，使連接框19. 7可繞套管19. 3旋轉(zhuǎn)。聯(lián)動(dòng)組件19、機(jī)械臂組件17及液壓鉗支架23的連接如圖28所示(機(jī)械臂組件直立狀態(tài)時(shí))，聯(lián)動(dòng)組件19通過連接板
19.1固定在機(jī)械臂組件17的套筒臂17. 8后面下部，液壓鉗支架23的立柱一 23.1安裝于聯(lián)動(dòng)組件19的中間連接軸19. 5、左端連接軸19. 6、連接框19. 7圍成的空間中；機(jī)械臂組件17放到時(shí)，中間連接軸19. 5推動(dòng)液壓鉗支架23，一起放到；機(jī)械臂組件17直立時(shí)，左端連接軸19. 6拉動(dòng)液壓鉗支架23，一同直立。該油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)通過PLC編程形成記憶控制，正常操作程序包括起油管作業(yè)、下油管作業(yè)、起抽油桿作業(yè)和下抽油桿作業(yè)。正常操作程序如下述
時(shí)，調(diào)節(jié)管柱排架21下的排架支腿21. 1，機(jī)械臂組件17側(cè)排架支腿21.1升高，遠(yuǎn)側(cè)排架支腿21.1下降，管柱排架21向遠(yuǎn)離機(jī)械臂組件17方向傾斜；調(diào)整機(jī)械臂底座板17. 10、17. 11，使緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6和夾緊機(jī)械手下手爪17. 3. 12中心與井口軸線重合；油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)5始終處于全開位置。按下操作面板12上的〃起油管〃鍵12. 1,PLC可編程控制器11初始化起油管程序及相關(guān)設(shè)備，并給出指示，操作面板12上“起油管鍵”12.1亮，相關(guān)設(shè)備處于起油管狀態(tài)。(再次按下操作面板12上的〃起油管〃鍵1.1，起油管初始化取消。)司機(jī)操作手柄，操作柄動(dòng)作傳感器16發(fā)出起油管命令，油管吊卡組件9下降，同時(shí)油管吊卡驅(qū)動(dòng)控制器9. 14動(dòng)作，使吊卡牙塊9. 10外翻。油管吊卡組件9繼續(xù)下降，接近井ロ的井ロ油管7接箍(預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高度，井口油管7接箍上端距離四通上法蘭1580mm)時(shí)，減速下降，當(dāng)井口油管7接箍卡入油管吊卡組件9，且明顯高出油管吊卡9.1上表面一段距離，并觸動(dòng)油管吊卡上部傳感器9. 8，油管吊卡組件9驅(qū)動(dòng)液壓缸9. 12向上動(dòng)作，吊卡牙塊9. 10復(fù)位；油管吊卡組件9停止。固定卡瓦驅(qū)動(dòng)控制器4.1動(dòng)作，使固定卡瓦4處于打開的趨勢(shì)；司機(jī)操作手柄，油管吊卡組件9上升，帶動(dòng)井ロ油管7上升，固定卡瓦打開。同吋，主臂旋轉(zhuǎn)液壓控制器17. 12控制機(jī)械臂組件17開始內(nèi)擺。油管吊卡組件9持續(xù)上升，當(dāng)油管吊卡組件9升起至規(guī)定高度(即下部油管接箍升至井口接箍定位傳感器6位置時(shí)，游動(dòng)滑車停止運(yùn)動(dòng)，固定卡瓦驅(qū)動(dòng)控制器4.1動(dòng)作，卡緊下部油管，固定卡瓦卡緊指示燈15亮。同時(shí)，主臂旋轉(zhuǎn)液壓缸17. 13行程完成，機(jī)械臂組件17內(nèi)擺至垂直位，機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓缸17. 3. 3半行程，夾緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6和夾緊機(jī)械手下手爪17. 3. 12半卡緊懸吊油管8 (液壓缸行程記憶控制)，懸吊油管8即原來(lái)被提升的井口油管7，因位置改變，其下部的油管成為新的井ロ油管7。油管吊卡組件9下降一定距離觸發(fā)油管吊卡上部傳感器9. 8,PLC可編程控制器11給液壓鉗擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器23. 20信號(hào)，液壓鉗24進(jìn)給到位卡住被操作油管8。液壓鉗閉鎖傳感器24. 