CN105672908B - 一种全自动智能液压修井机 - Google Patents
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Abstract
一种全自动智能液压修井机，包括车载底盘、电控柜、底盘支腿、液压站、蓄能补偿装置、变幅油缸、操控台、抽油杆、扶正机械手、柔性导轨钢丝绳、小吊绞车、液压吊卡、小吊、柔性导轨绞车、主缸导轨、主钢丝绳、主钢丝绳固定端、顶部驱动装置、主液压缸、井架、斜拉钢丝绳、油管、蓄能器、氮气包、移管导轨、主阀块、移管齿条、移管滚轮、移管小车、旋转机构总成、移管悬臂总成、移管马达护罩、移管马达总成和主定滑轮组，所述的车载底盘上设置有自动化移管排管系统，所述的自动化移管排管系统包括自动化排管机构、抽油杆排管装置总成、油管排管装置总成、移管机构总成，适应油田修井作业智能化、全程作业自动化的发展要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种全自动智能液压修井机，具体的说是一种根据提升油管柱重量的不同，智能调节修井作业自动化速度，同时可以实现自动化移管排管的装备，属于石油装备技术领域。
背景技术
在传统的油田修井作业中，采用的液压蓄能修井机，修井作业尤其是提升是油管柱时，两台电机始终处于满排量工作状态，造成了极大的电能浪费，还有一个重要的问题，油田现场修井作业需要配置几个工人从事排管、移管和井口作业的工作，排管移管和井口作业的工作不仅工作环境恶劣，而且危险系数很高，为响应国家“中国制造2025”和油田现代化作业的要求，开发了一种全自动智能液压修井机，采用动力载荷跟随控制技术实现了能量的智能化匹配和修井作业的全程自动化操控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动智能液压修井机，能实现修井作业的智能化操控和自动化作业。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种全自动智能液压修井机，是由车载底盘、电控柜、底盘支腿、液压站、蓄能补偿装置、变幅油缸、操控台、自动化井口装置、自动化排管机构、抽油杆排管装置总成、抽油杆、扶正机械手、柔性导轨钢丝绳、小吊绞车、液压吊卡、小吊、柔性导轨绞车、主缸导轨、主钢丝绳、主钢丝绳固定端、顶部驱动装置、主液压缸、井架、斜拉钢丝绳、油管、油管排管装置总成、移管机构总成、蓄能器、氮气包、移管导轨、主阀块、移管齿条、移管滚轮、移管小车、旋转机构总成、移管悬臂总成、移管马达护罩、移管马达总成和主定滑轮组组成的，其特征在于：电控柜和液压站安装在车载底盘上，底盘支腿安装在车载底盘的底部，蓄能补偿装置安装在车载底盘上，变幅油缸的一端与车载底盘的中部铰接在一起，另一端与井架的中部铰接在一起，井架的底端与车载底盘的尾部铰接在一起，操控台安装在井架的一侧，主定滑轮组固定安装在井架的底部靠近车载底盘的一侧，井架焊接成桁架门式结构，两个并排立柱通过中部的加强横梁焊接在一起，两个主液压缸分别安装在井架两个立柱内，主液压缸的缸筒端与井架立柱焊接在一起，两个主液压缸的活塞杆分别与顶部驱动装置铰接在一起，井架相对于车载底盘对称安装，主缸滑移导轨安装在井架并排立柱的内侧，主缸滑移导块安装在主缸滑移导轨内且一端与顶部驱动装置焊接在一起，顶部驱动装置固定安装有主钢丝绳固定端和主动滑轮组，顶部驱动装置的柔性导轨滑轮组与主动滑轮组同轴固定安装在一起，主钢丝绳采用单根结构，两端分别固定在主钢丝绳固定端，主钢丝绳、主钢丝绳固定端、主动滑轮组、主定滑轮组和液压吊卡组成三倍增距提升机构，主动滑轮组、主定滑轮组均采用双轮并排结构，扶正机械手固定安装在井架并排立柱的内侧靠近井架下端位置，小吊绞车安装在井架立柱的中部，小吊安装在井架立柱的顶端，小吊绞车和小吊安装在井架立柱的同侧，小吊绞车的钢丝绳与