CN103342256A - 一种用于连续管的排管装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于连续管的排管装置，包括连续管卷盘、以及与连续管卷盘相连的排管支架，所述连续管卷盘上设置有与连续管卷盘同步转动的第一转轴，所述第一转轴与第一马达相连，所述排管支架上设置有丝杠，所述丝杠沿平行于第一转轴的方向设置，所述丝杠上套装有螺母，所述螺母连接有导管机构，所述第一转轴连接有用于检测第一转轴转动圈数的第一传感器，所述第一传感器的信号输出端与处理器的信号输入端连接，所述丝杠连接有第二马达，所述第二马达的受控端与处理器的信号输出端相连，避免了手动调节导管机构与连续管卷盘相对运动时操作繁琐、精度差的不足之处，具有操作简便、精度高的有益效果。

Description

一种用于连续管的排管装置
技术领域
本发明涉及一种石油钻采设备领域，特别涉及一种用于连续管的排管装置。
背景技术
连续管技术在国内外被广泛应用在气举、洗井、酸化、打捞、测井方面，目前发展应用到了钻井、压裂、海底作业、加深井及管道铺设作业中来，应用越来越广泛，为了使连续管使用整齐有序的排列在连续管卷筒上，需要在连续管卷筒上安装排管装置。
现有的排管装置一般由链传动系统、往复丝杠、排管小车及导轨、导管机构、凸轮滑块等组成，例如：申请号为200920071117.3的中国实用新型专利《自动排管装置》公开了一种自动排管装置，包括壳体、主轴、转盘及盘绕在该转盘上的软管，主轴支承于壳体上，转盘套设在主轴上，随主轴一起旋转，该自动绕管装置还包括双向螺杆、导向架和传动机构；其中双向螺杆支承在壳体上，与主轴平行设置；导向架设置在双向螺杆上，并随双向螺杆的旋转而直线平移；在导向架上设有一穿引软管的导向孔；传动机构将主轴的旋转运动传递给双向螺杆。用户在卷绕软管时，导向架可沿双向螺杆往复移动，自动将管线均匀地排列在转盘上，提高了卷管速度，避免了因软管收卷不当而导致的软管损伤问题，但是，其存在以下几个不足之处：
1、由于导向架沿转盘的轴向相对位置，是通过人工手动操作来进行调整，不仅操作繁琐，而且其运动精度差、速度不均匀，容易致使连续管在转盘上分布不均。
2、需要通过人工肉眼观察，判断导向架是否已移动至转盘的轴向端部、并进行手工翻转摇柄，容易出现导向架走过预设极限位置、或者未达到极限位置就折返回移，容易致使连续管在转盘的两端部排列不均。
3、导向架容易在反作用力的驱动下沿平行于转盘轴向的方向转动，结构稳定性差；并且导向架只能沿固定地切入角度向转盘导向，不利于按需调节、以及整体结构布置。
发明内容
针对上述导向机构运动精度差、速度不均匀所导致的、连续连续管在转盘轴向分布不均匀的不足之处，本发明的目的是：提供一种操作简便，并且导向机构运动精度更佳，连续连续管能够更均匀地分布在转盘上的用于连续管的排管装置。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种用于连续管的排管装置，包括连续管卷盘、以及与连续管卷盘相连的排管支架，所述连续管卷盘上设置有与连续管卷盘同步转动的第一转轴，所述第一转轴与第一马达相连，所述排管支架上设置有丝杠，所述丝杠沿平行于第一转轴的方向设置，所述丝杠上套装有螺母，所述螺母连接有导管机构，所述第一转轴连接有用于检测第一转轴转动圈数的第一传感器，所述第一传感器的信号输出端与处理器的信号输入端连接，所述丝杠连接有第二马达，所述第二马达的受控端与处理器的信号输出端相连。