3給PLC可編程控制器11信號(hào)，反饋信號(hào)使液壓鉗啟動(dòng)控制器24. 2啟動(dòng)，液壓鉗24逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定圈數(shù)，卸扣懸吊油管8 (已提前裝設(shè)正確的牙塊)，液壓鉗轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器24.1大于一定值后，給PLC可編程控制器11反饋信號(hào)，表明被懸吊油管8已卸下，液壓鉗24停止。機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓控制器17. 3. 19動(dòng)作，夾緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6和夾緊機(jī)械手下手爪17. 3. 12完全關(guān)閉，卡緊懸吊油管8 ;管吊卡驅(qū)動(dòng)控制器9. 14動(dòng)作，吊卡牙塊9. 10外翻，油管吊卡組件9上升一段距離，使油管8接箍從活動(dòng)吊卡中脫出。主臂伸縮液壓控制器17. 7動(dòng)作，機(jī)械臂主支撐17.1先上升一段距離(預(yù)先設(shè)定，油管尾部離開接箍)，然后主臂旋轉(zhuǎn)液壓控制器17. 12動(dòng)作，機(jī)械臂組件17外翻；機(jī)械臂組件17外翻開始后ls，機(jī)械臂主臂伸縮液壓控制器17. 7復(fù)位。當(dāng)機(jī)械臂止動(dòng)組件18. 2與機(jī)械臂套筒臂17. 8接觸時(shí)機(jī)械臂止動(dòng)傳感器18. 9觸發(fā)，手臂擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器17. 15動(dòng)作，手臂17. 3外翻；當(dāng)手臂17. 3外翻至95°，機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓控制器17. 3. 19動(dòng)作，夾緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6和夾緊機(jī)械手下手爪17. 3. 12打開，油管落下，油管落于管橋21. 3上，并沿管橋21. 3滾至最遠(yuǎn)處。機(jī)械手內(nèi)傳感器17. 3. 11發(fā)出信號(hào)，延遲2秒，手臂17. 3回?cái)[；手臂17. 3回?cái)[至豎直位置，油管吊卡組件9下降，機(jī)械臂組件17內(nèi)翻，準(zhǔn)備起下一根油管。PLC可編程控制器11記憶上面動(dòng)作，重復(fù)“司機(jī)操作手柄，操作柄動(dòng)作傳感器16發(fā)出起油管命令，油管吊卡組件9下降”以后步驟，完成起多根油管的過程。時(shí)，調(diào)節(jié)管柱排架21下的排架支腿21. 1，機(jī)械臂組件17側(cè)支腿下降，遠(yuǎn)測(cè)排架支腿21.1升高，管柱排架21向機(jī)械臂組件17方向傾斜，管柱排架21上橫向油管22向機(jī)械臂組件17方向滾動(dòng)，靠近出ロ?yè)蹁N21. 9 ;調(diào)整出ロ?yè)蹁N21. 9位置及機(jī)械臂抓卡距離，使橫向油管22與手臂17. 3延伸相適應(yīng)；調(diào)整機(jī)械臂上、下底座板17. 10、17. 11，使夾緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6和夾緊機(jī)械手下手爪17. 3. 12中心與井口軸線重合。按下操作面板12上的〃下油管〃鍵12. 2。PLC可編程控制器11初始化下油管程序及相關(guān)設(shè)備，并給出指示，操作面板12上“下油管鍵”亮12. 2，相關(guān)設(shè)備處于下油管狀態(tài)。(再次按下操作面板12上的〃下油管"鍵12. 2，下油管初始化取消。)司機(jī)操作手柄，操作柄動(dòng)作傳感器16發(fā)出下油管命令，油管吊卡組件9上升，同時(shí)油管吊卡驅(qū)動(dòng)控制器9. 14動(dòng)作，使吊卡牙塊9. 10外翻。同時(shí)，手臂擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器17. 15動(dòng)作，手臂17. 3外翻至115°，然后回?cái)[；輔助前爪17. 3. 