CN102515047A

CN102515047A - 双滚筒联动数控绞车

Info

Publication number: CN102515047A
Application number: CN2012100118432A
Authority: CN
Inventors: 王剑峰; 刘振有; 吕云增
Original assignee: DAQING LIANSHENG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: DAQING LIANSHENG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2012-06-27

Abstract

一种双滚筒联动数控绞车，它涉及油田地层测量仪器用绞车技术领域。它包含机械部分和电子部分构成，机械部分和电子部分连接，电子部的控制面板与测量显示面板连接，手持式设备与控制面板通过RS485通信连接，控制面板预留标准CAN2.0总线接口；机械部分的绞车骨架的一侧上部设置有行走机构，行走机构上装配有相背对的电缆计量机构和钢丝计量机构；绞车骨架的另一侧端头处设置有分动机构，分动机构后侧设置有钢丝滚筒和电缆滚筒。它电机选用步进电机，由程序控制与滚筒达成同步，能做到滚筒和计量机构同步性，当计量机构丢转时滚筒根据程序自动补偿，保证盘缆整齐，减小深度计量误差。

Description

双滚筒联动数控绞车

技术领域：

本发明涉及油田地层测量仪器用绞车技术领域，具体涉及一种双滚筒联动数控绞车。

背景技术：

目前我国早期开发的油田已经进入中后开采期，大多数油田都采用注水方式增加地层压力从而获得更多的原油产量，随着地质情况越来越复杂，为了保证油田稳产，需要更及时准确地了解井下状况。

油田地层测量仪器需要在井口内往复运动，即上提或下降。上提或者下降的过程需要使用绞车带动电缆来完成，同时电缆完成仪器设备信号的传输。电缆的盘起与下放的过程中，绞车是电缆的动力来源。在液压马达的带动下，绞车滚筒的高速旋转。滚筒上缠绕各种型号的电缆，滚筒正向转动电缆上提；滚筒反向转动电缆则下放。联动测井车上安装两个滚筒，一个负责收放钢丝，另外一个负责收放电缆。其中钢丝前端连接的设备可以独立完成测试任务，不需要井口仪器配合，电缆前端连接的设备通过电缆中的信号线传输采集信号给地面仪表，实时采集油井中技术参数指标。钢丝的盘起与下放和电缆的盘起与下放是分开进行的，两者不可以同时工作。但两个滚筒的动力系统、刹车系统是一套设备，因此称为联动双滚筒绞车。

滚筒在收放钢丝与电缆时需要紧密排列，防止出现因重叠、跳层发生电缆或者钢丝的损毁的现象。钢丝或者电缆在滚筒上缠绕时每一层需要紧密排列，在同一层中两条线之间允许的最大间隙小于线径的十分之一。滚筒的宽度决定电缆能在单层上缠绕的圈数，滚筒的深度决定电缆能缠绕的层数。滚筒制作完成后滚筒的尺寸不能更改，当一个滚筒缠绕多种不同线径的电缆或者钢丝时，缠绕的层数与圈数都发生了改变。当同一种型号的电缆与滚筒，经过长时间的使用后电缆或者钢丝的线径经过拉伸与磨损也会发生变化，使用过的电缆或者钢丝缠绕时容易发生跳层、重叠的问题。以上问题在使用纯机械式的绞车是无法克服的，使用中大大的影响油井测量的进度，同时设备有效使用时间缩短，造成大量的资金浪费。

发明内容：

本发明的目的是提供一种双滚筒联动数控绞车，它采用滚珠丝杠，电机带动正反转结构，避免以上缺点，机床用滚珠丝杠间隙误差可达到0.01MM以下，电机选用步进电机，由程序控制与滚筒达成同步，能做到滚筒和计量机构同步性，当计量机构丢转时滚筒根据程序自动补偿，保证盘缆整齐，减小深度计量误差。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它包含机械部分和电子部分构成，机械部分和电子部分连接。