小吊的滑轮串接在一起，小吊绞车的钢丝绳的一端安装有吊钩，斜拉钢丝绳一端固定在井架的顶端，另一端与车载底盘的车头端连接在一起；运输状态时，自动化井口装置、自动化排管机构、抽油杆排管装置总成、油管排管装置总成和移管机构总成放置在车载底盘的同一侧；工作状态时，自动化井口装置安装到井口位置，自动化排管机构、抽油杆排管装置总成、油管排管装置总成放置到车载底盘同一侧的地面上，移管机构总成旋转90°旋转机械臂伸出到车载底盘的外侧，两个柔性导轨绞车对称安装在井架顶端的加强横梁上，两个柔性导轨绞车的钢丝绳分别绕过顶部驱动装置的柔性导轨滑轮组，两个柔性导轨绞车的钢丝绳的一端分别带有吊钩，吊钩与自动化井口装置连接在一起，且两个柔性导轨绞车的钢丝绳分别串在液压吊卡两侧的导槽中。自动化井口装置是由防喷器、接箍检测机构、油管无损检测装置、液压卡瓦、折叠踏板、滑移导轨、滑块、滑移油缸、冲扣钳和旋扣钳组成的，防喷器直接安装在井口上，接箍检测机构安装在防喷器的上端，油管无损检测装置安装在接箍检测机构的上端，液压卡瓦安装在油管无损检测装置的上端，折叠踏板安装在自动化井口装置的一侧，滑移导轨安装在液压卡瓦的固定安装板上，滑块安装在滑移导轨上，滑块固定安装在冲扣钳固定支座上，滑移油缸一端与液压卡瓦的固定安装板铰接在一起，另一端与冲扣钳固定支座铰接在一起，旋扣钳安装在冲扣钳上端；
自动化移管排管系统是由自动化排管机构、抽油杆排管装置总成、油管排管装置总成、移管机构总成组成的；
自动化排管机构是由翻管机构和自动排管机械臂组成的，翻管机构是由翻管基座、翻管液压缸、翻管主臂、主抓手组成的，自动排管机械臂是由排管机械臂基座、翻管液压缸、上管限位块、下管限位块、翻管主臂、伸缩油缸、翻管副臂组成的；翻管主臂的一端与翻管基座的一端铰接在一起，翻管液压缸的一端与翻管基座铰接在一起，另一端与翻管主臂铰接在一起，在翻管主臂的中部和顶端均安装有主抓手，翻管液压缸的伸缩可以实现翻管主臂竖直平面内90°的变化；自动排管机械臂的安装位置相对于主抓手安装，在翻管基座的中部和顶端分别安装有自动排管机械臂，排管机械臂基座与翻管基座铰接在一起，翻管液压缸的一端与排管机械臂基座铰接在一起，另一端与翻管主臂的短端的中部铰接在一起，翻管主臂的中部与排管机械臂基座铰接在一起，在排管机械臂基座上靠近翻管主臂的短端位置焊接有上管限位块，在排管机械臂基座上靠近翻管主臂的长端位置焊接有下管限位块，翻管副臂安装在翻管主臂的短端的滑移导槽内，伸缩油缸的一端与翻管副臂的中部铰接在一起，另一端与翻管主臂铰接在一起；
抽油杆排管装置总成是由抽油杆排管架、抽油杆排管横梁、抽油杆排管竖梁组成的，第一层抽油杆排管横梁固定安装在抽油杆排管架的顶端支柱上，抽油杆排管竖梁竖直安装且与抽油杆排管架焊接在一起，在抽油杆排管架的两端分别焊接抽油杆排管竖梁，每一层抽油杆排管横梁排满抽油杆后，下一层抽油杆排管横梁添加到两端的抽油杆排管竖梁形成的安装槽内，形成一个新的抽油杆排管层，抽油杆排管横梁加工有V型槽，方便抽油杆的定位和放置，鉴于抽油杆的长度，采用多排抽油杆排管装置总成并列安装放置的方式；
油管排管装置总成是由油管排管架、油管排管横梁、油管排管竖梁组成的，第一层油管排管横梁固定安装在油管排管架的顶端支柱上，油管排管竖梁竖直安装且与油管排管架焊接在一起，在油管排管架的两端分别焊接油管排管竖梁，每一层油管排管横梁排满油管后，下一层油管排管横梁添加到两端的油管排管竖梁形成的安装槽内，形成一个新的油管排管层，油管排管横梁加工有V型槽，方便油管的定位和放置，鉴于油管的长度，采用多排油管排管装置总成并列安装放置的方式；