9鉤起相應(yīng)橫向油管22到一定角度，橫向油管22落入夾緊機(jī)械手上、下手爪17. 3. 6、17. 3. 12，機(jī)械手內(nèi)傳感器17. 3. 11給出信號(hào)，PLC可編程控制器11返回指令，夾緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6和夾緊機(jī)械手下手爪17. 3. 12卡緊；手臂17. 3繼續(xù)回?cái)[至垂直位置。主臂旋轉(zhuǎn)液壓控制器17. 12動(dòng)作，機(jī)械臂組件17向井ロ翻轉(zhuǎn)，至豎直位置(液壓缸行程控制)。操作柄動(dòng)作傳感器16，油管吊卡組件9下降，逐漸接近被夾持的橫向油管22 (此時(shí)橫向油管22已經(jīng)變?yōu)樨Q直方向)接箍，油管吊卡組件9減速下降；當(dāng)橫向油管22接箍卡入油管吊卡組件9，且明顯高出吊卡9.1上表面一段距離，并觸動(dòng)油管吊卡上部傳感器9. 8，油管吊卡驅(qū)動(dòng)控制器9. 14動(dòng)作，吊卡牙塊9. 10復(fù)位。油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制器5. 8動(dòng)作，油管導(dǎo)向機(jī)構(gòu)5復(fù)位；機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓控制器17. 3. 19動(dòng)作，機(jī)械臂組件17上的夾緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6和夾緊機(jī)械手下手爪17.3. 12半開，橫向油管22下落，接箍落在吊卡牙塊9. 10上。油管吊卡組件9緩慢下降，當(dāng)橫向油管22接箍明顯高出吊卡9.1上表面一段距離，并觸動(dòng)油管吊卡上部傳感器9. 8，信號(hào)反饋PLC可編程控制器11，橫向油管22下端卡入井口油管7接箍，油管吊卡組件9停止下降；PLC可編程控制器11給液壓鉗24信號(hào)，液壓鉗擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器23. 20動(dòng)作，液壓鉗24進(jìn)給到位卡住橫向油管22。液壓鉗閉鎖傳感器24. 3給PLC可編程控制器11信號(hào)，反饋信號(hào)使液壓鉗啟動(dòng)控制器24. 2啟動(dòng)，液壓鉗24順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定圈數(shù)，上扣油管(已提前裝設(shè)正確的卡牙)，液壓鉗轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器24.1大于一定值后，給PLC可編程控制器11反饋信號(hào)，表明橫向油管22已上緊，液壓鉗24停止。機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓控制器17. 3. 19動(dòng)作，機(jī)械手完全打開；主臂旋轉(zhuǎn)液壓控制器17. 12動(dòng)作，機(jī)械臂組件17外翻。固定卡瓦驅(qū)動(dòng)控制器4.1動(dòng)作，使固定卡瓦4處于打開的趨勢(shì)；油管吊卡組件9上升一段距離，帶動(dòng)井口油管7上升，固定卡瓦4打開；然后油管吊卡組件9下降，當(dāng)油管吊卡組件9下降至規(guī)定高度(井口接箍定位傳感器6信號(hào))，(游動(dòng)滑車)油管吊卡組件9停止運(yùn)動(dòng)；固定卡瓦驅(qū)動(dòng)控制器4.1動(dòng)作，固定卡瓦卡4鎖緊橫向油管22，固定卡瓦卡緊指示燈15亮。油管吊卡組件9緩慢下降，當(dāng)油管22接箍明顯高出吊卡9.1表面一段距離，并觸動(dòng)油管吊卡上部傳感器9. 8，信號(hào)反饋PLC可編程控制器11，油管吊卡驅(qū)動(dòng)控制器9. 14動(dòng)作，使吊卡牙塊9. 10外翻；油管吊卡組件9上行，油管22接箍脫出。PLC可編程控制器11記憶上面動(dòng)作，重復(fù)步驟“司機(jī)操作手柄，操作柄動(dòng)作傳感器16發(fā)出下油管命令，油管吊卡組件9上升”后面步驟，完成起多根油管的過程。時(shí)，調(diào)節(jié)管柱排架21下的排架支腿21. 