所述的电子部分包括控制面板、测量显示面板和手持式设备，控制面板与测量显示面板连接，手持式设备与控制面板通过RS485通信连接，控制面板预留标准CAN2.0总线接口。

所述的机械部分包含绞车骨架、分动机构、钢丝滚筒、电缆滚筒、电缆计量机构、钢丝计量机构和行走机构，绞车骨架的一侧上部设置有行走机构，行走机构上装配有相背对的电缆计量机构和钢丝计量机构；绞车骨架的另一侧端头处设置有分动机构，分动机构后侧设置有钢丝滚筒和电缆滚筒。

所述的控制面板包含车载电源、电源滤波器、DC-DC转换器、机械传动结构、步进电机驱动器、单片机、可编程逻辑器件、光电编码器、步进电机、电源指示灯、正向转动指示灯和反向转动指示灯，车载电源、电源滤波器、DC-DC转换器依次连接，且电源滤波器与步进电机驱动器连接，DC-DC转换器与单片机连接，单片机分别与步进电机驱动器、电源指示灯、正向转动指示灯和反向转动指示灯连接，步进电机驱动器与步进电机连接，步进电机与机械传动结构连接，光电编码器与可编程逻辑器件连接，可编程逻辑器件与单片机连接。

所述的分动机构包含分动箱体、外接手动机构、滚筒计数机构、滚筒切换气缸、空挡切换气缸、液压马达，分动箱体前侧中部设置有液压马达，液压马达上部设置有滚筒计数机构、滚筒切换气缸和空挡切换气缸，分动箱体的侧面设置有外接手动机构。

所述的钢丝滚筒和电缆滚筒外侧端分别设置有钢丝滚筒刹车盘和电缆滚筒刹车盘。

所述的钢丝计量机构包含张力轮、张力计、滚珠螺母、计数轮、压紧轮机构、导向轮机构、计数机构和导轨滑块，压紧轮机构一侧纵向依次设置有计数轮和张力轮，且压紧轮机构另一侧与计数轮和张力轮的中心相对应处设置有计数机构和张力计，计数机构上部水平设置有导向轮机构，且计数机构和张力计之间水平设置有导轨滑块，导轨滑块中部一侧设置有滚珠螺母。

所述的电缆计量机构体积大于钢丝计量机构，其结构相同。

本发明具有以下有益效果：

1、两滚筒的切换使用：动力由液压马达输出，传递给分动机构内主传动齿，由滚筒切换气缸带动切换齿前后移动完成两滚筒的动力切换。

2、自动、手动及空挡的切换使用：空挡切换汽缸有三个档位，推动换挡齿完成换挡目的，绞车正常收缆时，切换至自动挡时液压马达连接传动齿带动滚筒旋转工作，绞车快速放缆时，切换至空挡时液压马达空转，滚筒自由下放，特殊情况时，切换至手动挡，外接手动机构连接传动齿，人力带动滚筒收放电缆。

3、钢丝及电缆的收放长度测量：钢丝及电缆收放时经过计量机构内的计数轮带动计数机构，根据圈数测量出其长度。

4、钢丝及电缆的张力测量：钢丝及电缆缠绕与计数轮和张力轮上，钢丝及电缆受力时被缠绕的计数轮和张力轮也受到同样大小的力，使得内部装有张力计的张力轮向计数轮侧发生微量位移，张力计根据位移变形量测量出所受的张力值。

5、钢丝及电缆的自动整齐盘丝：滚筒旋转拉动电缆或钢丝，经过计量机构后盘入滚筒，计量机构在行走机构上往复行走，带动电缆或钢丝按其行走轨迹均匀盘丝。

附图说明：

图1为本发明中机械部分的结构示意图，

图2为图1的主视图，

图3为图2的俯视图，

图4为图2的左视图，

图5为本发明中控制面板的结构示意图。

图中：绞车骨架1、分动机构2、钢丝滚筒3、电缆滚筒4、电缆计量机构5、钢丝计量机构6、行走机构7、分动箱体21、外接手动机构22、滚筒计数机构23、滚筒切换气缸24、空挡切换气缸25、液压马达26、钢丝滚筒刹车盘31、电缆滚筒刹车盘41、张力轮61、张力计62、滚珠螺母63、计数轮64、压紧轮机构65、导向轮机构66、计数机构67、导轨滑块68、车载电源a、电源滤波器b、DC-DC转换器c、机械传动结构d、步进电机驱动器e、单片机f、可编程逻辑器件g、光电编码器h、步进电机M1、电源指示灯L1、正向转动指示灯L2、反向转动指示灯L3。