移管机构总成是由移管导轨、移管齿条、移管滚轮、移管小车、旋转机构总成、移管悬臂总成、移管马达护罩和移管马达总成组成的；移管悬臂总成是由移管主臂、移管后液压缸、移管后抓手、移管前液压缸、移管前抓手组成的，移管后抓手和移管前抓手结构组成完全相同，均是由抓手基座、主抓手固定轴、抓手开合油缸、抓手主臂、抓手副臂、副臂活动轴、副臂固定轴组成的；旋转机构总成是由旋转马达、旋转驱动组成的；移管马达总成是由行走马达、固定支座、行走齿轮组成的；两条移管导轨对称安装，形成移管机构滑移导轨，移管机构滑移导轨固定安装在车载底盘的一侧，移管齿条固定安装在移管机构滑移导轨的内部，且通过螺栓固定安装在车载底盘上，移管小车的周边固定安装有移管滚轮，四个移管滚轮两两对称安装，且移管滚轮均安装在移管机构滑移导轨内部，移管马达总成安装在移管小车上，固定支座固定安装在移管小车上，行走马达固定安装在固定支座上，行走齿轮与行走马达同轴固定安装在一起，行走齿轮与移管齿条啮合在一起，移管马达护罩安装在行走齿轮的外部且与移管小车固定安装在一起；旋转驱动下端与移管小车固定安装在一起，旋转驱动上端与移管悬臂总成固定安装在一起，旋转马达与旋转驱动安装在一起；移管主臂与旋转驱动上端固定安装在一起，移管主臂的中部和末端分别与移管后液压缸和移管前液压缸的缸筒端固定安装在一起，移管后液压缸和移管前液压缸的活塞杆的顶端分别固定安装有移管后抓手和移管前抓手，抓手基座固定安装在移管前液压缸或者移管后液压缸的活塞杆的顶端，抓管主臂固定安装在抓手基座上，抓手开合油缸一端通过主抓手固定轴铰接在一起，抓手开合油缸另一端通过副臂活动轴与抓手副臂的中部铰接在一起，抓手副臂的末端通过副臂固定轴与抓手基座铰接在一起。
作为优化，所述的蓄能补偿装置是由蓄能器、氮气包组成的，蓄能补偿装置、液压站、电控柜和主阀块共同组成电液操控系统，液压站的液压泵采用恒功率变量泵，电液比例流量阀作为流量控制单元，电液操控系统采用动力载荷跟随控制技术实现整个液压修井机的智能化全自动化控制；在石油管柱的载荷重时，恒功率变量泵作为动力源，采用恒功率的控制方式，主液压缸采用无杆腔进油的提升工作方式，电液比例流量阀作为流量控制单元调节主油缸的提升速度；在中等载荷阶段，采用恒功率变量泵和蓄能补偿装置作为动力源，主液压缸采用无杆腔进油的提升工作方式，电液比例流量阀作为流量控制单元调节主油缸的提升速度；在轻载阶段，采用恒功率变量泵和蓄能补偿装置作为动力源，主液压缸采用差动进油的提升工作方式，电液比例流量阀作为流量控制单元调节主油缸的提升速度；这三种工况的提升速度可以根据PLC感知无杆腔液压系统的压力实现自动控制，根据压力传感器的反馈值，自动调节液压动力源的组合方式以及液压油缸的进油方式。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种全自动智能液压修井机，采用负载跟随控制技术，实现了修井作业工作周期动力系统的功率的合理分配，采用自动化排管移管装置和自动化井口装置实现了常规修井作业无法解决的自动化操控的技术难题，适应油田修井作业智能化、全程作业自动化的发展要求。
附图说明
图1为修井机运移状态结构示意图；
图2为修井机工作状态轴测方向示意图；
图3为修井机工作状态竖直方向示意图；
图4为修井机工作状态空间侧视图；
图5为自动化井口装置结构放大图；
图6为自动化移管机构结构示意图；
图7为自动排管机械臂结构放大图；
图8为抽油杆排管装置结构放大图；
图9为油管排管装置结构放大图；
图10为自动移管机构结构放大图；
图11为排管装置工作状态结构示意图；
图12为抽油杆排管装置总成结构放大图；
图13为油管排管装置总成结构放大图；
图14为翻管机构水平状态结构放大图；
图15为翻管机构翻管状态结构放大图；
图16为排管装置安装结构示意图；
图17为排管小车与排管轨道安装结构放大图；
图18为动力马达总成结构放大图；
图19为排管机械臂总成结构放大图；
图20为排管抓手总成结构放大图。
