CN101007618B - 摆动绞车排绳方法及装置 - Google Patents

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本发明为一种摆动绞车排绳方法及装置，荣绳槽通过转轴架装在绞车容绳槽支架上，导绳轮与绞车荣绳槽通过钢丝绳连接，将容绳绞车的底座固定在一个可转动盘上，荣绳槽和底座以Z轴为轴线，在XY平面内，可沿着Z轴左右摆动；绞车的中心线沿X轴右摆角α′等于钢丝绳的右偏角α，左摆角β′等于钢丝绳的左偏角β，在钢丝绳拉力和液缸的阻尼作用下，绞车均衡摆动；钢丝绳从一端到另一端每一圈的排绳过程中，在钢丝绳与容绳筒圆周切线处，钢丝绳悬空部分始终保持和容绳槽母线垂直，达到保持从导绳轮到绞车之间绳距最短的力学性质，从而使排绳阻力最小，达到了均匀有序排绳的目的。解决了现有排绳方法能耗大，钢丝绳易磨损，运行不可靠的问题。

Description

摆动绞车排绳方法及装置
技术领域
本发明涉及一种绞车排绳方法，进一步讲是公开了一种摆动绞车排绳方法，使缠绕在绞车容绳槽内的钢丝绳均匀有序排列，同时还提供了适用于该方法的装置，属于油田采油机械技术领域。
背景技术
在三次采油工艺措施中，采用钢丝绳带动胶塞在套管或油管中抽吸原油，以最低的成本，将剩余残油采出。从而极大地提高了矿产资源采收率。绞车是这种设备的核心部件。在绞车的容绳槽中，缠绕1000-2000米钢丝绳，如果排列混乱，将无法正常提放钢丝绳和起下胶塞。现在的解决办法中，一是将容绳槽做得很窄，这样，要容下同样长度的钢丝绳，钢丝绳在绞车上的缠绕直径势必增大，使驱动力矩增大，加大了能耗。另一方法是使用机械牵引强制排绳，不但增加了驱动力，而且加剧了钢丝绳的磨损，使机构的运行可靠性将低。
发明内容
本发明提供一种摆动绞车排绳方法，克服了现有的排绳方法存在的能耗大，钢丝绳易磨损，运行不可靠的缺点。
本发明还提供了适用于该方法的装置。
本发明的技术解决方案如下：在摆动绞车中，容绳槽通过转轴架装在绞车容绳槽支架上，导向定滑轮与绞车容绳槽通过钢丝绳连接，其中，将摆动绞车的底座固定在一个可转动盘上，容绳槽和底座以Z轴为轴线，在XY平面内，可绕Z轴左右摆动；绞车的中心线与X轴成右摆角α′等于钢丝绳的右偏角α，左摆角β′等于钢丝绳的左偏角β，在钢丝绳拉力和摆动液缸的阻尼作用下，摆动绞车均衡摆动；钢丝绳从一端到另一端每一圈的排绳过程中，在钢丝绳与容绳槽圆周切线处，钢丝绳悬空部分始终保持和容绳槽母线垂直，达到保持从导向定滑轮到摆动绞车之间绳距最短的力学性质，从而使排绳阻力最小，达到了均匀有序排绳的目的。
根据上述方法制成的摆动绞车排绳装置具有以下结构：
由摆动绞车、导向定滑轮及钢丝绳构成本排绳装置，导向定滑轮由固定在支架上的定滑轮构成，钢丝绳通过导向定滑轮缠绕在容绳槽上，摆动绞车由底座、动力角动箱、摆动液缸、可转动盘、容绳槽及容绳槽支架构成，容绳槽通过转轴装在容绳槽支架上，容绳槽支架固定在可转动盘上，可转动盘以Z轴为轴线通过动力角传动箱铰接在底座上，动力角传动箱固定在底座的下面，容绳槽在XY平面内，可绕着Z轴左右摆动。
在上述的动力角传动箱中，立轴的一端设有伞齿轮组与水平轴、小链轮、大链轮及容绳槽构成运动副，立轴垂直与XY轴形成平面，与Z轴重合，立轴的另一端设有伞齿轮组为动力输入端。
也可以不使用动力角传动箱，在可转动盘上设置液马达或电动机带动小链轮来实现动力传递。
在底座上还设有摆动油缸和左、右止动卡块，摆动油缸的活塞杆与容绳槽支架固定连接，当钢丝绳的拉力不足以牵引绞车摆动时，可以使用摆动油缸控制，按照钢丝绳的排列顺序，通过止动卡块的行程控制使摆动油缸按指令伸缩，带动可转动盘规则摆动，实现有序排绳，左止动卡块、右止动卡块位于可转动盘转动的转角范围内，调整控制可转动盘的摆动角度。
当转动容绳槽将钢丝绳提升或下放时，钢丝绳从容绳槽的一端向另一端一圈一圈地顺序排列缠绕或释放，在钢丝绳拉力F的作用下，使得容绳槽与X轴产生上下摆动，在钢丝绳与容绳槽圆周切线处，钢丝绳悬空部分始终保持和容绳槽母线垂直，保证排绳阻力最小，实现均匀有序排绳。
本发明的优点在于：将摆动绞车固定在一个可转动盘上，在排绳的过程中，利用钢丝绳的拉力使可转动盘有规律的摆动，实现有序排绳。不使用机械牵引强制排绳，消除了强制排绳力，减少了钢丝绳的磨损和设备的动力损耗，而且绞车容绳槽可以相对加宽，这样使容绳槽盘绳直径减小，延长了钢丝绳的使用寿命，降低了设备成本，提高了提捞油的工作效率。
附图说明
图1为发明在Y轴向XZ平面投影的结构原理图。
图2为发明在Z轴向XY平面投影的结构原理图。
具体实施方式
根据图1、图2所示，本装置由导向定滑轮1，容绳槽2，传动大链轮3，动力角传动箱4，可转动盘5，摆动油缸6，左、右止动卡块7、8，水平轴9，伞齿10，立轴11，伞齿12，伞齿13，小链轮14，容绳槽支架15，底座16，转轴17，钢丝绳18，伞齿轮19主要部件组成。
在图1中，摆动绞车由底座16，动力角传动箱4，摆动油缸6，可转动盘5，容绳槽2及容绳槽支架15构成，容绳槽2通过转轴17装在容绳槽支架15上，容绳槽支架15固定在可转动盘5上，可转动盘5以Z轴为轴线通过轴承安装底座16上，动力角传动箱4固定在底座下面。容绳槽2在XY平面内，可以绕着Z轴左右摆动；导向定滑轮1由固定在支架上的定滑轮构成，钢丝绳18通过导向定滑轮1缠绕在摆动绞车的容绳槽2上(参见图2)。
在上述的动力角传动箱4中，立轴11的一端设有伞齿10和伞齿19与水平轴9、小链轮14、传动大链轮3及容绳槽2构成运动副，伞轮10固定在水平轴9上，水平轴9通过轴承座固定在可转动盘5上，可转动盘5带动水平轴9，伞齿10，容绳槽2以立轴11中心线为轴摆动。止动卡块7和止动卡块8限制了摆动角，使摆动角与钢丝绳左右偏移角相适应。立轴11的另一端设有伞齿12、伞齿13组为动力输入端。
也可以不使用动力角传动箱4，在可转动盘5上设置液马达或电动机带动小链轮14来实现动力传递。
摆动油缸6固定在底座16上，其活塞杆与容绳槽架15固定连接，左、右止动卡块7、8位于可转动盘5转动的转角范围内，调整控制可转动盘的摆动角度，当钢丝绳18的拉力不足以使钢丝绳规则排列时，可以使用摆动油缸6控制，按照钢丝绳18的排列顺序，通过止动卡块7、8定位控制使摆动油缸6按指令伸缩，带动可转动盘5规则摆动，实现有序排绳。