采用这样的结构，通过第一马达和第二马达对连续管卷盘和丝杠分别独立驱动，并利用能够检测连续管卷盘转动圈数的第一传感器采集连续管卷盘的转动圈数信号，每当连续管卷盘转动一圈、通过处理器计算出连续连续管在连续管卷盘轴向上的增量后，反馈信号给第二马达、并由第二马达带动丝杆转动，通过丝杆螺母副机构带动导管机构沿轴向与连续管卷盘相对运动，以步进式的方式调整，使得连续连续管在连续管卷盘的轴向均匀分布，避免了手动调节导管机构与连续管卷盘相对运动时操作繁琐、精度差的不足之处，具有操作简便、精度高的有益效果。
优选的，所述丝杠的两端设置有第一位置传感器和第二位置传感器，所述第一位置传感器的信号输出端、第二位置传感器的信号输出端均与处理器的信号输入端相连。第一位置传感器、第二位置传感器能够检测导管机构与丝杠两端的距离，当第一位置传感器或第二位置传感器检测到导管机构移动至丝杠端部的预设范围内以后，第一位置传感器或第二位置传感器向处理器发送信号，处理器向第二马达发送信号、切换第二马达的转向，并通过丝杆螺母副机构改变导管机构沿连续管卷盘轴向的相对运动方向，实现了自动化地、导管机构移动至连续管卷盘端部时换向进给的作用，达到了控制导管机构往复运动的目的，具有操控灵活、调节方便的有益效果。
优选的，所述连续管卷盘连接有卷盘支架，所述卷盘支架的两侧设置有耳板，所述第一转轴可转动地与卷盘支架两侧的耳板连接。
优选的，所述排管支架固定连接有两个支架臂，所述两个支架臂的端部分别与卷盘支架两侧的耳板铰接。
优选的，所述卷盘支架与支架臂之间设置有支撑油缸，所述支撑油缸的两端分别与卷盘支架、支架臂铰接，所述支撑油缸能够带动支架臂与卷盘支架沿垂直于第一转轴的方向相对转动。采用这样的结构，能够起到调节排管机构姿态的作用，在工作时通过支撑油缸将排管机构翻转到需要的角度。
优选的，所述排管支架上设置有防转动支撑杆，所述防转动支撑杆与丝杠相互平行，所述导管机构上设置有套管，所述导管机构通过套管与防转动支撑杆滑动配合。采用这样的结构，通过增设与丝杠相互平行的防转动支撑杆，限制排管机构的自由度，保证了排管机构只能在水平方向移动而不能转动。
优选的，所述套管内设置有铜套，所述套管通过铜套与防转动支撑杆滑动配合。
优选的，所述连续管卷盘与导管机构之间设置有管状的收管润滑装置，所述收管润滑装置由第一瓣体和第二瓣体拼合而成，所述第一瓣体和第二瓣体内均设置有储油腔，所述储油腔设置有若干个进油孔和出油孔，所述出油孔设置于第一瓣体和第二瓣体的储油腔相向侧的腔壁上，所述收管润滑装置的中部设置有毛毡。采用这样的结构，通过设置管状的、内径与连续连续管相适配的收管润滑装置，通过其内部的储油腔、油孔以及毛毡的配合，使得连续连续管在收管时、润滑油通过毛毡均匀地涂覆在连续连续管表面，以防止连续连续管久置生锈。
优选的，所述第一瓣体和第二瓣体的一端设置有铰链，第一瓣体和第二瓣体的另一端通过螺栓固定连接。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：通过第一马达和第二马达对连续管卷盘和丝杠分别独立驱动，并利用能够检测连续管卷盘转动圈数的第一传感器采集连续管卷盘的转动圈数信号，通过处理器计算出连续连续管在连续管卷盘轴向上的增量后，反馈信号给第二马达、并由第二马达带动丝杆转动，通过丝杆螺母副机构带动导管机构沿轴向与连续管卷盘相对运动，使得连续连续管在连续管卷盘的轴向均匀分布，避免了手动调节导管机构与连续管卷盘相对运动时操作繁琐、精度差的不足之处，具有操作简便、精度高的有益效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视图；
图3为图2的立体结构示意图；
图4为收管润滑装置的结构示意图；
图5为图4的半剖结构示意图；
图6为本发明中套管的结构示意图。