1，機(jī)械臂組件17側(cè)排架支腿21.1升高，遠(yuǎn)側(cè)排架支腿21.1下降，柱排架21向遠(yuǎn)離機(jī)械臂組件17方向傾斜；抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27始終處于全開位置；抽油桿強(qiáng)制定位機(jī)構(gòu)25處于低位。按下操作面板12上的〃起抽油桿"12. 3鍵，PLC可編程控制器11初始化起抽油桿程序及相關(guān)設(shè)備，并給出指示，操作面板12上的“起抽油桿鍵”12. 3亮，相關(guān)設(shè)備處于起抽油桿狀態(tài)。(再次按下操作面板12上的〃起抽油桿鍵"12. 3，起抽油桿初始化取消。)司機(jī)操作手柄，操作柄動(dòng)作傳感器16發(fā)出起抽油桿命令，抽油桿吊卡組件29下降，同時(shí)抽油桿吊卡驅(qū)動(dòng)控制器29. 13動(dòng)作，使抽油桿吊卡牙塊29. 9外翻。抽油桿吊卡組件29繼續(xù)下降，接近井口抽油桿26接箍前逐漸減速，當(dāng)井口抽油桿26接箍卡入吊卡體29. 1，且明顯高出吊卡體29.1上表面一段距離，并觸動(dòng)抽油桿吊卡上部傳感器29. 7，抽油桿吊卡驅(qū)動(dòng)控制器29. 13動(dòng)作，抽油桿吊卡牙塊29. 9復(fù)位；抽油桿吊卡組件29停止。固定卡瓦驅(qū)動(dòng)器4.1動(dòng)作，使固定卡瓦4處于打開的趨勢(shì)；抽油桿吊卡組件29上升，帶動(dòng)井口抽油桿26上升，固定卡瓦6打開；主臂旋轉(zhuǎn)液壓控制器17. 12動(dòng)作，機(jī)械臂內(nèi)翻。抽油桿吊卡組件29持續(xù)上升，當(dāng)抽油桿吊卡組件29升起至規(guī)定高度且下部的抽油桿接箍升至規(guī)定位置時(shí)，抽油桿強(qiáng)制定位機(jī)構(gòu)25升至高位，游動(dòng)滑車停止上升，并下降運(yùn)動(dòng)；抽油桿吊卡組件29下降一定距離觸抽油桿吊卡上部傳感器29. 7，表明井口接箍已經(jīng)定位，(游動(dòng)滑車)抽油桿吊卡組件29停止。固定卡瓦驅(qū)動(dòng)器4.1動(dòng)作，卡緊下部抽油桿，固定卡瓦卡緊指示燈15亮；抽油桿強(qiáng)制定位機(jī)構(gòu)撤至低位。上述動(dòng)作的同時(shí)，機(jī)械臂組件17內(nèi)，主臂旋轉(zhuǎn)液壓缸17. 13行程完成，機(jī)械臂組件17擺至垂直位，夾緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6和夾緊機(jī)械手下手爪17. 3. 12半卡緊上部的井口抽油桿26(機(jī)械手內(nèi)傳感器17. 3. 11-液壓缸行程記憶控制)。PLC可編程控制器11給抽油桿液壓鉗30信號(hào)，液壓鉗擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器23. 20動(dòng)作，抽油桿液壓鉗30進(jìn)給到位卡住上部井口抽油桿26。液壓鉗閉鎖傳感器24. 3給PLC可編程控制器11信號(hào)，反饋信號(hào)使液壓鉗啟動(dòng)控制器24. 2啟動(dòng)，液壓鉗順時(shí)針旋轉(zhuǎn)ー定圈數(shù)，卸扣上部井口抽油桿26 (已提前裝設(shè)正確的卡牙)，液壓鉗轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器24.1大于ー定值后，給PLC可編程控制器11反饋信號(hào)，表明上部的井口抽油桿26已卸下，抽油桿液壓鉗30停止，并撤離。夾緊機(jī)械手上手爪17. 3. 6和夾緊機(jī)械手下手爪17. 3. 12半全關(guān)閉，卡緊上部的井口抽油桿26 ;抽油桿吊卡驅(qū)動(dòng)控制器29. 13動(dòng)作，抽油桿吊卡牙塊29. 9外翻，抽油桿吊卡組件29上升一段距離，使上部的井口抽油桿26接箍從抽油桿吊卡組件29中脫出。主臂伸縮液壓控制器17. 7動(dòng)作，機(jī)械臂主支撐臂17.1先上升一段距離(預(yù)先設(shè)定，上部的井口抽油桿26尾部離開下部油管的接箍)，然后主臂旋轉(zhuǎn)液壓控制器17. 12動(dòng)作，機(jī)械臂組件17外翻；機(jī)械臂組件17外翻開始后ls，主臂伸縮液壓控制器17. 7復(fù)位。當(dāng)套筒臂17. 8與機(jī)械臂止動(dòng)傳感器18. 