CN101429847A - 一种油田修井操作机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田作业设备，具体地说是一种油田修井操作机，机身安装在液压承载行走装置上，与液压承载行走装置连动；液压钳连接于机身上的伸缩架，可随伸缩架伸出缩回，卡座位于液压钳的下方、设置在井口上；吊卡装置悬挂于机身上，可上下往复移动；龙头位于机身及卡座的上方，甩管装置分布于龙头及机身上，卡座及甩管装置上分别设有与吊卡装置对应的开、锁卡器；龙头上还设有扶正机构及活门机构；控制柜安装在机身上，卡座、液压钳、吊卡装置及甩管装置分别与控制柜中的控制系统相连接。本发明安装/拆卸方便快捷，既便于运输，也便于更换不同装置以适应不同的工作需求；同时在井场布局灵活多变，可根据井场实际条件进行布置。

Description

一种油田修井操作机

技术领域

本发明涉及油田作业设备，具体地说是一种油田修井操作机。

背景技术

修井作业是油田生产过程的重要环节，多年来一直是劳动密集型产业，其工作环境恶劣，操作人员劳动强度大，作业过程还往往存在人身安全隐患。尤其是井口小修作业，通常都是在野外进行，而且内容繁多，例如包括：搬上准备工作、洗井作业、起抽油杆、起油管、油管(抽油杆)丈量、下冲砂管、冲砂、起冲砂管、下油管、下抽油杆、挂抽、交井、搬下等作业，同时根据油水井的实际情况，需要配合的作业还有：注灰、挤灰、防砂、打丢手、钻灰塞等。

目前，大部分修井作业都是由修井人员手动完成，特别是修井作业中的“提、转、甩”环节，其中“提”是指油管和抽油杆上提和下放过程，“转”是指油管(抽油杆)上卸扣过程，“甩”是指油管(抽油杆)在垂直状态和水平状态之间的转换过程。它们是修井作业过程劳动强度最大、工作重复率最高的环节，也是修井作业过程最危险的环节。长期以来，探索修井作业自动化以及改善危险恶劣的工作环境始终是石油人的理想与追求。随着自动化检测和控制技术的发展以及油田和社会各界对安全生产的重视，这种长期以来靠修井人员手动完成的作业模式亟待改变。实现修井作业自动化，特别是井口操作无人化，已成为当前油田修井作业迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油田修井操作机，使井口操作无人化，实现了油田修井作业“提、转、甩”等环节的自动化操作。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括机身、控制柜、液压承载行走装置、卡座、液压钳、吊卡装置、甩管装置及龙头，机身安装在液压承载行走装置上，与液压承载行走装置连动；液压钳连接于机身上的伸缩架，可随伸缩架伸出缩回，卡座位于液压钳的下方、设置在井口上；吊卡装置悬挂于机身上，可上下往复移动；龙头位于机身及卡座的上方，甩管装置分布于龙头及机身上，卡座及甩管装置上分别设有与吊卡装置对应的开、锁卡器；龙头上还设有扶正机构及活门机构；控制柜安装在机身上，卡座、液压钳、吊卡装置及甩管装置分别与控制柜中的控制系统相连接。

其中：所述液压承载行走装置包括底盘、液压泵、液压支腿及水平液压臂，在底盘内设有多个水平液压臂，每个水平液压臂的输出端均连接一液压支腿；液压泵安装在底盘上，通过油路分别与各液压支腿及水平液压臂相连接；水平液压臂为四个，并排设置，相邻两水平液压臂的输出端相反，使底盘的两侧各设置了两个液压支腿；液压支腿包括支腿液压缸及第一内、外筒，第一外筒外罩于第一内筒，相对于第一内筒可上下往复运动；支腿液压缸位于第一内筒的内部，支腿液压缸的一端固接在第一外筒上，另一端通过第一连接板固定在第一内筒上，支腿液压缸的活塞杆上设有支撑块；第一外筒通过第二连接板与水平液压臂的输出端相连接；水平液压臂包括水平臂液压缸及第二内、外筒，第二外筒固接于底盘的内部，第二内筒位于第二外筒内，相对于第二外筒可水平往复运动；水平臂液压缸位于第二内筒的内部，水平臂液压缸的一端固接在第二外筒上，另一端通过第三连接板固定在第二内筒上，第二内筒在第二外筒内一端的端部设有下导向轮，第二内筒在第二外筒外一端的上方设有安装于第二外筒上的上导向轮；第二内筒在第二外筒外的一端通过第二连接板与液压支腿相连接；上导向轮抵接于第二内筒的外表面，使第二外筒内表面与第二内筒外表面之间形成间隙；所述下导向轮抵接于第二外筒的内表面，使第二内筒外表面与第二外筒内表面之间形成间隙；所述卡座包括框体、卡座体、第一液压缸、卡瓦开闭四连杆机构、卡瓦连杆及曲轴，卡座体安装在框体上，在卡座体内设有四个卡瓦，分为左右两组；四个卡瓦两侧的框体上分别设有带有卡瓦连杆的曲轴，卡瓦连杆的一端固接在曲轴上，另一端与每组的两个卡瓦相铰接；框体的底部安装有第一液压缸，第一液压缸通过卡瓦开闭四连杆机构与曲轴连接；框体内设有卡座液压控制电磁阀组，第一液压缸通过油路与卡座液压控制电磁阀组相连接，卡瓦上设有可拆卸的卡瓦牙板；卡座体上设有中间开孔的工作平板，在工作平板上、中间孔的周围设有多个卡座磁感应传感器，卡座磁感应传感器的外围均布有多个吊卡限位块；工作平板两侧的框体上分别由上至下对称设置有卡座上检测光幕、井口锁卡器、卡座下检测光幕及井口开卡器，井口开、锁卡器分别通过油路与卡座液压控制电磁阀组相连接；框体的下面设有接口法兰，接口法兰及卡座体沿轴向均开有侧门；所述液压钳包括主钳、背钳、高低速换档机构及连接架，连接架的下方设有底板，底板与连接架通过钢丝绳柔性连接，背钳固接于底板上；主钳位于背钳的上方，通过导杆与背钳相连接，主钳可沿导杆上下往复移动；高低速换档机构安装在主钳上，其输出端与主钳内部的换档装置相连，高低速换档机构还与液压钳液压控制模块相连；液压钳通过连接架与机身的液压钳伸缩架相连接；导杆包括第三外筒、第一弹簧、第三内筒及限位导向螺钉，第三内、外筒均为内部中空结构，两者相插接，在第三内筒内设有第一弹簧，第一弹簧的一端抵接于第三外筒的顶端内臂，另一端抵接于第三内筒的下端内臂；第三外筒上设有限位导向螺钉，第三内筒上开有滑孔，限位导向螺钉插入滑孔内；高低速换档机构包括换档液压缸、换档手柄、液压杆及第一连接座，换档液压缸的一端通过第一连接座安装在主钳上，另一端设有液压杆，液压杆上铰接有换档手柄；主钳的旋转钳体上设有与钳体共同旋转的计数铁块，在计数铁块的一侧设有安装在主钳上固定不动的磁感应传感器；液压钳液压控制模块上设有压力传感器；所述吊卡装置包括壳体、两组推杆、卡爪及定位钩，两组推杆分别设置于卡爪及定位钩外侧的壳体上；卡爪为两个，对称设置，每个卡爪上均设有卡爪滑块；定位钩为两个，分别设置于两个卡爪滑块的上方；两组推杆上下设置，每组有两个，对称安装在壳体两侧臂上，位于上方的两个第一推杆设置在定位钩壳体侧臂的外壳上，位于下方的两个第二推杆设置在卡爪壳体侧臂的外壳上；每个推杆的一端容置于外壳内，另一端插入壳体侧臂上的通孔内，在推杆位于外壳的杆身上设有第二弹簧；卡爪通过第一轴安装在壳体内，第一轴的两端均设有使卡爪复位的卡爪扭簧；定位钩通过第二轴安装在壳体内，第二轴的两端均设有使定位钩复位的定位钩扭簧；在卡爪上安装有可拆卸的卡爪卡头；所述甩管装置包括导向斗、推管器、滑道、滑车、龙头开卡器及龙头锁卡器，导向斗及推管器安装在机身上方的龙头上，推管器位于导向斗靠近机身的一侧；在推管器的下方设有滑道，滑道的另一端连接有通过滑轨架支撑的滑轨，滑轨上安装有可往复移动的滑车；在导向斗下方的龙头上设有上下设置的龙头上、下检测光幕，龙头开、锁卡器安装在两检测光幕之间的龙头上，龙头开、锁卡器的一侧设有龙头吊卡限位块，其上安装有龙头磁感应传感器；导向斗由左右对称的两部分组成，两部分之间形成对吊卡导向的空间，每一部分均包括第一～三导向板、支柱及底框，第一～三导向板通过底框安装在龙头上，每一个导向板的一端与底框相铰接，另一端与支柱一端铰接，支柱的另一端固定在底框上；推管器包括对称设置的两组转臂、第一齿轮、第二液压缸及第一齿条，两转臂的一端之间设有推杆，另一端分别设有第一齿轮，第一齿轮的下方设有由第二液压缸驱动的第一齿条，第一齿轮与第一齿条啮合传动；推杆为“V”形，可随转臂绕齿轮轴摆动，摆动角度为160°；滑道由分离的龙头滑道、机身滑道及过渡滑道组成，龙头滑道安装在龙头上，位于导向斗的下方；机身滑道安装在机身上，一端与龙头滑道相连，另一端连接过渡滑道；过渡滑道位于机身滑道与支撑滑轨的滑轨架之间；龙头滑道、机身滑道及过渡滑道的截面为“V”形；滑轨架包括第一、二滑轨架，两滑轨架之间设有滑轨，滑车安装在滑轨上，滑车通过钢丝绳与固接在修井机底盘的液压铰车相连接，液压铰车通过钢丝绳驱动滑车在滑轨上往复移动；所述扶正机构有四个，每两个为一组，其中一组安装在龙头上检测光幕下方的龙头上，另一组安装在龙头的最下方；扶正机构包括第四连接板，第三液压缸、第二齿轮、限位螺杆、摆臂、卡头、第二齿条及直线导轨，第四连接板安装在龙头上，第三液压缸及直线导轨固接在连接板上，第二齿条设在第三液压缸的活塞杆上，可在直线导轨上往复移动；第二齿条的一侧设有与其啮合传动的第二齿轮，摆臂的一端通过齿轮轴安装在第四连接板上、与第二齿轮连动，另一端设有可拆卸的卡头，在摆臂的一侧设有固接在第四连接板上的限位螺杆，一组的两个扶正机构反向设置，两个卡头相对；所述活门机构为两个，对称设置，分别安装在龙头下检测光幕的下方，包括上支撑滑道、下支撑滑道、第四液压缸、安装板及活门，上支撑滑道安装在龙头上，下支撑滑道安装在龙头吊卡限位块上，安装板容置于两支撑滑道内侧开设的凹槽内，并与两支撑滑道固接，在安装板上设有第四液压缸，第四液压缸的活塞杆端部安装有容置于两支撑滑道内侧凹槽内的活门；活门可在凹槽内运动，与安装板之间留有间空隙；两活门之间的距离小于吊卡装置的长度；所述机身上设有水平仪。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明安装/拆卸方便快捷，既便于运输，也便于更换不同装置以适应不同的工作需求；同时在井场布局灵活多变，可根据井场实际条件进行布置。