图中：1、车载底盘，2、电控柜，3、底盘支腿，4、液压站，5、蓄能补偿装置，6、变幅油缸，7、操控台，8、自动化井口装置，9、自动化排管机构，10、抽油杆排管装置总成，11、抽油杆，12、扶正机械手，13、柔性导轨钢丝绳，14、小吊绞车，15、液压吊卡，16、小吊，17、柔性导轨绞车，18、主缸滑移导块，19、主钢丝绳，20、主钢丝绳固定端，21、顶部驱动装置，22、主液压缸，23、井架，24、斜拉钢丝绳，25、油管，26、油管排管装置总成，27、移管机构总成，28、蓄能器，29、氮气包，30、移管导轨，31、主阀块，32、移管齿条，33、移管滚轮，34、移管小车，35、旋转机构总成，36、移管悬臂总成，37、移管马达护罩，38、移管马达总成，39、主定滑轮组，40、主缸滑移导轨。
8-1、防喷器，8-2、接箍检测机构，8-3、油管无损检测装置，8-4、液压卡瓦，8-5、折叠踏板，8-6、滑移导轨，8-7、滑块，8-8、滑移油缸，8-9、冲扣钳，8-10、旋扣钳。
9-1、翻管机构，9-2、自动排管机械臂。
9-1-1、翻管基座，9-1-2、翻管液压缸，9-1-3、翻管主臂，9-1-4、主抓手。
9-2-1、排管机械臂基座，9-2-2、翻管主臂油缸，9-2-3、上管限位块，9-2-4、下管限位块，9-2-5、翻管主臂，9-2-6、伸缩油缸，9-2-7、翻管副臂。
10-1、抽油杆排管架，10-2、抽油杆排管横梁，10-3、抽油杆排管竖梁。
26-1、油管排管架，26-2、油管排管横梁，26-3、油管排管竖梁。
35-1、旋转马达，35-2、旋转驱动。
36-1、移管主臂，36-2、移管后液压缸，36-3、移管后抓手，36-4、移管前液压缸，36-5、移管前抓手。
36-3-1、抓手基座，36-3-2、主抓手固定轴，36-3-3、抓手开合油缸，36-3-4、抓手主臂，36-3-5、抓手副臂，36-3-6、副臂活动轴，36-3-7、副臂固定轴。
38-1、行走马达，38-2、固定支座，38-3、行走齿轮。
具体实施方式
如图1-20所示，一种全自动智能液压修井机，包括车载底盘1、电控柜2、底盘支腿3、液压站4、蓄能补偿装置5、变幅油缸6、操控台7、自动化井口装置8、自动化排管机构9、抽油杆排管装置总成10、抽油杆11、扶正机械手12、柔性导轨钢丝绳13、小吊绞车14、液压吊卡15、小吊16、柔性导轨绞车17、主缸导轨滑移导块18、主钢丝绳19、主钢丝绳固定端20、顶部驱动装置21、主液压缸22、井架23、斜拉钢丝绳24、油管25、油管排管装置总成26、移管机构总成27、蓄能器28、氮气包29、移管导轨30、主阀块31、移管齿条32、移管滚轮33、移管小车34、旋转机构总成35、移管悬臂总成36、移管马达护罩37、移管马达总成38和主定滑轮组39，所述的电控柜2和液压站4安装在车载底盘1上，底盘支腿3安装在车载底盘1的底部，蓄能补偿装置5安装在车载底盘1上，变幅油缸6的一端与车载底盘1的中部铰接在一起，另一端与井架23的中部铰接在一起，井架23的底端与车载底盘1的尾部铰接在一起，操控台7安装在井架23的一侧，主定滑轮组39固定安装在井架23的底部靠近车载底盘1的一侧，井架23焊接成桁架门式结构，两个并排立柱通过中部的加强横梁焊接在一起，两个主液压缸22分别安装在井架23两个立柱内，主液压缸22的缸筒端与井架立柱焊接在一起，两个主液压缸22的活塞杆分别与顶部驱动装置21铰接在一起，井架23相对于车载底盘1对称安装，主缸滑移导轨40安装在井架23并排立柱的内侧，主缸滑移导块18安装在主缸滑移导轨40内且一端与顶部驱动装置21焊接在一起，顶部驱动装置21固定安装有主钢丝绳固定端20和主动滑轮组，顶部驱动装置21的柔性导轨滑轮组与主动滑轮组同轴固定安装在一起，主钢丝绳19采用单根结构，两端分别固定在主钢丝绳固定端20，主钢丝绳19、主钢丝绳固定端20、主动滑轮组、主定滑轮组39和液压吊卡15组成三倍增距提升机构，主动滑轮组、主定滑轮组39均采用双轮并排结构，扶正机械手12固定安装在井架并排立柱的内侧靠近井架下端位置，小吊绞车14安装在井架立柱的中部，小吊16安装在井架立柱的顶端，小吊绞车14和小吊16安装在井架立柱的同侧，小吊绞车14的钢丝绳与小吊16的滑轮串接在一起，小吊绞车14的钢丝绳的一端安装有吊钩，斜拉钢丝绳24一端固定在井架23的顶端，另一端与车载底盘1的车头端连接在一起；