9接觸時(shí)，手臂擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器17. 15動(dòng)作，手臂17. 3外擺；當(dāng)手臂17. 3外擺至95° (液壓缸行程控制)，機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓控制器17. 3. 19動(dòng)作，夾緊機(jī)械手上、下手爪17. 3.6,17. 3. 12打開，井口抽油桿26落下到管柱排架21上，井口抽油桿26落于管橋21. 3上，并沿管橋21. 3滾至最遠(yuǎn)處。機(jī)械手內(nèi)傳感器17. 3. 11發(fā)出信號(hào)，延遲2秒，手臂17. 3回?cái)[。手臂17. 3回?cái)[至豎直位置，抽油桿吊卡組件29下降，機(jī)械臂組件內(nèi)翻，準(zhǔn)備起下ー根抽油桿。PLC可編程控制器11記憶上面動(dòng)作，重復(fù)“司機(jī)操作手柄，操作柄動(dòng)作傳感器16發(fā)出起抽油桿命令，抽油桿吊卡組件29下降”后面的步驟，完成起多根抽油桿的過程。時(shí)，調(diào)節(jié)管柱排架21下的排架支腿21. 1，機(jī)械臂組件17側(cè)排架支腿21.1下降，遠(yuǎn)測(cè)排架支腿21.1升高，管柱排架21向機(jī)械臂組件17方向傾斜，管柱排架21上橫向抽油桿31向機(jī)械臂組件17方向滾動(dòng)，靠近出ロ?yè)蹁N21. 9 ;調(diào)整出ロ?yè)蹁N21. 9位置及機(jī)械臂手臂17. 3抓卡距離，使橫向抽油桿31與機(jī)械手延伸板相適應(yīng)；調(diào)整機(jī)械臂底座，使手臂17. 3延伸與井口適應(yīng)；抽油桿強(qiáng)制定位機(jī)構(gòu)25處于低位。按下操作面板12上的"下抽油桿鍵"12. 4, PLC可編程控制器11初始化下抽油桿程序及相關(guān)設(shè)備，并給出指示，操作面板12上的“下抽油桿鍵”12. 4亮，相關(guān)設(shè)備處于下抽油桿狀態(tài)。(再次按下操作面板12上的"下抽油桿鍵"12. 4，下抽油桿初始化取消。)司機(jī)操作手柄，操作柄動(dòng)作傳感器16發(fā)出下抽油桿命令，抽油桿吊卡組件29上升，同時(shí)抽抽油桿吊卡驅(qū)動(dòng)控制器29. 13動(dòng)作，使抽油桿吊卡牙塊29.9外翻。同時(shí)，手臂擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器17. 15動(dòng)作，機(jī)械手外翻至115°，然后回?cái)[；輔助前爪17. 3. 9鉤起相應(yīng)抽油桿31，到一定角度，橫向抽油桿31落入機(jī)械手中，機(jī)械手內(nèi)傳感器17. 3. 11給出信號(hào)，PLC可編程控制器11返回指令，夾緊機(jī)械手上、下手爪17. 3. 6、17. 3. 12卡緊；手臂17. 3繼續(xù)回?cái)[至垂直位置。主臂旋轉(zhuǎn)液壓控制器17. 12動(dòng)作，機(jī)械臂組件17向井口翻轉(zhuǎn)，至豎直位置(液壓缸行程控制)。抽油桿吊卡組件29下降，逐漸接近被夾持的橫向抽油桿31 (此時(shí)已經(jīng)變?yōu)樨Q直方向)接箍，當(dāng)橫向抽油桿31接箍卡入吊卡體29.1,且明顯高出吊卡體29.1上表面一段距離，并觸動(dòng)抽油桿吊卡上部傳感器29. 7，抽油桿吊卡驅(qū)動(dòng)控制器29. 13，抽油桿吊卡牙塊29. 9復(fù)位；抽油桿吊卡組件29停止。抽油桿導(dǎo)向錐驅(qū)動(dòng)控制器27. 8動(dòng)作，抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27復(fù)位；機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓控制器17. 3. 19動(dòng)作，夾緊機(jī)械手上、下手爪17. 3. 6、17. 3. 12半開(行程控制)，橫向抽油桿31下落，接箍落在抽油桿吊卡牙塊29. 9上。抽油桿吊卡組件29緩慢下降，當(dāng)橫向抽油桿31接箍明顯高出吊卡體29.1上表面一段距離，并觸動(dòng)抽油桿吊卡上部傳感器29. 7，信號(hào)反饋PLC可編程控制器11，橫向抽油桿31下端卡入井口抽油桿26接箍。