2.本发明可通过液压承载行走装置实现自装卸功能，无需吊车进行装卸，可以通过底盘两侧的液压支腿及水平液压臂的配合操作，实现装置的自动装卸、自动行走功能，极大地增强了修井操作机对各种修井作业环境的适应性，并降低了制造成本；更实现了龙头、卡座及井口的精确定位。

3.龙头通过导轨与机身相连，在运输时收回，以缩小运输时设备的外形尺寸；在工作时伸出，并通过调节外伸的长度来调整机身与油井之间的距离。

4.卡座实现了油管(抽油杆)井口自动定位和承载，油管(抽油杆)节箍的自动检测，卡瓦的自动开闭，吊卡的自动开卡锁卡以及吊卡在卡座上的定位检测，既避免了人工操作存在的危险性，又提高了工作效率。

5.液压钳通过连接架直接与修井操作机机身的液压钳伸缩架相连接，在伸缩架的驱动下实现了液压钳的自动伸缩，从而将操作人员从危险作业环境中解放出来；液压钳的上/卸扣过程实现了自动化操作，这样既降低了工人的劳动强度，又能避免工人在作业时可能发生的意外伤害；连接架与伸缩架之间安装简单、快捷，便于油管液压钳与抽油杆液压钳的互换；背钳安装的底板与连接架之间通过多点钢丝绳实现柔性连接，实现了油管(抽油杆)与液压钳之间短距离的自动调整对正；主钳与背钳之间通过导杆连接，导杆的长度可通过内部的弹簧压缩程度调节，在承受主钳重力的同时还实现了上/卸扣过程中主、背钳之间距离的灵活调节；通过压力传感器及计数模块与磁感应传感器，在上/卸扣过程中，实现了对液压钳扭矩的监测控制以及对旋转圈数的计数功能。

6.吊卡装置可以实现自锁，卡爪也可通过快速更换卡爪卡头来适应不同管径油管和不同尺寸抽油杆的卡持；吊卡装置本身不携带动力源，它的开启和关闭需要外界开、锁卡器配合来完成，这样不仅可以大大简化吊卡装置的结构，减少了事故隐患，有利于油田的安全生产。

7.甩管装置实现了修井作业过程中“提、转、甩”环节的自动化，大大减少甩管作业过程需要的操作人员数，降低操作人员的劳动强度；导向斗能够快速地安装和拆卸，铰接的导向板在运输时可翻转放倒，从而降低运输时整体的高度，提高运输过程的安全性。

8.本发明采用检测光幕对油管/抽油杆的位置进行检测，方便准确；同时还可以避免人员非法操作时可能产生的人身事故。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中液压承载行走装置的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图2中水平液压臂和液压支腿的结构示意图；

图5为图1中卡座的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为图5中去掉工作平台后的局部俯视图；

图8为图1中液压钳的结构示意图；

图9为图8的俯视图；

图10为图8中A处底板与连接板连接结构的局部放大左视图；

图11为图8中导杆的结构示意图；

图12为图8中高低速换档机构的结构示意图

图13为图12的俯视图；

图14为图1中吊卡装置的结构示意图；

图15为图14的俯视图；

图16为图1中甩管装置的结构示意图；

图17为图16中导向斗的结构示意图；

图18为图17的俯视图；

图19为图16中推管器的结构示意图；

图20为图19的左视图；

图21为图16中B处的局部放大图；

图22为图1中扶正机构的结构主视图；

图23为图22的俯视图；

图24为图1中活门机构的结构示意图；

图25为图24的E向视图；

图26为水平仪的结构示意图；

图27A为本发明上提油管过程控制系统流程图的一部分；

图27B为本发明上提油管过程控制系统流程图的另一部分；

图27C为本发明上提油管过程控制系统流程图的再一部分；

图28A为本发明下放油管过程控制系统流程图的一部分；

图28B为本发明下放油管过程控制系统流程图的另一部分；

图28C为本发明下放油管过程控制系统流程图的再一部分；

其中：1为机身；2为控制柜；

3为液压承载行走装置，31为液压支腿，32为水平液压臂，33为液压泵，34为支腿液压缸，35为水平臂液压缸，36为第一内筒，37为第一外筒，38为第一连接板，39为第二连接板，310为支撑块，311为上导向轮，312为下导向轮，313为第二内筒，314为第二外筒，315为第三连接板，316为矩形块，317为底盘；

4为井口；

5为卡座，51为框体，52为卡座上检测光幕，53为井口锁卡器，54为卡座下检测光幕，55为井口开卡器，56为卡座液压控制电磁阀组，57为接口法兰，58为工作平板，59为卡瓦，510为卡座吊卡限位块，511为开门，512为卡瓦牙板，513为卡座磁感应传感器，514为第一液压缸，515为卡瓦开闭四连杆机构，516为吊环，517为卡座体，518为卡瓦连杆，519为曲柄轴；