所述的自动化井口装置8包括防喷器8-1、接箍检测机构8-2、油管无损检测装置8-3、液压卡瓦8-4、折叠踏板8-5、滑移导轨8-6、滑块8-7、滑移油缸8-8、冲扣钳8-9和旋扣钳8-10，所述的防喷器8-1直接安装在井口上，接箍检测机构8-2安装在防喷器8-1的上端，油管无损检测装置8-3安装在接箍检测机构8-2的上端，液压卡瓦8-4安装在油管无损检测装置8-3的上端，折叠踏板8-5安装在自动化井口装置8的一侧，滑移导轨8-6安装在液压卡瓦8-4的固定安装板上，滑块8-7安装在滑移导轨8-6上，滑块8-7固定安装在冲扣钳8-9固定支座上，滑移油缸8-8一端与液压卡瓦8-4的固定安装板铰接在一起，另一端与冲扣钳8-9固定支座铰接在一起，旋扣钳8-10安装在冲扣钳8-9上端；
所述的车载底盘1上设置有自动化移管排管系统，所述的自动化移管排管系统包括自动化排管机构9、抽油杆排管装置总成10、油管排管装置总成26、移管机构总成27；
所述的自动化排管机构9包括翻管机构9-1和自动排管机械臂9-2，所述的翻管机构9-1包括翻管基座9-1-1、翻管液压缸9-1-2、翻管主臂9-1-3、主抓手9-1-4，所述的自动排管机械臂9-2包括排管机械臂基座9-2-1、翻管液压缸9-2-2、上管限位块9-2-3、下管限位块9-2-4、翻管主臂9-2-5、伸缩油缸9-2-6、翻管副臂9-2-7；所述的翻管主臂9-1-3的一端与翻管基座9-1-1的一端铰接在一起，翻管液压缸9-1-2的一端与翻管基座9-1-1铰接在一起，另一端与翻管主臂9-1-3铰接在一起，在翻管主臂9-1-3的中部和顶端均安装有主抓手9-1-4，翻管液压缸9-1-2的伸缩可以实现翻管主臂9-1-3竖直平面内90°的变化；自动排管机械臂9-2的安装位置相对于主抓手9-1-4安装，在翻管基座9-1-1的中部和顶端分别安装有自动排管机械臂9-2，排管机械臂基座9-2-1与翻管基座9-1-1铰接在一起，翻管液压缸9-1-2的一端与排管机械臂基座9-2-1铰接在一起，另一端与翻管主臂9-1-3的短端的中部铰接在一起，翻管主臂9-1-3的中部与排管机械臂基座9-2-1铰接在一起，在排管机械臂基座9-2-1上靠近翻管主臂9-1-3的短端位置焊接有上管限位块9-2-3，在排管机械臂基座9-2-1上靠近翻管主臂9-2-5的长端位置焊接有下管限位块9-2-4，翻管副臂9-2-7安装在翻管主臂9-2-5的短端的滑移导槽内，伸缩油缸9-2-6的一端与翻管副臂9-2-7的中部铰接在一起，另一端与翻管主臂9-2-5铰接在一起；
所述的抽油杆排管装置总成10包括抽油杆排管架10-1、抽油杆排管横梁10-2、抽油杆排管竖梁10-3，第一层抽油杆排管横梁10-2固定安装在抽油杆排管架10-1的顶端支柱上，抽油杆排管竖梁10-3竖直安装且与抽油杆排管架10-1焊接在一起，在抽油杆排管架10-1的两端分别焊接抽油杆排管竖梁10-3，每一层抽油杆排管横梁10-2排满抽油杆后，下一层抽油杆排管横梁10-2添加到两端的抽油杆排管竖梁10-3形成的安装槽内，形成一个新的抽油杆排管层，抽油杆排管横梁10-2加工有V型槽，方便抽油杆的定位和放置，鉴于抽油杆的长度，采用多排抽油杆排管装置总成并列安装放置的方式；