PLC可編程控制器11給液壓鉗30信號(hào)，液壓鉗擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器23. 20動(dòng)作，液壓鉗30進(jìn)給到位卡住被操作的橫向抽油桿31。液壓鉗閉鎖傳感器24. 3給PLC可編程控制器11信號(hào)，反饋信號(hào)使液壓鉗啟動(dòng)控制器24. 2啟動(dòng)，液壓鉗30順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定圈數(shù)，上扣橫向抽油桿31 (已提前裝設(shè)正確的卡牙)，液壓鉗轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器24.1數(shù)值大于一定值后，給PLC可編程控制器11反饋信號(hào)，表明被操作的橫向抽油桿31已上紫，液壓鉗30停止，并撤離。夾緊機(jī)械手上、下手爪17. 3. 6、17. 3. 12完全打開，機(jī)械臂組件17外翻。固定卡瓦驅(qū)動(dòng)器4.1動(dòng)作，使固定卡瓦4處于打開的趨勢(shì)；抽油桿吊卡組件29上升一段距離，帶動(dòng)井口抽油桿26上升，固定卡瓦4打開，然后抽油桿吊卡組件29下降。當(dāng)抽油桿吊卡組件29下降至規(guī)定高度(估計(jì))，抽油桿強(qiáng)制定位機(jī)構(gòu)25升至中位，抽油桿吊卡組件29落于抽油桿強(qiáng)制定位機(jī)構(gòu)上表面，(游動(dòng)滑車)抽油桿吊卡組件29停止運(yùn)動(dòng)；固定卡瓦4動(dòng)作,卡緊橫向抽油桿31,固定卡瓦卡緊指示燈15亮。井口抽油桿強(qiáng)制定位機(jī)構(gòu)25恢復(fù)低位，抽油桿吊卡組件29繼續(xù)緩慢下降，當(dāng)橫向抽油桿31接箍明顯高出吊卡體29.1上表面一段距離，并觸動(dòng)抽油桿吊卡上部傳感器29. 7，信號(hào)反饋PLC可編程控制器11，抽油桿吊卡驅(qū)動(dòng)控制器29. 13動(dòng)作，使抽油桿吊卡牙塊29. 9外翻；抽油桿吊卡組件29上行，橫向抽油桿31接箍脫出。PLC記憶上面動(dòng)作，重復(fù)“司機(jī)操作手柄，操作柄動(dòng)作傳感器16發(fā)出下抽油桿命令，抽油桿吊卡組件29上升”以后的步驟，完成起多根抽油桿的過程。沖砂作業(yè)時(shí)，需要將旋轉(zhuǎn)密封錐9. 5下放，用旋轉(zhuǎn)密封錐9. 5密封油管端部，并壓緊，可按操作面板12上的“沖砂”鍵12. 5或“手動(dòng)優(yōu)先”鍵12. 6來(lái)進(jìn)行作業(yè)，操作過程中高壓水通過旋轉(zhuǎn)密封錐沖入油管。對(duì)于其它特殊エ況作業(yè)，可以按操作面板12上的“手動(dòng)優(yōu)先”鍵12. 6，進(jìn)行手動(dòng)操作。
權(quán)利要求
1.ー種油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)包括防噴器、固定卡瓦、油管/柚油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、油管/抽油桿定位機(jī)構(gòu)、油管/抽油桿吊卡組件、機(jī)械臂組件、液壓鉗、液壓鉗支架及控制系統(tǒng)，其中油管/柚油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、油管/抽油桿定位機(jī)構(gòu)、固定卡瓦以及防噴器自上而下同軸安裝，并向上同軸對(duì)準(zhǔn)油管/抽油桿吊卡組件，所述的液壓鉗懸掛于液壓鉗支架上，所述的控制系統(tǒng)包括可編程控制器PLC以及傳感器、執(zhí)行器；其特征為所述的起下系統(tǒng)還包括底座組件和管柱排架，所述的機(jī)械臂組件和液壓鉗支架安裝在底座組件上，且機(jī)械臂組件和液壓鉗支架通過聯(lián)動(dòng)組件連接而聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，所述的管柱排架布置于機(jī)械臂組件的側(cè)面，并與所述的機(jī)械臂組件配合動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)，其特征在于所述的機(jī)械臂組件包括通過底座板與底座組件固定的鉸接座、與鉸接座鉸接的機(jī)械臂以及機(jī)械臂上連接的擺動(dòng)手臂和機(jī)械手，所述的機(jī)械臂與底座板