6为液压钳，61为液压马达，62为高低速换档机构，63为主钳，64为导杆，65为连接头，66为连接架，67为背钳，68为钢丝绳，69为底板，610为计数铁块，611为液压钳液压控制模块，612为压力传感器，613为磁感应传感器，614为第三外筒，615为第一弹簧，616为第三内筒，617为滑孔，618为限位导向螺钉，619为换档液压缸，620为换档手柄，621为液压杆，622为第一连接座；

7为吊卡装置，71为壳体，72为第一推杆，73为第二弹簧，74为外壳，75为卡爪，76为第二推杆，77为卡爪滑块，78为定位钩，79为卡爪卡头，710为卡爪扭簧，711为定位钩扭簧，712为吊卡轴，713为第一轴，714为第二轴；

8为油管/抽油杆；

9为甩管装置，91为导向斗，92为推管器，93为龙头滑道，94为机身滑道，95为液压铰车，96为过渡滑道，97为滑车，98为滑轨，99为第一滑轨架，910为钢丝绳，911为第二滑轨架，912为龙头开卡器，913为龙头锁卡器，914为龙头上检测光幕，915为龙头下检测光幕，916为龙头磁感应传感器，917为龙头吊卡限位块，918为第一导向板，919为第二导向板，920为第三导向板，921为支柱，922为第二连接座，923为底框，924为铰接头，925为转臂，926为第一齿轮，927为推杆，928为第二液压缸，929为第一齿条；

10为龙头；

11为扶正机构，111为第四连接板，112为第三液压缸，113为第二齿轮，114为限位螺杆，115为摆臂，116为卡头，117为第二齿条，118为直线导轨；

12为活门机构，121为上支撑滑道，122为下支撑滑道，123为第四液压缸，124为安装板，125为活门；

13为水平仪。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明包括机身1、控制柜2、液压承载行走装置3、卡座5、液压钳6、吊卡装置7、甩管装置9及龙头10，机身1安装在液压承载行走装置3上，与液压承载行走装置3间通过矩形滑道相连；液压钳6连接于机身1上的伸缩架，可随伸缩架伸出缩回；卡座5位于液压钳6的下方，设置在井口4上；吊卡装置7悬挂于作业机下方，由作业机牵引可沿井口4中心线穿过龙头10上下往复移动；龙头10位于机身1及卡座5的上方，甩管装置9部分结构分布在龙头10和机身1上，卡座5及龙头10上分别设有与吊卡装置7对应的开、锁卡器；控制柜2安装在机身1上，卡座5、液压钳6、吊卡装置7、甩管装置9及龙头10分别与控制柜中的控制系统相连接。

如图2～4所示，液压承载行走装置3包括底盘317、液压泵33、液压支腿31及水平液压臂32，底盘317为中空焊接框架结构，其内部中空，有多个矩形块316组成框架结构，用来承载整个修井操作机的重量。在底盘317的框架内设有四个水平液压臂32(可根据需要设置多个水平液压臂，底盘317两侧的液压支腿数量相同。)，并排交错设置，相邻两水平液压臂32的输出端相反，每个水平液压臂32的输出端均连接一液压支腿31，这样就使底盘317的两侧各设置了两个液压支腿31。液压泵33安装在底盘317上，通过油路分别与各液压支腿31及水平液压臂32相连接。

液压支腿31包括支腿液压缸34及第一内、外筒36、37，第一外筒37外罩于第一内筒36，相对于第一内筒36可上下往复运动；支腿液压缸34位于第一内筒36的内部，支腿液压缸34的一端固接在第一外筒37顶端的内壁上，另一端通过第一连接板38固定在第一内筒36上，支腿液压缸34的活塞杆上设有支撑块310。

水平液压臂32包括水平臂液压缸35及第二内、外筒313、314，第二外筒314固接于底盘317的内部，与底盘317成为一体；第二内筒313位于第二外筒314内，相对于第二外筒314可水平往复运动；水平臂液压缸35位于第二内筒313的内部，水平臂液压缸35的一端固接在第二外筒314的内壁上，另一端通过第三连接板315固定在第二内筒313上，第二内筒313位于第二外筒314内的一端设有下导向轮312，第二内筒313位于第二外筒314外的一端设有安装于第二外筒314上的上导向轮311；上导向轮311抵接于第二内筒313的外表面，使第二外筒314内表面与第二内筒313外表面之间形成间隙；下导向轮312抵接于第二外筒314的内表面，使第二内筒313外表面与第二外筒314内表面之间形成间隙，使得第二内、外筒313、314之间为滚动磨擦，减小了磨擦力，便于第二内筒313相对于第二外筒314的水平往复运动；第二内筒313位于第二外筒314外的一端通过第二连接板39与液压支腿31的第一外筒37相连接，液压支腿31与水平液压臂32之间成90°。

如图5～7所示，卡座5包括框体51、卡座体517、第一液压缸514、卡座开闭四连杆机构515、卡瓦连杆518及曲柄轴519，框体51采用框架结构，由多根方钢管焊接而成，分为上下两部分。卡座体517安装在框体51的下半部分，在卡座体517内设有四个卡瓦59，分为左右两组；四个卡瓦59两侧的框体51上分别设有带有卡瓦连杆518的曲柄轴519，卡瓦连杆518的一端通过键固定安装在曲柄轴519上，每组的两个卡瓦59与卡瓦连杆518的另一端相铰接；卡瓦59上设有可拆卸的卡瓦牙板512，便于快速更换，只需要通过更换不同规格的卡瓦牙板512就可以实现对不同管径的油或不同尺寸的抽油杆的夹持。卡座体517上设有工作平板58，在工作平板58的中部开有供油管或抽油杆通过的中心孔，工作平板58两侧框体51的上半部分由上至下分别对称设置有卡座上检测光幕52、井口锁卡器53、卡座下检测光幕54及井口开卡器55，卡座上检测光幕52设置在框体51上半部分井口锁卡器53上方的位置，用于定位管箍位置；卡座下检测光幕54设置在井口开卡器55与井口锁卡器53之间的位置，用于确定卡瓦59的打开时间；两个卡座上检测光幕52，一个为红外发射器，另一个为红外接收器；两个卡座下检测光幕54，一个为红外发射器，另一个为红外接收器。井口开、锁卡器55、53分别通过油路与卡座液压控制电磁阀组56相连接；井口开、锁卡器55、53均由液压缸和触头组成，液压缸活塞杆的前端设有外螺纹，触头内设有内螺纹，两者通过螺纹连接；通过井口开、锁卡器55、53中的液压缸活塞杆推动吊卡开、锁卡推杆进而实现吊卡在井口位置的开、锁卡动作；更可通过调整液压缸活塞杆与触头之间的螺纹连接长度，来实现对液压缸活塞杆行程的调整。框体51的底部安装有第一液压缸514，卡瓦开闭四连杆机构515的一端与第一液压缸514的活塞杆相铰接，另一端与曲柄轴519连接，液压动力通过卡瓦开闭四连杆机构515传递给各卡瓦59，使得各个卡瓦59同步打开或关闭；框体51内还设有卡座液压控制电磁阀组56，第一液压缸514通过油路与卡座液压控制电磁阀组56相连接。在工作平板58上、卡座体517的周围设有多个卡座磁感应传感器513(本实施例为4个)，卡座磁感应传感器513的外围均布有多个吊卡限位块510，以保证吊卡在工作时能够顺利准确地到达卡座5上的设定工作位置；卡座磁感应传感器513设置在工作平板58上由吊卡限位块510围成区域的四角，用于检测吊卡是否被正确定位到卡座5上或是否离开。框体51的下面设有接口法兰57，用于卡座5与井口大四通或防喷器的连接。考虑到实际操作时的具体工作情况，接口法兰57、卡座体517及工作平板58沿轴向均开有侧门511，即在接口法兰57、卡座体517及工作平板58沿轴向切除一部分，以便安装时避开井口处的油管或抽油杆。