图中标记：连续管卷盘—1；排管支架—2；丝杠—3；螺母—4；导管机构—5；第二马达—6；第一位置传感器—7a；第二位置传感器—7b；卷盘支架—8；耳板—9；支架臂—10；支撑油缸—11；防转动支撑杆—12；套管—13；收管润滑装置—14；第一瓣体—14a；第二瓣体—14b；储油腔—15；进油孔—16；出油孔—17；毛毡—18；铰链—19；螺栓—20。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
  如图1至图6所示，本实施例用于连续管的排管装置，包括连续管卷盘1、以及与连续管卷盘1相连的排管支架2，排管支架2的作用衔接并承接丝杠3、导管机构5，连续管卷盘1上设置有与连续管卷盘1同步转动的第一转轴，第一转轴与第一马达相连，第一转轴能够带动连续管卷盘1旋转、收放连续连续管，排管支架2上设置有丝杠3，丝杠3沿平行于第一转轴的方向设置，丝杠3上套装有螺母4，螺母4连接有导管机构5，采用这样的方式，由丝杠3、螺母4构成的丝杆螺母4机构使得导管机构5能够沿第一转轴的轴向、相对于连续管卷盘1平移，第一转轴连接有用于检测第一转轴转动圈数的第一传感器，第一传感器的信号输出端与处理器的信号输入端连接，丝杠3连接有第二马达6，第二马达6的受控端与处理器的信号输出端相连，本实施例中的处理器采用CPU，在其余实施方式中，亦可采用单片机、或是其他信号处理器。
本实施例中，第一传感器检测连续管卷盘1的转动圈数，当第一传感器检测到连续管卷盘1每转动一圈，就向处理器发出信号，并通过第二马达6步进一次，驱动导管机构5相对于连续管卷盘1平移连续连续管直径宽度的距离，在其余实施方式中，亦可采用检测连续管卷盘1转动速度、转动角度等方式，在此就不再赘述。
如图2所示，在丝杠3的两端设置有第一位置传感器7a和第二位置传感器7b，第一位置传感器7a的信号输出端、第二位置传感器7b的信号输出端均与处理器的信号输入端相连；第一位置传感器7a、第二位置传感器7b是检测导管机构5与丝杠3端部的间距，当第一位置传感器7a或第二位置传感器7b检测到导管机构5移动至丝杠3端部的预设范围内、需要变向折回时，第一位置传感器7a或第二位置传感器7b向处理器发送信号，处理器向第二马达6发送信号、切换第二马达6的转向，并通过丝杆螺母4副机构改变导管机构5沿连续管卷盘1轴向的相对运动方向，实现了自动化地、导管机构5移动至连续管卷盘1端部时换向进给的作用，达到了控制导管机构5往复运动的目的，具有操控灵活、调节方便的有益效果。在本实施例中，排管支架2的两个支架侧板上均装有接近开关，丝杠3螺母4组件两端均装有感应片，当丝杠3螺母4运动到任一丝杠3端部时，接近开关通过接受到感应片信号，该信号作为控制马达换向旋转的指令，控制马达换向旋转，从而实现导管机构5的往复运动。
如图1和图3所示，本实施例中，连续管卷盘1连接有卷盘支架8，卷盘支架8的两侧设置有耳板9，第一转轴可转动地与卷盘支架8两侧的耳板9连接，排管支架2固定连接有两个支架臂10，两个支架臂10的端部分别与卷盘支架8两侧的耳板9铰接，卷盘支架8与支架臂10之间设置有支撑油缸11，支撑油缸11的两端分别与卷盘支架8、支架臂10铰接，支撑油缸11能够带动支架臂10与卷盘支架8沿垂直于第一转轴的方向相对转动。采用这样的方式，能够起到调节排管机构姿态的作用，在工作时通过支撑油缸11将排管机构翻转到需要的角度。
如图2、图3所示，为了使得结构更加稳定，在排管支架2上设置有防转动支撑杆12，防转动支撑杆12与丝杠3相互平行，导管机构5上设置有套管13，导管机构5通过套管13与防转动支撑杆12滑动配合。采用这样的结构，通过增设与丝杠3相互平行的防转动支撑杆12，限制排管机构的自由度，保证了排管机构只能在水平方向移动而不能转动。在套管13内设置有铜套，套管13通过铜套与防转动支撑杆12滑动配合，以便于润滑设备，使整体移动过程更加平滑。