所述的油管排管装置总成26包括油管排管架26-1、油管排管横梁26-2、油管排管竖梁26-3，第一层油管排管横梁26-2固定安装在油管排管架26-1的顶端支柱上，油管排管竖梁26-3竖直安装且与油管排管架26-1焊接在一起，在油管排管架26-2的两端分别焊接油管排管竖梁26-3，每一层油管排管横梁26-2排满油管后，下一层油管排管横梁26-2添加到两端的油管排管竖梁26-3形成的安装槽内，形成一个新的油管排管层，油管排管横梁26-2加工有V型槽，方便油管的定位和放置，鉴于油管的长度，采用多排油管排管装置总成并列安装放置的方式；
所述的移管机构总成27包括移管导轨30、移管齿条32、移管滚轮33、移管小车34、旋转机构总成35、移管悬臂总成36、移管马达护罩37和移管马达总成38；所述的移管悬臂总成36包括移管主臂36-1、移管后液压缸36-2、移管后抓手36-3、移管前液压缸36-4、移管前抓手36-5，所述的移管后抓手36-3和移管前抓手36-5结构组成完全相同，均是由抓手基座36-3-1、主抓手固定轴36-3-2、抓手开合油缸36-3-3、抓手主臂36-3-4、抓手副臂36-3-5、副臂活动轴36-3-6、副臂固定轴36-3-7组成的；所述的旋转机构总成35是由旋转马达35-1、旋转驱动35-2组成的；移管马达总成38是由行走马达38-1、固定支座38-2、行走齿轮38-3组成的；两条移管导轨30对称安装，形成移管机构滑移导轨，移管机构滑移导轨固定安装在车载底盘1的一侧，移管齿条32固定安装在移管机构滑移导轨的内部，且通过螺栓固定安装在车载底盘1上，移管小车34的周边固定安装有移管滚轮33，四个移管滚轮33两两对称安装，且移管滚轮33均安装在移管机构滑移导轨内部，移管马达总成38安装在移管小车34上，固定支座38-2固定安装在移管小车34上，行走马达38-1固定安装在固定支座38-2上，行走齿轮38-3与行走马达38-1同轴固定安装在一起，行走齿轮38-3与移管齿条32啮合在一起，移管马达护罩37安装在行走齿轮38-3的外部且与移管小车34固定安装在一起；旋转驱动35-2下端与移管小车34固定安装在一起，旋转驱动35-2上端与移管悬臂总成36固定安装在一起，旋转马达35-1与旋转驱动35-2安装在一起；移管主臂36-1与旋转驱动35-2上端固定安装在一起，移管主臂36-1的中部和末端分别与移管后液压缸36-2和移管前液压缸36-4的缸筒端固定安装在一起，移管后液压缸36-2和移管前液压缸36-4的活塞杆的顶端分别固定安装有移管后抓手36-3和移管前抓手36-5，抓手基座36-3-1固定安装在移管前液压缸36-4或者移管后液压缸36-2的活塞杆的顶端，抓管主臂36-3-4固定安装在抓手基座36-3-1上，抓手开合油缸36-3-3一端通过主抓手固定轴36-3-2铰接在一起，抓手开合油缸36-3-3另一端通过副臂活动轴36-3-6与抓手副臂36-3-5的中部铰接在一起，抓手副臂36-3-5的末端通过副臂固定轴36-3-7与抓手基座36-3-1铰接在一起。
运输状态时，自动化井口装置8、自动化排管机构9、抽油杆排管装置总成10、油管排管装置总成26和移管机构总成27放置在车载底盘1的同一侧；工作状态时，自动化井口装置8安装到井口位置，自动化排管机构9、抽油杆排管装置总成10、油管排管装置总成26放置到车载底盘1同一侧的地面上，移管机构总成27旋转90°旋转机械臂伸出到车载底盘1的外侧，两个柔性导轨绞车17对称安装在井架顶端的加强横梁上，柔性导轨钢丝绳13分别绕过顶部驱动装置21的柔性导轨滑轮组，柔性导轨钢丝绳13的一端分别带有吊钩，吊钩与自动化井口装置8连接在一起，且两个柔性导轨绞车的钢丝绳分别串在液压吊卡15两侧的导槽中。