之間安裝主臂旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓缸，所述的手臂上安裝手臂旋轉(zhuǎn)液壓缸；所述的機(jī)械臂和手臂均為長(zhǎng)度可控制調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述的液壓缸上均設(shè)有液壓控制器；所述的機(jī)械臂包括與鉸接座鉸接的套筒臂、與擺動(dòng)手臂連接的支撐主臂以及主臂伸縮驅(qū)動(dòng)液壓缸，其中支撐主臂插接于套筒臂中，且主臂伸縮驅(qū)動(dòng)液壓缸一端與支撐主臂連接，另一端與套筒臂連接；所述的主臂旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓缸連接在機(jī)械臂的套筒臂上；所述的手臂的一端設(shè)有嵌入在支撐主臂中且可上下移動(dòng)的滑動(dòng)座，滑動(dòng)座上設(shè)有鉸接座，鉸接座上鉸接手臂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)，其特征在于支撐主臂中部為法蘭連接，法蘭ー側(cè)裝有折疊支撐主臂用的鉸軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)，其特征在于所述的管柱排架包括底部的高度可調(diào)的排架支腿以及其上依次安裝的基體管橋、附加管橋，基體管橋和附加管橋靠近機(jī)械臂組件的一端安裝管柱限位裝置；所述排架支腿中部為調(diào)節(jié)絲桿，上端通過鉸接軸與基體管橋相連，基體管橋左端安裝立柱，附加管橋通過連接頭套裝于立柱上，通過下層油管支撐于基體管橋上，基體管橋和附加管橋靠近機(jī)械臂組件的一端通過螺紋連接端部接頭，端部擋銷/導(dǎo)向斜板安裝在上下層端部接頭形成的槽中，基體管橋靠近機(jī)械臂組件一端的側(cè)面連接安裝管座，其上連接導(dǎo)向板組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求2述的油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)，其特征在于所述的底座組件包括地錨組件以及其上安裝的固定底盤，固定底盤上表面的一端安裝機(jī)械臂止動(dòng)組件、另ー端安裝機(jī)械臂限位組件；固定底盤的底面安裝支承組件；所述的固定底盤上表面上還設(shè)有機(jī)械臂組件底座板位置調(diào)節(jié)組件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)，其特征在于所述的液壓鉗支架包括長(zhǎng)度可調(diào)的立柱組件以及其上、下部分別鉸接的懸臂梁組件和支撐桿組件；其中懸臂梁組件包括相互插接來(lái)調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的主懸臂梁和外伸梁，所述的主懸臂梁與立柱組件鉸接，且二者之間連接擺動(dòng)液壓缸；所述的外伸梁的端部分別依次連接用于懸掛液壓鉗的螺旋調(diào)節(jié)器和彈簧筒；所述的支撐桿組件為長(zhǎng)度可調(diào)結(jié)構(gòu)，其一端與固定在立柱組件上的立柱耳座鉸接、另一端與固定在液壓鉗上的液壓鉗耳座鉸接；所述的主懸臂梁與立柱耳板之間連接懸臂斜撐；所述的立柱組件的底部安裝在立柱底座上，并可繞其在直立和水平之間轉(zhuǎn)換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5或6所述的油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)，其特征在于所述的油管吊卡組件包括吊卡體、連接螺桿、卡緊塊、旋轉(zhuǎn)密封錐、彈簧、傳感器觸發(fā)板、吊卡上部傳感器、傳感器安裝板、吊卡牙塊、液壓缸連接頭、驅(qū)動(dòng)液壓缸；其中所述的吊卡體下端是錐形結(jié)構(gòu)，其上部分別安裝吊卡牙塊和連接螺桿、外側(cè)安裝驅(qū)動(dòng)液壓缸，且驅(qū)動(dòng)液壓缸通過液壓連接頭與吊卡牙塊外端連接；所述的連接螺桿自上而下依次安裝有傳感器安裝板、彈簧、旋轉(zhuǎn)密封錐和卡緊塊，且所述的傳感器安裝板的下端安裝吊卡上部傳感器，并與對(duì)應(yīng)安裝在旋轉(zhuǎn)密封錐上端的傳感器觸發(fā)板配合；所述的抽油桿吊卡組件包括吊卡體、連