如图4、图5所示，本实施例中，连续管卷盘1与导管机构5之间设置有管状的收管润滑装置14，收管润滑装置14由第一瓣体14a和第二瓣体14b拼合而成，第一瓣体14a和第二瓣体14b拼合时的配合面在管状的收管润滑装置14的横截面上，第一瓣体14a和第二瓣体14b的一端设置有铰链19，第一瓣体14a和第二瓣体14b的另一端通过螺栓20固定连接。第一瓣体14a和第二瓣体14b内均设置有储油腔15，储油腔15设置有若干个进油孔16和出油孔17，出油孔17设置于第一瓣体14a和第二瓣体14b的储油腔15相向侧的腔壁上，收管润滑装置14的中部设置有毛毡18，第一瓣体14a和第二瓣体14b拼合后的毛毡18形成通孔，内径与连续连续管的外径相适配，使得毛毡18能够将储油腔15内的油液均匀地涂覆在连续连续管表面，以防止连续连续管久置生锈。

Claims (9)

1.一种用于连续管的排管装置，包括连续管卷盘、以及与所述连续管卷盘相连的排管支架，所述连续管卷盘上设置有与所述连续管卷盘同步转动的第一转轴，所述第一转轴与第一马达相连，所述排管支架上设置有丝杠，所述丝杠沿平行于所述第一转轴的方向设置，所述丝杠上套装有螺母，所述螺母连接有导管机构，其特征在于：所述第一转轴连接有用于检测所述第一转轴转动圈数的第一传感器，所述第一传感器的信号输出端与处理器的信号输入端连接，所述丝杠连接有第二马达，所述第二马达的受控端与所述处理器的信号输出端相连。
2.根据权利要求1所述的用于连续管的排管装置，其特征在于：所述丝杠的两端设置有第一位置传感器和第二位置传感器，所述第一位置传感器的信号输出端、所述第二位置传感器的信号输出端均与所述处理器的信号输入端相连。
3.根据权利要求2所述的用于连续管的排管装置，其特征在于：所述连续管卷盘连接有卷盘支架，所述卷盘支架的两侧设置有耳板，所述第一转轴可转动地与所述卷盘支架两侧的所述耳板连接。
4.根据权利要求3所述的用于连续管的排管装置，其特征在于：所述排管支架固定连接有两个支架臂，所述两个支架臂的端部分别与所述卷盘支架两侧的所述耳板铰接。
5.根据权利要求4所述的用于连续管的排管装置，其特征在于：所述卷盘支架与所述支架臂之间设置有支撑油缸，所述支撑油缸的两端分别与卷盘支架、所述支架臂铰接，所述支撑油缸能够带动所述支架臂与所述卷盘支架沿垂直于所述第一转轴的方向相对转动。
6.根据权利要求3所述的用于连续管的排管装置，其特征在于：所述排管支架上设置有防转动支撑杆，所述防转动支撑杆与所述丝杠相互平行，所述导管机构上设置有套管，所述导管机构通过所述套管与所述防转动支撑杆滑动配合。
7.根据权利要求6所述的用于连续管的排管装置，其特征在于：所述套管内设置有铜套，所述套管通过所述铜套与所述防转动支撑杆滑动配合。
8.根据权利要求1至7中任一所述的用于连续管的排管装置，其特征在于：所述连续管卷盘与所述导管机构之间设置有管状的收管润滑装置，所述收管润滑装置由第一瓣体和第二瓣体拼合而成，所述第一瓣体和所述第二瓣体内均设置有储油腔，所述储油腔设置有若干个进油孔和出油孔，所述出油孔设置于所述第一瓣体和所述第二瓣体的所述储油腔相向侧的腔壁上，所述收管润滑装置的中部设置有毛毡。
9.根据权利要求8所述的用于连续管的排管装置，其特征在于：所述第一瓣体和所述第二瓣体的一端设置有铰链，所述第一瓣体和所述第二瓣体的另一端通过螺栓固定连接。
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