所述的蓄能补偿装置5包括蓄能器28、氮气包29，蓄能补偿装置5、液压站4、电控柜2和主阀块31共同组成电液操控系统，液压站4的液压泵采用恒功率变量泵，电液比例流量阀作为流量控制单元，电液操控系统采用动力载荷跟随控制技术实现整个液压修井机的智能化全自动化控制；在石油管柱的载荷重时，恒功率变量泵作为动力源，采用恒功率的控制方式，主液压缸采用无杆腔进油的提升工作方式，电液比例流量阀作为流量控制单元调节主油缸的提升速度；在中等载荷阶段，采用恒功率变量泵和蓄能补偿装置作为动力源，主液压缸采用无杆腔进油的提升工作方式，电液比例流量阀作为流量控制单元调节主油缸的提升速度；在轻载阶段，采用恒功率变量泵和蓄能补偿装置作为动力源，主液压缸采用差动进油的提升工作方式，电液比例流量阀作为流量控制单元调节主油缸的提升速度；这三种工况的提升速度可以根据PLC感知无杆腔液压系统的压力实现自动控制，根据压力传感器的反馈值，自动调节液压动力源的组合方式以及液压油缸的进油方式。
修井机工作：
运输状态时，如图1所示，变幅油缸6收缩，自动化井口装置8、自动化排管机构9、抽油杆排管装置总成10、油管排管装置总成26、移管机构总成27排放在车载底盘1的一侧，由车载底盘1运输到井场进行作业。
工作状态准备阶段时，车载底盘1运输到达井口的合适位置后，车载底盘1周围的底盘支腿3伸出，将车载底盘1车体调节平稳，变幅油缸6伸出，井架23起升到达竖直工作状态，操控台展开，人工操控小吊16和小吊绞车14将自动化井口装置8吊装到井口位置，人工操控小吊16和小吊绞车14将自动化排管机构9、抽油杆排管装置总成10、油管排管装置总成26摆放到工作位置，旋转马达35-1带动旋转驱动35-2使得移管机构总成27旋转90°到达工作状态。
工作状态上提油管时，自动化井口装置8的滑移油缸8-8收缩，冲扣钳8-9和旋扣钳8-10远离井口位置，主液压缸22伸长，液压吊卡15带动油管或者抽油杆上提，当抽油杆或者油管到达规定位置后，主液压缸22停止运动，滑移油缸8-8伸长，冲扣钳8-9和旋扣钳8-10到达井口位置，顺序完成冲扣和旋扣作业，翻管液压缸9-1-2伸长，带动翻管主臂9-1-3翻转90°，到达油管或者抽油杆相应位置后，主抓手9-1-4抓取油管或者抽油杆，接着翻管液压缸9-1-2收缩，带动翻管主臂9-1-3翻转90°，翻管液压缸9-1-2收缩到达相应位置后，主抓手9-1-4松开油管或者抽油杆，接着，翻管主臂油缸9-2-2收缩，到达上管限位块9-2-3的指定位置后，伸缩油缸9-2-6伸长，到达指定位置后，翻管主臂油缸9-2-2伸长，带动抽油杆或者油管滚动到翻管主臂9-2-5的长端，紧接着行走马达38-1带动行走齿轮38-3旋转，从而带动移管小车34和移管悬臂总成36沿着移管导轨30移动到自动化排管机构9，移管前油缸和移管后油缸分别伸长到设定的位置，移管前抓手36-5和移管后抓手36-3抓取抽油杆或者油管，移管前油缸和移管后油缸分别收缩，行走马达38-1反向旋转带动行走齿轮38-3旋转，从而带动移管小车34和移管悬臂总成36沿着移管导轨移动到油管排管架或者抽油杆排管架的相应摆放槽内，紧接着开始下一个油管或者抽油杆的上提作业。
油管或者抽油杆的下放作业与上提作业工序相反。
结束工作状态时，人工操控小吊16和小吊绞车14将自动化排管机构9、抽油杆排管装置总成10、油管排管装置总成26吊装到车载底盘1的排放位置，人工操控小吊16和小吊绞车14将自动化井口装置8吊装到车载底盘1的排放位置，旋转马达35-1带动旋转驱动35-2使得移管机构总成27旋转90°到达摆放状态，操控台收缩，变幅油缸6收缩，井架23下放到达运输状态，车载底盘1周围的底盘支腿3收缩至运输状态。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种全自动智能液压修井机且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (3)