如图8～13所示，液压钳6包括主钳63、背钳67、高低速换档机构62及连接架66，连接架66上设有两个连接头65，连接架66先通过连接头65与机身1的液压钳伸缩架相连，连接架66本身也通过螺钉固定在液压钳伸缩架上，随着液压钳伸缩架伸出或缩回；为了实现液压钳和操作机之间油路和电路的连接，连接架66上还设置了油路接头和防爆航插；连接架66的下方设有底板69，背钳67固定安装在底板69上，底板69与连接架66之间为柔性连接，本实施例是通过钢丝绳68分别连接于底板69与连接架66来实现的，这样在油管/抽油杆8和液压钳6开口存在位置不正时，油管/抽油杆8和液压钳6之间可实现短距离的自动调整对正；主钳63位于背钳67的上方，通过三个导杆64与背钳67相连接，三个导杆64形成一个等腰三角形，位于三角形顶点位置的导杆靠近修井操作机机身，另两个导杆则位于靠近井口远离机身的一侧；主钳63可沿导杆64上下往复移动；导杆64包括第三外筒614、第一弹簧615、第三内筒616及限位导向螺钉618，第三内、外筒616、614均为内部中空结构，两者相插接，有部分重叠，即第三内筒616插入第三外筒614内，第三外筒614的顶端内壁与第三内筒616的顶端之间留有供两者上下移动的空间；在第三内筒616内设有第一弹簧615，第一弹簧615的一端抵接于第三外筒614的顶端内壁，另一端抵接于第三内筒616的下端内壁，通过调节第一弹簧615的压缩程度，可以调节导杆64的长度，进而调节主钳63与背钳67之间的距离，此外，导杆64还承担着主钳63重力产生的压缩作用；第三外筒614上设有限位导向螺钉618，第三内筒616上开有滑孔617，滑孔617为一细长条形孔，限位导向螺钉618插入滑孔617内，既可防止第三内筒616相对于第三外筒614发生转动，也可防止第三内筒616从第三外筒614内脱出。高低速换档机构62安装在主钳63上，包括换档液压缸619、换档手柄620、液压杆621及第一连接座622，换档液压缸619的一端通过第一连接座622安装在主钳63上，另一端设有液压杆621；换档手柄620的一端与液压杆621相铰接，另一端与主钳63内部的换档装置相连，主钳63内的换档装置是在主钳63上的液压马达61的输出轴上设有两个齿数不等的滑动齿轮和一个固定齿轮，固定齿轮位于两个滑动齿轮之间，通过键连接固定在液压马达61的输出轴上，固定齿轮外套有一齿轮套，该齿轮套是内齿轮，可以沿固定齿轮表面上下滑动，齿轮套与换档轴相连，在换档液压缸619的驱动下，液压杆621沿换档液压缸619的轴向方向往复运动，换档手柄620即在液压杆621的带动下，绕铰接端转动，进而通过换档轴驱动齿轮套上下运动，通过齿轮套与不同齿数的滑动齿轮离合，即可实现高低速自动换档，来控制主钳63的旋转速度；主钳63与背钳67均为市购产品，购置于海城市石油机械制造有限公司的XQ89/3YD、XQ114/6YC或XQ140/12Y等型号的液压动力钳；高低速换档机构62还与液压钳液压控制模块611相连，由液压钳液压控制模块611控制高低速换档机构的换档，液压钳液压控制模块611上设有压力传感器612，通过检测液压油的压力来实现对液压钳扭矩的监控；主钳63的旋转钳体上设有与钳体共同旋转的计数铁块610，在计数铁块610的一侧设有安装在主钳63上固定不动的磁感应传感器613。其中，压力传感器612为市购产品，购置于北京昆仑海岸传感技术中心生产的JYB-KO-HAG-1型压力传感器；磁感应传感器613为市购产品，购置于德国TURCK公司的BIM-I KE-Y1X型磁感应传感器。

如图14、图15所示，吊卡装置7包括壳体71、两组推杆、卡爪75及定位钩78，其中两组推杆共四个，两个为一组，即两个第一推杆72为一组，两个第二推杆76为一组；卡爪75为两个，以壳体71的轴线对称设置，卡爪75通过第一轴713安装在壳体71内，卡爪75可绕第一轴713转动，第一轴713的两端均设有卡爪扭簧710，为卡爪75提供初始位置并使卡爪75转动后复位；每个卡爪75上均通过螺钉固接一卡爪滑块77，卡爪滑块77位于卡爪75靠近油管/抽油杆8一侧上方的中部，卡爪滑块77的一侧为长方体，另一侧向下形成一锥面；在卡爪75上安装有可拆卸的卡爪卡头79。定位钩78也为两个，分别设置于两个卡爪滑块77的上方，定位钩78通过第二轴714安装在壳体71内，定位钩78可绕第二轴714转动，第二轴714的两端均设有定位钩扭簧711，为定位钩78提供初始位置并使定位钩78转动后复位。当卡爪75转动时，定位钩78可钩住卡爪滑块77上的锥面。而在自然状态下，卡爪75通过卡爪扭簧710处于锁卡状态。两组推杆上下设置，对称安装在壳体71的两侧壁上，位于上方的两个第一推杆72设置在定位钩78外侧的壳体侧壁上，位于下方的两个第二推杆76设置在卡爪75外侧的壳体侧壁上。在壳体71上设有外壳74，推杆的一端容置于外壳74内，另一端插入壳体侧壁上的通孔内，在推杆位于外壳74的杆身上设有第二弹簧73。在壳体71上方的两侧，各设有一吊卡轴712，通过吊环与油田修井作业机的游车大钩相连，从而在游车大钩的带动下实现油管(抽油杆)的上提和下放运动。壳体71采用箱式焊接结构制成。

如图16～13所示，甩管装置9包括导向斗91、推管器92、滑道、滑车97、龙头开卡器912及龙头锁卡器913，导向斗91及推管器92安装在机身1上方的龙头10上，导向斗91位于井口4正上方，可快速安装或拆卸；推管器92位于导向斗91靠近机身的一侧。导向斗91为分离式框架结构，由左右对称的两部分组成，两部分之间形成对吊卡导向定位的空间，每一部分均包括第一～三导向板918～920、支柱921及底框923，第一～三导向板918～920通过底框923安装在龙头10上，每一个导向板的一端(窄端)与底框923通过铰接头924相铰接，另一端与支柱921一端铰接，支柱921的另一端通过第二连接座922固定在底框923上。推管器92包括对称设置的两组转臂925、第一齿轮926、第二液压缸928及第一齿条929，两转臂925的一端之间设有推杆927，另一端分别设有第一齿轮926，第一齿轮926的下方设有由第二液压缸928驱动的第一齿条929，第一齿轮926与第一齿条929啮合传动。推管器92设有四个预设位置，由第二液压缸928驱动第一齿条929与第一齿轮926啮合，带动转臂925摆动，推杆927为“V”形，可随转臂925绕齿轮轴摆动，摆动角度为160°；推管器92在油管/抽油杆8上提时，给油管/抽油杆8一个初始角度以利于管杆倾斜下滑；在油管/抽油杆8下放时，给油管/抽油杆8辅助支撑，以防止油管/抽油杆8的摆动和对扶正机构的冲击。在推管器92的下方设有滑道，滑道由分离的龙头滑道93、机身滑道94及过渡滑道96组成，为油管/抽油杆8上提和下放提供支撑和导向的作用，龙头滑道93安装在龙头10上，位于导向斗91的斜下方；机身滑道94安装在机身1上，一端与龙头滑道93相连，另一端连接过渡滑道96；过渡滑道96位于机身滑道94与支撑滑轨98的滑轨架之间；龙头滑道93、机身滑道94及过渡滑道96的截面为“V”形，采用多段钢板焊接而成，与油管/抽油杆8接触的表面内衬有尼龙板，以减小油管/抽油杆8末端与各滑道间的摩擦力。滑轨架包括第一、二滑轨架99、911，第二滑轨架911比第一滑轨架99高400mm，这样就形成了一个倾角，便于油管/抽油杆8的上提和下放。两滑轨架之间设有滑轨98，滑车97下方设有两对滚轮，通过滚轮安装在滑轨98上，滑车97通过钢丝绳910与固接在底盘317上的液压铰车95相连接，液压铰车95通过钢丝绳910驱动滑车97在滑轨98上往复移动。在导向斗91下方的龙头10上设有上下设置的龙头上、下检测光幕914、915，龙头开、锁卡器912、913安装在两检测光幕之间的龙头上，龙头开、锁卡器912、913的一侧设有龙头吊卡限位块917，其上安装有龙头磁感应传感器916。