具体实施方式：

参照图1-图5，本具体实施方式采用以下技术方案：一种双滚筒联动数控绞车，它包含机械部分和电子部分构成，机械部分和电子部分连接。

所述的机械部分包含绞车骨架1、分动机构2、钢丝滚筒3、电缆滚筒4、电缆计量机构5、钢丝计量机构6和行走机构7，绞车骨架1的一侧上部设置有行走机构7，行走机构7上装配有相背对的电缆计量机构5和钢丝计量机构6；绞车骨架1的另一侧端头处设置有分动机构2，分动机构2后侧设置有钢丝滚筒3和电缆滚筒4。

所述的控制面板包含车载电源a、电源滤波器b、DC-DC转换器c、机械传动结构d、步进电机驱动器e、单片机f、可编程逻辑器件g、光电编码器h、步进电机M1、电源指示灯L1、正向转动指示灯L2和反向转动指示灯L3，车载电源a、电源滤波器b、DC-DC转换器c依次连接，且电源滤波器b与步进电机驱动器e连接，DC-DC转换器c与单片机f连接，单片机f分别与步进电机驱动器e、电源指示灯L1、正向转动指示灯L2和反向转动指示灯L3连接，步进电机驱动器e与步进电机M1连接，步进电机M1与机械传动结构d连接，光电编码器h与可编程逻辑器件g连接，可编程逻辑器件g与单片机f连接。

所述的分动机构2包含分动箱体21、外接手动机构22、滚筒计数机构23、滚筒切换气缸24、空挡切换气缸25、液压马达26，分动箱体21前侧中部设置有液压马达26，液压马达26上部设置有滚筒计数机构23、滚筒切换气缸24和空挡切换气缸25，分动箱体21的侧面设置有外接手动机构22。

所述的钢丝滚筒3和电缆滚筒4外侧端分别设置有钢丝滚筒刹车盘31和电缆滚筒刹车盘41。

所述的钢丝计量机构6包含张力轮61、张力计62、滚珠螺母63、计数轮64、压紧轮机构65、导向轮机构66、计数机构67和导轨滑块68，压紧轮机构65一侧纵向依次设置有计数轮64和张力轮61，且压紧轮机构65另一侧与计数轮64和张力轮61的中心相对应处设置有计数机构67和张力计62，计数机构67上部水平设置有导向轮机构66，且计数机构67和张力计62之间水平设置有导轨滑块68，导轨滑块68中部一侧设置有滚珠螺母63。

所述的电缆计量机构5体积大于钢丝计量机构6，其结构相同。

本具体实施方式的动力源取自汽车传动系统，利用取力器进行取力，带动变量液压泵，经液压控制系统传递给低速大扭矩马达，通过绞车自身分动机构传递给各滚筒，带动绞车电缆滚筒或钢丝滚筒转动，滚筒上缠绕的电缆和钢丝通过计量机构后连接各种井下仪器，滚筒转动实现井下仪器的提升和下放工作。双滚筒联动绞车的电缆滚筒与钢丝滚筒可以切换使用，当进行水井测调时，使用电缆滚筒，滚筒上缠绕的电缆连接井下仪器，井下仪器测得的信号经电缆上传到地面仪器，由软件进行分析处理并显示，操作者根据电脑分析结果，通过测调仪向绞车发送调整指令，控制井下仪器动作，从而实现测试与调整的结合，实现测调联动作业。当进行投劳作业时，动力切换到钢丝滚筒，钢丝通过计量系统带动专用的井下仪器动作，将堵塞器从井下投入或捞出。