接螺桿、定位螺母、觸發(fā)擋板、彈簧、傳感器固定板、傳感器、吊卡牙塊、轉(zhuǎn)軸、液壓缸連接頭和驅(qū)動(dòng)液壓缸；其中所述的吊卡體下部為錐形結(jié)構(gòu)，其上部分別安裝吊卡牙塊和連接螺桿、外側(cè)安裝驅(qū)動(dòng)液壓缸，且驅(qū)動(dòng)液壓缸通過液壓連接頭與吊卡牙塊外端連接；所述的連接螺桿自上而下依次安裝有傳感器固定板、彈簧、觸發(fā)擋板以及定位螺母，且所述的傳感器固定板的下端安裝傳感器，并與觸發(fā)擋板相配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5或6所述的油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)，其特征在于所述的油管/柚油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由兩個(gè)對(duì)稱安裝的組件構(gòu)成，每個(gè)組件包括驅(qū)動(dòng)液壓缸、支座、連接鋼管和導(dǎo)向錐筒，其中支座下部固定驅(qū)動(dòng)器液壓缸、上部鉸接連接鋼管，且驅(qū)動(dòng)器液壓缸與連接鋼管連接，連接方管的另一端連接導(dǎo)向錐筒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5或6所述的油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)，其特征在于所述的油管定位機(jī)構(gòu)為井口接箍定位傳感器；所述的抽油桿定位機(jī)構(gòu)包括支撐板以及其兩側(cè)連接的驅(qū)動(dòng)液壓缸、中部鉸接的兩個(gè)相互對(duì)合且中部開孔的中間定位塊，每個(gè)定位塊外側(cè)的支撐板上均設(shè)有限位塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5或6所述的油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)，其特征是所述的聯(lián)動(dòng)組件包括連接板、限位板、連接框，其中連接板上的一端鉸接連接框且鉸接部位下設(shè)有限位板；所述的擺動(dòng)手臂和機(jī)械手的結(jié)構(gòu)為機(jī)械手驅(qū)動(dòng)液壓缸一端固定在手臂上，另ー端通過連接頭、連接桿與夾緊機(jī)械手上手爪和夾緊機(jī)械手下手爪連接，夾緊機(jī)械手上手爪和夾緊機(jī)械手下手爪固定于機(jī)械手軸上，上襯墊固定于夾緊機(jī)械手上手爪內(nèi)壁，下襯墊固定于夾緊機(jī)械手下手爪內(nèi)壁，機(jī)械手內(nèi)傳感器安裝于定位塊上；輔助手固定于手臂端部，輔助前爪與輔助手鉸接；復(fù)位扭簧通過扭簧芯軸固定于輔助前爪上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油田修井管柱自動(dòng)起下系統(tǒng)，除了包括防噴器、固定卡瓦、油管/抽油桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、油管/抽油桿定位機(jī)構(gòu)、油管/抽油桿吊卡組件、機(jī)械臂組件、液壓鉗、液壓鉗支架及控制系統(tǒng)，還包括底座組件和管柱排架，所述的機(jī)械臂組件和液壓鉗支架安裝在底座組件上，且機(jī)械臂組件和液壓鉗支架通過聯(lián)動(dòng)組件連接而聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，所述的管柱排架布置于機(jī)械臂組件的側(cè)面，并與所述的機(jī)械臂組件配合動(dòng)作。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)油管和抽油桿抓起、對(duì)接、卡緊、上卸、上提、下放和排布等動(dòng)作的自動(dòng)化，替代人工在井口的管柱起下作業(yè)，并盡量簡(jiǎn)化設(shè)備機(jī)構(gòu)，優(yōu)化操作程序。
文檔編號(hào)E21B19/14GK103061692SQ201310053190
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月19日
發(fā)明者崔詩(shī)光, 崔燦 申請(qǐng)人:崔詩(shī)光