如图22～23所示，扶正机构11有四个，每两个为一组，其中一组安装在龙头上检测光幕914下方的龙头10上，另一组安装在龙头10的最下方；扶正机构11包括第四连接板111，第三液压缸112、第二齿轮113、限位螺杆114、摆臂115、卡头116、第二齿条117及直线导轨118，第四连接板111安装在龙头10上，第三液压缸112及直线导轨118固接在连接板111上，第二齿条117安装在直线导轨118上，第三液压缸112的活塞杆末端与第二齿条117螺纹连接，第二齿条在第三液压缸112的驱动下可在直线导轨118上往复移动；第二齿条117的一侧设有与其啮合传动的第二齿轮113，摆臂115的一端通过齿轮轴安装在第四连接板111上、与第二齿轮113连动，可以绕齿轮轴旋转90°，另一端设有可拆卸的卡头116，在摆臂115的一侧设有固接在第四连接板111上的限位螺杆114，可以对摆臂115的转动进行限制；一组的两个扶正机构12反向设置，两个卡头116相对。扶正机构12未工作时，摆臂115与第三液压缸112平行。通过更换卡头以适应不同尺寸的油管/抽油杆。

如图24～25所示，活门机构12为两个，对称设置，分别安装在龙头下检测光幕915的下方，包括上支撑滑道121、下支撑滑道122、第四液压缸123、安装板124及活门125，上支撑滑道121安装在龙头10上，下支撑滑道122安装在龙头吊卡限位块917上，安装板124容置于两支撑滑道内侧开设的凹槽内，并与两支撑滑道固接，在安装板124的下方设有第四液压缸123，第四液压缸123的活塞杆端部安装有容置于两支撑滑道内侧凹槽内的活门125；活门125可在凹槽内运动，与安装板124之间留有间空隙；两活门125之间的距离小于吊卡装置7的长度。

如图26所示，在机身1上还设置了一个水平仪13，可以检测底盘317在长度或宽度方向的倾斜程度；水平仪13上带有数显表，用于显示水平仪13的检测结果。水平仪为市购产品，购置于陕西航天长城科技有限公司生产的型号为LE—60的水平仪。

本发明的原理及工作过程为：

用运输车将本发明运输至井口4附近，接通液压承载行走装置3中液压泵33的电源，四个水平液压臂32的水平臂液压缸35同时工作，使四个水平液压臂32的第二内筒313相对于第二外筒314伸出，在伸出过程中，第二内筒313外表面始终与上导向轮311滚动磨擦，第二外筒314内表面始终与下导向轮312滚动磨擦；水平液压臂32伸出设定距离后四个支腿液压缸34同时工作，第一内筒36相对于第一外筒37向下运动，直至支撑块310接触地面，在地面反作用力下，第一外筒37相对于第一内筒36向上运动，通过第二连接板39带动底盘317也一起向上运动，直至底盘317抬升距运输车上表面100mm～200mm，再将运输车开出；四个支腿液压缸34收缩，第一外筒37相对于第一内筒36向下运动，液压支腿31缩回；最后，四个水平臂液压缸35收缩，第二内筒313相对于第二外筒314收缩，水平液压臂32缩回。

输出端在右侧的两个水平臂液压缸35工作，这两个水平液压臂的第二内筒313相对于第二外筒314伸出，即实现了右侧水平液压臂32的伸出，同时输出端在左侧的两个水平臂液压缸35反向工作，这两个水平液压臂的第二内筒313相对于第二外筒314缩回，即实现了左侧水平液压臂32的缩回；然后四个支腿液压缸34同时工作，第一内筒36通过支撑块310对地面施加一个力，在地面反作用力的作用下，第一外筒37相对于第一内筒36向上运动，将四个液压支腿31伸出，底盘317在液压支腿31伸出的过程中随着第一外筒37的向上运动而被抬升；当底盘317被抬升距地面至设定高度后，输出端在右侧的两个水平臂液压缸35工作，这两个水平液压臂的第二内筒313相对于第二外筒314缩回，即实现了右侧水平液压臂32的缩回，同时输出端在左侧的两个水平臂液压缸35反向工作，这两个水平液压臂的第二内筒313相对于第二外筒314伸出，即实现了左侧水平液压臂32的伸出；然后四个支腿液压缸34反向工作，第一外筒37相对于第一内筒36向下运动，底盘317也随着第一外筒37的向下运动而落下复位，四个液压支腿31缩回；再将伸出的两个水平液压臂32缩回。按照上述方法，使机身1与底盘317对正井口4。最后，调整水平液压臂32与液压支腿31，使修井操作机停在要求的作业高度，并安装导向斗91。

在修井操作机对正井口4并调整到要求的作业高度之后，利用吊车将卡座5吊装到油井井口4上方，并通过卡座5上的接口法兰57与油井井口4的防喷器连接；连接好之后，第一液压缸514工作，通过卡瓦开闭四连杆机构515带动两根曲轴519转动，曲轴519上的卡瓦连杆518以曲轴519为中心、在曲轴519的带动下一同转动，两组卡瓦59被打开。然后由工作机将第一根油管/抽油杆8上提到吊卡工作高度；此时，再利用第一液压缸514通过卡瓦开闭四连杆机构515带动两根曲轴519反向转动，使卡瓦连杆518带动卡瓦59关闭，抱紧第一根油管/抽油杆的管身；最后将吊卡装置7通过吊卡轴712安装在修井操作机上，并将液压钳6安装在机身1的液压钳伸缩架上；至此，修井作业前的准备工作结束。

如图26A～26C所示，油管/抽油杆上提作业过程为：

先将吊卡装置7开卡，即卡爪75打开，定位钩78钩住卡爪滑块77；已经打开卡爪75的吊卡装置7在作业机的牵引下下降到工作平板58上的卡座吊卡限位块510处，该工作位置由八个卡座吊卡限位块510进行约束，并由四个卡座磁感应传感器513检测吊卡装置7是否到位。吊卡装置7到位后，井口锁卡器53推动吊卡装置7两侧上方的第一推杆72，第一推杆72推动定位钩78绕第二轴74旋转，当旋转至定位钩78钩住卡爪滑块77的力小于卡爪75自身重力及卡爪扭簧710的弹力时，卡爪滑块77从定位钩78中脱落，卡爪75靠卡爪扭簧710的弹力和自身的重力复位，吊卡装置7锁卡，锁卡后第一推杆72在第二弹簧73弹力的作用下复位；此时，吊卡装置7的卡爪75抱紧油管/抽油杆8管身，距相邻两根油管/抽油杆之间连接的管箍较近。吊卡装置在作业机牵引下上提油管/抽油杆，即吊卡装置相对于油管/抽油杆向上滑动，当卡座下检测光幕54检测到吊卡装置完全离开，只剩油管时，此时，吊卡装置卡住油管/抽油杆的管箍；由卡座下检测光幕54发出信号给控制系统(本发明的控制系统为现有技术)，控制系统将接收到的信号传递给第一液压缸514，再按上述步骤通过卡瓦开闭四连杆机构515、曲轴519及卡瓦连杆518打开卡瓦59。吊卡装置在作业机牵引下继续上提油管/抽油杆8，当下一油管的管箍下平面被卡座上检测光幕52检测到时，卡座上检测光幕52发出信号给控制系统，控制系统将接收到的信号再传递给第一液压缸514，使卡瓦59向关闭的方向转动直至抱紧下一油管/抽油杆。这时，控制系统通过液压电磁阀同时驱动两组四个扶正机构11，即第三液压缸112工作，通过活塞杆驱动第二齿条117在直线导轨118上前移，通过第二齿条117与第二齿轮113的啮合传动，带动第二齿轮113旋转，进而使摆臂115随着第二齿轮113绕齿轮轴沿顺时针方向旋转90°，直至与限位螺直114相抵，卡头116夹紧油管/抽油杆。液压钳6在液压钳伸缩架的驱动下伸出，将主钳63与背钳67对正并把持住油管，液压钳液压控制模块611在控制系统的控制下，将高低速换档机构62切换到低速档，即换档液压缸619接收到液压钳液压控制模块611的信号开始工作，驱动液压杆621动作，换档手柄620在液压杆621的带动下绕铰接处转动，使主钳63内的齿轮套上/下动作，切换到低速档；此时，背钳67抱紧油管，液压马达61驱动主钳63对油管进行崩扣；在崩扣时，可通过压力传感器612对崩扣过程的液压油的压力进行监控，如液压油的压力显著下降，则说明螺扣已松开，如果没有显著下降，则说明螺扣太紧，需人工崩扣；崩扣完成之后，液压钳液压控制模块611在控制系统的控制下将高低速换档机构62切换到高速档，液压马达61驱动主钳63对油管进行高速旋转卸扣；在旋转过程中，主钳63上的计数铁块610每旋转一周即通过一次磁感应传感器613，磁感应传感器613对油管卸扣的圈数进行计数，并将数值反馈给控制系统，当回转圈数达到设定值时，控制系统即认为卸扣完成，主钳63停止旋转；卸扣完成之后，液压钳6在液压钳伸缩架的驱动下缩回，控制系统通过液压电磁阀同时驱动两组四个扶正机构11，即第三液压缸112工作，第三液压缸112通过活塞杆驱动第二齿条117在直线导轨118上后移，通过第二齿条117与第二齿轮113的啮合传动，带动第二齿轮113旋转，进而使摆臂115随着第二齿轮113绕齿轮轴沿逆时针方向旋转90°，直至与第三液压缸112平行，扶正机构11回位。主钳63在卸扣过程中的上升或下降通过导杆64来实现。