本具体实施方式采用滚珠丝杠，电机带动正反转结构，避免以上缺点，机床用滚珠丝杠间隙误差可达到0.01MM以下，电机选用步进电机，由程序控制与滚筒达成同步，能做到滚筒和计量机构同步性，当计量机构丢转时滚筒根据程序自动补偿，保证盘缆整齐，减小深度计量误差。

本发明具有以下有益效果：

Claims

1.一种双滚筒联动数控绞车，它包含机械部分和电子部分构成，机械部分和电子部分连接，其特征在于所述的电子部分包括控制面板、测量显示面板和手持式设备，控制面板与测量显示面板连接，手持式设备与控制面板通过RS485通信连接，控制面板预留标准CAN2.0总线接口；所述的机械部分包含绞车骨架(1)、分动机构(2)、钢丝滚筒(3)、电缆滚筒(4)、电缆计量机构(5)、钢丝计量机构(6)和行走机构(7)，绞车骨架(1)的一侧上部设置有行走机构(7)，行走机构(7)上装配有相背对的电缆计量机构(5)和钢丝计量机构(6)；绞车骨架(1)的另一侧端头处设置有分动机构(2)，分动机构(2)后侧设置有钢丝滚筒(3)和电缆滚筒(4)。

2.根据权利要求1所述的双滚筒联动数控绞车，其特征在于所述的控制面板包含车载电源(a)、电源滤波器(b)、DC-DC转换器(c)、机械传动结构(d)、步进电机驱动器(e)、单片机(f)、可编程逻辑器件(g)、光电编码器(h)、步进电机(M1)、电源指示灯(L1)、正向转动指示灯(L2)和反向转动指示灯(L3)，车载电源(a)、电源滤波器(b)、DC-DC转换器(c)依次连接，且电源滤波器(b)与步进电机驱动器(e)连接，DC-DC转换器(c)与单片机(f)连接，单片机(f)分别与步进电机驱动器(e)、电源指示灯(L1)、正向转动指示灯(L2)和反向转动指示灯(L3)连接，步进电机驱动器(e)与步进电机(M1)连接，步进电机(M1)与机械传动结构(d)连接，光电编码器(h)与可编程逻辑器件(g)连接，可编程逻辑器件(g)与单片机(f)连接。

3.根据权利要求1所述的双滚筒联动数控绞车，其特征在于所述的分动机构(2)包含分动箱体(21)、外接手动机构(22)、滚筒计数机构(23)、滚筒切换气缸(24)、空挡切换气缸(25)、液压马达(26)，分动箱体(21)前侧中部设置有液压马达(26)，液压马达(26)上部设置有滚筒计数机构(23)、滚筒切换气缸(24)和空挡切换气缸(25)，分动箱体(21)的侧面设置有外接手动机构(22)。

4.根据权利要求1所述的双滚筒联动数控绞车，其特征在于所述的钢丝滚筒(3)和电缆滚筒(4)外侧端分别设置有钢丝滚筒刹车盘(31)和电缆滚筒刹车盘(41)。

5.根据权利要求1所述的双滚筒联动数控绞车，其特征在于所述的钢丝计量机构(6)包含张力轮(61)、张力计(62)、滚珠螺母(63)、计数轮(64)、压紧轮机构(65)、导向轮机构(66)、计数机构(67)和导轨滑块(68)，压紧轮机构(65)一侧纵向依次设置有计数轮(64)和张力轮(61)，且压紧轮机构(65)另一侧与计数轮(64)和张力轮(61)的中心相对应处设置有计数机构(67)和张力计(62)，计数机构(67)上部水平设置有导向轮机构(66)，且计数机构(67)和张力计(62)之间水平设置有导轨滑块(68)，导轨滑块(68)中部一侧设置有滚珠螺母(63)。

6.根据权利要求1所述的双滚筒联动数控绞车，其特征在于所述的电缆计量机构(5)体积大于钢丝计量机构(6)，其结构相同。