Claims (2)

1.一种摆动绞车排绳方法，在摆动绞车中，容绳槽通过转轴装在绞车容绳槽支架上，导向定滑轮与摆动绞车容绳槽通过钢丝绳连接，其特征在于：将摆动绞车的底座固定在一个可转动盘上，容绳槽和底座以Z轴为轴线，在XY平面内，可绕Z轴左右摆动；摆动绞车的中心线与X轴成右摆角α′等于钢丝绳的右偏角α，左摆角β′等于钢丝绳的左偏角β，在钢丝绳拉力和摆动油缸的阻尼作用下，摆动绞车均衡摆动；钢丝绳从一端到另一端每一圈的排绳过程中，在钢丝绳与容绳槽圆周切线处，钢丝绳悬空部分始终保持和容绳槽母线垂直，达到保持从导向定滑轮到摆动绞车之间绳距最短的力学性质，使排绳阻力最小，达到了均匀有序排绳的目的。
2.根据权利要求1方法制成的摆动绞车排绳装置，由摆动绞车、导向定滑轮及钢丝绳构成，导向定滑轮由固定在支架上的定滑轮构成，钢丝绳通过导向定滑轮缠绕在摆动绞车的容绳槽上，其特征在于：摆动绞车由底座、动力角传动箱、摆动油缸、可转动盘、容绳槽及容绳槽支架构成，容绳槽通过转轴装在容绳槽支架上，容绳槽支架固定在可转动盘上，可转动盘以Z轴为轴线通过动力角传动箱铰接在底座上，动力角传动箱固定在底座下面；摆动油缸固定在底座上，其活塞杆与容绳槽支架固定连接，左止动卡块、右止动卡块限定了可转动盘转动的转角范围；
所述的动力角传动箱中，立轴的一端设有伞齿轮组为动力输出端与水平轴、小链轮、大链轮及容绳槽构成运动副，立轴中心线垂直于XY轴形成平面，与Z轴重合，立轴的另一端设有伞齿轮组为动力输入端。
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