然后，作业机牵引吊卡装置7带着卸扣后的油管/抽油杆8上升，当油管/抽油杆8最底端经过导向斗91位置时，龙头上检测光幕914检测到油管/抽油杆8的最底端，控制系统通过液压电磁阀驱动两个活门机构12，即第四液压缸123工作，第四液压缸123通过活塞杆驱动活门125在上、下支撑滑道121、122内侧的凹槽内滑动，两个活门125相向伸出，直至两活门之间的距离小于吊卡装置7的长度、活门125处于两支撑滑道的端部，活门机构12关闭，支撑吊卡装置7。控制系统同时给第二液压缸928一个信号，第二液压缸928驱动第一齿条929与第一齿轮926啮合传动，使转臂925摆动，推杆927在转臂925的带动下给油管/抽油杆一个初始角度；在修井操作机的配合下，油管/抽油杆逐渐由垂直状态转变成倾斜状态，油管/抽油杆的最底端抵接在龙头滑道93的上部；之后，吊卡装置7逐渐下移，油管/抽油杆的最底端依次通过龙头滑道93、机身滑道45和过渡滑道96；当吊卡装置7到达龙头吊卡限位块917处时，油管/抽油杆的最底端已到达滑车97的上表面，此时控制系统将龙头磁感应传感器916检测到的信号传递给龙头开卡器912，龙头开卡器912推动吊卡装置7两侧下方的第二推杆76，第二推杆76推动卡爪75绕第一轴713旋转，卡爪滑块77同时向上推动定位钩78，使定位钩78绕第二轴714旋转，直至旋转至定位钩78钩住卡爪滑块77，卡爪75打开，吊卡装置开卡，开卡后第二推杆76在第二弹簧73弹力的作用下复位；吊卡装置7开卡后，油管/抽油杆通过滑车97在滑轨98上滑动，滑车97是受油管/抽油杆重力的作用前移，直至油管/抽油杆整体滑出修井操作机，此时油管/抽油杆逐渐由倾斜状态变成水平状态；最后，由人工把油管/抽油杆从滑轨98上卸下来；与此同时，空吊卡装置7上提，控制系统通过液压电磁阀驱动两个活门机构12，即第四液压缸123工作，第四液压缸123通过活塞杆驱动活门125在上、下支撑滑道121、122内侧的凹槽内滑动，两个活门125缩回，直至两活门缩回至两支撑滑道内，活门机构12打开；吊卡装置7经导向斗1下降到卡座5的设定位置。这样周而复始，即可实现油管/抽油杆的自动上提、甩管。

如图27A～27C所示，油管/抽油杆下放作业过程为：

先将吊卡装置7开卡，即卡爪75打开，定位钩78钩住卡爪滑块77；已处于开卡状态的吊卡装置7导向和定位到龙头吊卡限位块917的位置，然后由人工将油管/抽油杆8放置在滑轨98上，油管/抽油杆最底端抵接在滑车97上，油管/抽油杆首端与过渡滑道96下端相抵接，甩管作业开始；滑车97在液压绞车95的作用下由钢丝绳910牵引前移，此时油管/抽油杆由水平状态逐渐转变成倾斜状态，其首端也依次滑过过渡滑道96、机身滑道94和龙头滑道93，并最终穿过吊卡装置7；龙头下检测光幕915检测到油管/抽油杆首端穿过吊卡装置之后，控制系统将龙头下检测光幕915检测到的信号传递给龙头锁卡器913，龙头锁卡器913推动吊卡装置7两侧上方的第一推杆72，第一推杆72推动定位钩78绕第二轴714旋转，当旋转至定位钩78钩住卡爪滑块77的力小于卡爪75自身重力及卡爪扭簧710的弹力时，卡爪滑块77从定位钩78中脱落，卡爪75靠卡爪扭簧710的弹力和自身的重力复位，吊卡装置锁卡，锁卡后第一推杆72在第二弹簧73弹力的作用下复位；吊卡装置7在修井操作机作用下上提，控制系统给第二液压缸928一个信号，第二液压缸928驱动第一齿条929与第一齿轮926啮合传动，使转臂925摆动，推杆927在转臂925的带动同步对油管/抽油杆进行辅助扶持，此时活门机构12按上提油管/抽油杆过程中的步骤打开，油管/抽油杆逐渐由倾斜状态转变成垂直状态，甩管作业完成。

油管/抽油杆8随着吊卡装置7继续下降，当龙头上检测光幕914检测到油管管尾时，扶正机构11按上提油管/抽油杆过程中的步骤对油管/抽油杆进行辅助扶正。当卡座下检测光幕54检测到油管尾部管箍时，吊卡装置7停止运动，液压钳6在液压钳伸缩架的驱动下伸出，将主钳63与背钳67对正并把持住油管，液压钳液压控制模块611在控制系统的控制下，将高低速换档机构62切换到低速档，即换档液压缸619接收到液压钳液压控制模块611的信号开始工作，驱动液压杆621动作，换档手柄620在液压杆621的带动下绕铰接处转动，使主钳63内的齿轮套上/下动作，切换到高速档；液压马达61驱动主钳63对油管进行低速韧扣；韧扣完成以后，液压钳液压控制模块611在控制系统的控制下，将高低速换档机构62切换到高速档，即换档液压缸619接收到液压钳液压控制模块611的信号开始工作，驱动液压杆621动作，换档手柄620在液压杆621的带动下绕铰接处转动，使主钳63内的齿轮套上/下动作，切换到高速档；液压马达61驱动主钳63对油管进行高速旋转上扣，当磁感应传感器613记录的油管上扣圈数达到设定值时，液压钳液压控制模块611在控制系统的控制下将高低速换档机构62切换到低速档，利用主钳63对油管进行紧扣，紧扣时可通过压力传感器612对紧扣过程的液压油的压力进行监控，如液压油的压力没有达到设定值，则说明螺扣仍需要进一步上紧，如果达到设定值，则说明螺扣已经达到上扣要求；上扣完成之后，液压钳6在液压钳伸缩架的驱动下缩回，扶正机构11按上提油管/抽油杆过程中的步骤回位。液压钳缩回后，控制系统传递信号给第一液压缸514，通过卡瓦开闭四连杆机构515、曲轴519及卡瓦连杆518打开卡瓦59，油管/抽油杆继续下放；当卡座下检测光幕54检测到吊卡装置底部平面时，发出信号给控制系统，控制系统将接收到的信号传递给第一液压缸514，通过卡瓦开闭四连杆机构515、曲轴519及卡瓦连杆518关闭卡瓦59，抱紧油管/抽油杆管身；吊卡装置在作业机牵引下继续下降，当卡座磁感应传感器513检测到吊卡装置到达设定位置时，井口开卡器55推动吊卡装置两侧下方的第二推杆76，第二推杆76推动卡爪75绕第一轴713旋转，卡爪滑块77同时向上推动定位钩78，使定位钩78绕第二轴714旋转，直至旋转至定位钩78钩住卡爪滑块77，卡爪75打开，吊卡装置开卡，开卡后第二推杆76在第二弹簧73弹力的作用下复位。这样周而复始，即可实现油管/抽油杆的自动下放。

对于不同尺寸规格的油管/抽油杆的上提或下放作业，通过更换卡瓦牙板512及卡爪卡头79即可实现。

在修井作业结束后，首先，拆除导向斗91和液压钳6，并切断修井操作机与卡座5以及井口4的油路和电路，然后液压承载行走装置的水平液压臂32和液压支腿31伸出并支撑起整个修井机，此时运输车驶入修井机；水平液压臂32和液压支腿31缩回，使机身1和底盘317停在运输车的对应位置上。同时，卡座5松开，利用吊车将其从井口卸下来。至此，修井作业后修井操作机的结束工作完成。

液压承载行走装置中的液压泵33为市购产品，购置于天津市天特恒源液压机械技术开发有限公司的GPC-40-32-20-2E1F4-R型号的三联定量泵，能够消除各个回路在动作时的相互干扰，提高电机效率，并减少动力损失。三联定量泵中的一个泵专门用于底盘回路和机身其他回路供油，回路之间的油路转换通过多路转化阀来实现，从而确保了底盘回路和机身其他回路的先后工作顺序。

本发明所有的控制信号和传感器信号都由控制柜2中的控制系统发出和处理；卡座上、下检测光幕52、54以及龙头上、下检测光幕914、915均为市购产品，购置于美国BANNER公司的MAHE13A型高精度检测光幕；磁感应传感器613、卡座磁感应传感器513以及龙头磁感应传感器916均为市购产品，购置于德国TURCK公司的BIM-IKE-Y1X型磁感应传感器。

本发明的主要技术参数指标：工作温度为-20～40℃；工作风力为≤5级；工作雨雪情况为<中级；可上提下放油管型号为φ73(2-7/8)平式及加厚；平式油管端部直径(mm)为φ73；节箍外径(mm)为φ89.5；加厚油管端部直径(mm)为φ78.6；节箍外径(mm)为φ93；油管长度范围(mm)为8500～9700；可上提下放抽油杆型号为5/8、6/8、7/8；公称尺寸mm(in)为φ22(7/8)；抽油杆直径(mm)为φ22；节箍外径(mm)为φ46±0.4；方杆尺寸(mm)为22.2～25.4；抽油杆长度范围(mm)为8000；

油管/抽油杆半自动操作机外形(长×宽×高)为：

运输时：5.0m×2.8m×3.0m；作业时：15.0m×4.4m×4.4m运输时底盘尺寸：3.1m×2.8m；

总机重量约10t；最大承载能力为60t；通过卡爪最大工具尺寸为φ180mm；卡座基本尺寸为1500mm×600mm×800mm；吊卡基本尺寸为640mm×270mm×350mm；推管器最大摆动角度为160°；液压钳操作臂伸缩行程为500mm；机身尺寸(长×宽×高)为3100mm×1600mm×1550mm；底盘抬升运输车高度为100mm～200mm；修井机装卸位置距井口最大横向距离为2～3m；底平面最大地隙为1600mm；横向行走最大步长为800mm/step；横向对位调整范围为±400mm；高度调整范围为0～600mm。

Claims (10)

1.一种油田修井操作机，其特征在于：包括机身(1)、控制柜(2)、液压承载行走装置(3)、卡座(5)、液压钳(6)、吊卡装置(7)、甩管装置(9)及龙头(10)，机身(1)安装在液压承载行走装置(3)上，与液压承载行走装置(3)连动；液压钳(6)连接于机身(1)上的伸缩架，可随伸缩架伸出缩回，卡座(5)位于液压钳(6)的下方、设置在井口(4)上；吊卡装置(7)悬挂于机身(1)上，可上下往复移动；龙头(10)位于机身(1)及卡座(5)的上方，甩管装置(9)分布于龙头(10)及机身(1)上，卡座(5)及甩管装置(9)上分别设有与吊卡装置(7)对应的开、锁卡器；龙头(10)上还设有扶正机构(11)及活门机构(12)；控制柜(2)安装在机身(2)上，卡座(5)、液压钳(6)、吊卡装置(7)及甩管装置(9)分别与控制柜中的控制系统相连接。

2.按权利要求1所述的油田修井操作机，其特征在于：所述液压承载行走装置(3)包括底盘(317)、液压泵(33)、液压支腿(31)及水平液压臂(32)，在底盘(317)内设有多个水平液压臂(32)，每个水平液压臂(32)的输出端均连接一液压支腿(31)；液压泵(33)安装在底盘(317)上，通过油路分别与各液压支腿(31)及水平液压臂(32)相连接；水平液压臂(32)为四个，并排设置，相邻两水平液压臂(32)的输出端相反，使底盘(317)的两侧各设置了两个液压支腿(31)；液压支腿(31)包括支腿液压缸(34)及第一内、外筒(36、37)，第一外筒(37)外罩于第一内筒(36)，相对于第一内筒(36)可上下往复运动；支腿液压缸(34)位于第一内筒(36)的内部，支腿液压缸(34)的一端固接在第一外筒(37)上，另一端通过第一连接板(38)固定在第一内筒(36)上，支腿液压缸(34)的活塞杆上设有支撑块(310)；第一外筒(37)通过第二连接板(38)与水平液压臂(32)的输出端相连接；水平液压臂(32)包括水平臂液压缸(35)及第二内、外筒(313、314)，第二外筒(314)固接于底盘(317)的内部，第二内筒(313)位于第二外筒(314)内，相对于第二外筒(314)可水平往复运动；水平臂液压缸(35)位于第二内筒(313)的内部，水平臂液压缸(35)的一端固接在第二外筒(314)上，另一端通过第三连接板(315)固定在第二内筒(313)上，第二内筒(313)在第二外筒(314)内一端的端部设有下导向轮(312)，第二内筒(313)在第二外筒(314)外一端的上方设有安装于第二外筒(314)上的上导向轮(311)；第二内筒(313)在第二外筒(314)外的一端通过第二连接板(39)与液压支腿(31)相连接；上导向轮(311)抵接于第二内筒(313)的外表面，使第二外筒(314)内表面与第二内筒(313)外表面之间形成间隙；所述下导向轮(312)抵接于第二外筒(314)的内表面，使第二内筒(313)外表面与第二外筒(314)内表面之间形成间隙。

3.按权利要求1所述的油田修井操作机，其特征在于：所述卡座(5)包括框体(51)、卡座体(517)、第一液压缸(514)、卡瓦开闭四连杆机构(515)、卡瓦连杆(518)及曲轴(519)，卡座体(517)安装在框体(51)上，在卡座体(517)内设有四个卡瓦(59)，分为左右两组；四个卡瓦(59)两侧的框体(51)上分别设有带有卡瓦连杆(518)的曲轴(519)，卡瓦连杆(518)的一端固接在曲轴(519)上，另一端与每组的两个卡瓦(59)相铰接；框体(51)的底部安装有第一液压缸(514)，第一液压缸(514)通过卡瓦开闭四连杆机构(515)与曲轴(519)连接；框体(51)内设有卡座液压控制电磁阀组(56)，第一液压缸(514)通过油路与卡座液压控制电磁阀组(56)相连接，卡瓦(59)上设有可拆卸的卡瓦牙板(512)；卡座体(517)上设有中间开孔的工作平板(58)，在工作平板(58)上、中间孔的周围设有多个卡座磁感应传感器(513)，卡座磁感应传感器(513)的外围均布有多个吊卡限位块(510)；工作平板(58)两侧的框体(51)上分别由上至下对称设置有卡座上检测光幕(52)、井口锁卡器(53)、卡座下检测光幕(54)及井口开卡器(55)，井口开、锁卡器(55、53)分别通过油路与卡座液压控制电磁阀组(56)相连接；框体(51)的下面设有接口法兰(57)，接口法兰(57)及卡座体(517)沿轴向均开有侧门(511)。

4.按权利要求1所述的油田修井操作机，其特征在于：所述液压钳(6)包括主钳(63)、背钳(67)、高低速换档机构(62)及连接架(66)，连接架(66)的下方设有底板(69)，底板(69)与连接架(66)通过钢丝绳(68)柔性连接，背钳(67)固接于底板(69)上；主钳(63)位于背钳(67)的上方，通过导杆(64)与背钳(67)相连接，主钳(63)可沿导杆(64)上下往复移动；高低速换档机构(62)安装在主钳(63)上，其输出端与主钳(63)内部的换档装置相连，高低速换档机构(62)还与液压钳液压控制模块(611)相连；液压钳(6)通过连接架(66)与机身(1)的液压钳伸缩架相连接；导杆(64)包括第三外筒(614)、第一弹簧(615)、第三内筒(616)及限位导向螺钉(618)，第三内、外筒(616、614)均为内部中空结构，两者相插接，在第三内筒(616)内设有第一弹簧(615)，第一弹簧(615)的一端抵接于第三外筒(614)的顶端内臂，另一端抵接于第三内筒(616)的下端内臂；第三外筒(614)上设有限位导向螺钉(618)，第三内筒(616)上开有滑孔(617)，限位导向螺钉(618)插入滑孔(617)内；高低速换档机构(62)包括换档液压缸(619)、换档手柄(620)、液压杆(621)及第一连接座(622)，换档液压缸(619)的一端通过第一连接座(622)安装在主钳(63)上，另一端设有液压杆(621)，液压杆(621)上铰接有换档手柄(620)；主钳(63)的旋转钳体上设有与钳体共同旋转的计数铁块(610)，在计数铁块(610)的一侧设有安装在主钳(63)上固定不动的磁感应传感器(613)；液压钳液压控制模块(611)上设有压力传感器(612)。

5.按权利要求1所述的油田修井操作机，其特征在于：所述吊卡装置(7)包括壳体(71)、两组推杆、卡爪(75)及定位钩(78)，两组推杆分别设置于卡爪(75)及定位钩(78)外侧的壳体(71)上；卡爪(75)为两个，对称设置，每个卡爪(75)上均设有卡爪滑块(77)；定位钩(78)为两个，分别设置于两个卡爪滑块(77)的上方；两组推杆上下设置，每组有两个，对称安装在壳体(71)两侧臂上，位于上方的两个第一推杆(72)设置在定位钩(78)壳体侧臂的外壳(74)上，位于下方的两个第二推杆(76)设置在卡爪(75)壳体侧臂的外壳(74)上；每个推杆的一端容置于外壳(74)内，另一端插入壳体侧臂上的通孔内，在推杆位于外壳(74)的杆身上设有第二弹簧(73)；卡爪(75)通过第一轴(713)安装在壳体(71)内，第一轴(713)的两端均设有使卡爪(75)复位的卡爪扭簧(710)；定位钩(78)通过第二轴(714)安装在壳体(71)内，第二轴(714)的两端均设有使定位钩(78)复位的定位钩扭簧(711)；在卡爪(75)上安装有可拆卸的卡爪卡头(79)。

6.按权利要求1所述的油田修井操作机，其特征在于：所述甩管装置(9)包括导向斗(91)、推管器(92)、滑道、滑车(97)、龙头开卡器(912)及龙头锁卡器(913)，导向斗(91)及推管器(92)安装在机身(1)上方的龙头(10)上，推管器(92)位于导向斗(91)靠近机身的一侧；在推管器(92)的下方设有滑道，滑道的另一端连接有通过滑轨架支撑的滑轨(98)，滑轨(98)上安装有可往复移动的滑车(97)；在导向斗(91)下方的龙头(10)上设有上下设置的龙头上、下检测光幕(914、915)，龙头开、锁卡器(912、913)安装在两检测光幕之间的龙头上，龙头开、锁卡器(912、913)的一侧设有龙头吊卡限位块(917)，其上安装有龙头磁感应传感器(916)。

7.按权利要求7所述的油田修井操作机，其特征在于：所述导向斗(91)由左右对称的两部分组成，两部分之间形成对吊卡导向的空间，每一部分均包括第一～三导向板(918～920)、支柱(921)及底框(923)，第一～三导向板(918～920)通过底框(923)安装在龙头(10)上，每一个导向板的一端与底框(923)相铰接，另一端与支柱(921)一端铰接，支柱(921)的另一端固定在底框(923)上；推管器(92)包括对称设置的两组转臂(925)、第一齿轮(926)、第二液压缸(928)及第一齿条(929)，两转臂(925)的一端之间设有推杆(927)，另一端分别设有第一齿轮(926)，第一齿轮(926)的下方设有由第二液压缸(928)驱动的第一齿条(929)，第一齿轮(926)与第一齿条(929)啮合传动；推杆(927)为“V”形，可随转臂(925)绕齿轮轴摆动，摆动角度为160°；滑道由分离的龙头滑道(93)、机身滑道(94)及过渡滑道(96)组成，龙头滑道(93)安装在龙头(10)上，位于导向斗(91)的下方；机身滑道(94)安装在机身(1)上，一端与龙头滑道(93)相连，另一端连接过渡滑道(96)；过渡滑道(96)位于机身滑道(94)与支撑滑轨(98)的滑轨架之间；龙头滑道(93)、机身滑道(94)及过渡滑道(96)的截面为“V”形；滑轨架包括第一、二滑轨架(99、911)，两滑轨架之间设有滑轨(98)，滑车(97)安装在滑轨(98)上，滑车(97)通过钢丝绳(910)与固接在修井机底盘的液压铰车(95)相连接，液压铰车(95)通过钢丝绳(910)驱动滑车(97)在滑轨(98)上往复移动。

8.按权利要求1所述的油田修井操作机，其特征在于：所述扶正机构(11)有四个，每两个为一组，其中一组安装在龙头上检测光幕(914)下方的龙头(10)上，另一组安装在龙头(10)的最下方；扶正机构(11)包括第四连接板(111)，第三液压缸(112)、第二齿轮(113)、限位螺杆(114)、摆臂(115)、卡头(116)、第二齿条(117)及直线导轨(118)，第四连接板(111)安装在龙头(10)上，第三液压缸(112)及直线导轨(118)固接在连接板(111)上，第二齿条(117)设在第三液压缸(112)的活塞杆上，可在直线导轨(118)上往复移动；第二齿条(117)的一侧设有与其啮合传动的第二齿轮(113)，摆臂(115)的一端通过齿轮轴安装在第四连接板(111)上、与第二齿轮(113)连动，另一端设有可拆卸的卡头(116)，在摆臂(115)的一侧设有固接在第四连接板(111)上的限位螺杆(114)，一组的两个扶正机构(12)反向设置，两个卡头(116)相对。

9.按权利要求1所述的油田修井操作机，其特征在于：所述活门机构(12)为两个，对称设置，分别安装在龙头下检测光幕(915)的下方，包括上支撑滑道(121)、下支撑滑道(122)、第四液压缸(123)、安装板(124)及活门(125)，上支撑滑道(121)安装在龙头(10)上，下支撑滑道(122)安装在龙头吊卡限位块(917)上，安装板(124)容置于两支撑滑道内侧开设的凹槽内，并与两支撑滑道固接，在安装板(124)上设有第四液压缸(123)，第四液压缸(123)的活塞杆端部安装有容置于两支撑滑道内侧凹槽内的活门(125)；活门(125)可在凹槽内运动，与安装板(124)之间留有间空隙；两活门(125)之间的距离小于吊卡装置(7)的长度。

10.按权利要求1所述的油田修井操作机，其特征在于：所述机身(1)上设有水平仪(13)。

Images