1.一种全自动智能液压修井机，其特征在于：包括车载底盘、电控柜、底盘支腿、液压站、蓄能补偿装置、变幅油缸、操控台、自动化井口装置、自动化排管机构、抽油杆排管装置总成、抽油杆、扶正机械手、柔性导轨钢丝绳、小吊绞车、液压吊卡、小吊、柔性导轨绞车、主缸导轨、主钢丝绳、主钢丝绳固定端、顶部驱动装置、主液压缸、井架、斜拉钢丝绳、油管、油管排管装置总成、移管机构总成、蓄能器、氮气包、移管导轨、主阀块、移管齿条、移管滚轮、移管小车、旋转机构总成、移管悬臂总成、移管马达护罩、移管马达总成和主定滑轮组，所述的电控柜和液压站安装在车载底盘上，底盘支腿安装在车载底盘的底部，蓄能补偿装置安装在车载底盘上，变幅油缸的一端与车载底盘的中部铰接在一起，另一端与井架的中部铰接在一起，井架的底端与车载底盘的尾部铰接在一起，操控台安装在井架的一侧，主定滑轮组固定安装在井架的底部靠近车载底盘的一侧，井架焊接成桁架门式结构，两个并排立柱通过中部的加强横梁焊接在一起，两个主液压缸分别安装在井架两个立柱内，主液压缸的缸筒端与井架立柱焊接在一起，两个主液压缸的活塞杆分别与顶部驱动装置铰接在一起，井架相对于车载底盘对称安装，主缸滑移导轨安装在井架并排立柱的内侧，主缸滑移导块安装在主缸滑移导轨内且一端与顶部驱动装置焊接在一起，顶部驱动装置固定安装有主钢丝绳固定端和主动滑轮组，顶部驱动装置的柔性导轨滑轮组与主动滑轮组同轴固定安装在一起，主钢丝绳采用单根结构，两端分别固定在主钢丝绳固定端，主钢丝绳、主钢丝绳固定端、主动滑轮组、主定滑轮组和液压吊卡组成三倍增距提升机构，主动滑轮组、主定滑轮组均采用双轮并排结构，扶正机械手固定安装在井架并排立柱的内侧靠近井架下端位置，小吊绞车安装在井架立柱的中部，小吊安装在井架立柱的顶端，小吊绞车和小吊安装在井架立柱的同侧，小吊绞车的钢丝绳与小吊的滑轮串接在一起，小吊绞车的钢丝绳的一端安装有吊钩，斜拉钢丝绳一端固定在井架的顶端，另一端与车载底盘的车头端连接在一起；
所述的自动化井口装置包括防喷器、接箍检测机构、油管无损检测装置、液压卡瓦、折叠踏板、滑移导轨、滑块、滑移油缸、冲扣钳和旋扣钳，所述的防喷器直接安装在井口上，接箍检测机构安装在防喷器的上端，油管无损检测装置安装在接箍检测机构的上端，液压卡瓦安装在油管无损检测装置的上端，折叠踏板安装在自动化井口装置的一侧，滑移导轨安装在液压卡瓦的固定安装板上，滑块安装在滑移导轨上，滑块固定安装在冲扣钳固定支座上，滑移油缸一端与液压卡瓦的固定安装板铰接在一起，另一端与冲扣钳固定支座铰接在一起，旋扣钳安装在冲扣钳上端；
所述的车载底盘上设置有自动化移管排管系统，所述的自动化移管排管系统包括自动化排管机构、抽油杆排管装置总成、油管排管装置总成、移管机构总成；
所述的自动化排管机构包括翻管机构和自动排管机械臂，所述的翻管机构包括翻管基座、翻管液压缸、翻管主臂、主抓手，所述的自动排管机械臂包括排管机械臂基座、翻管液压缸、上管限位块、下管限位块、翻管主臂、伸缩油缸、翻管副臂；所述的翻管主臂的一端与翻管基座的一端铰接在一起，翻管液压缸的一端与翻管基座铰接在一起，另一端与翻管主臂铰接在一起，在翻管主臂的中部和顶端均安装有主抓手，翻管液压缸的伸缩可以实现翻管主臂竖直平面内90°的变化；自动排管机械臂的安装位置相对于主抓手安装，在翻管基座的中部和顶端分别安装有自动排管机械臂，排管机械臂基座与翻管基座铰接在一起，翻管液压缸的一端与排管机械臂基座铰接在一起，另一端与翻管主臂的短端的中部铰接在一起，翻管主臂的中部与排管机械臂基座铰接在一起，在排管机械臂基座上靠近翻管主臂的短端位置焊接有上管限位块，在排管机械臂基座上靠近翻管主臂的长端位置焊接有下管限位块，翻管副臂安装在翻管主臂的短端的滑移导槽内，伸缩油缸的一端与翻管副臂的中部铰接在一起，另一端与翻管主臂铰接在一起；
所述的抽油杆排管装置总成包括抽油杆排管架、抽油杆排管横梁、抽油杆排管竖梁，第一层抽油杆排管横梁固定安装在抽油杆排管架的顶端支柱上，抽油杆排管竖梁竖直安装且与抽油杆排管架焊接在一起，在抽油杆排管架的两端分别焊接抽油杆排管竖梁，每一层抽油杆排管横梁排满抽油杆后，下一层抽油杆排管横梁添加到两端的抽油杆排管竖梁形成的安装槽内，形成一个新的抽油杆排管层，抽油杆排管横梁加工有V型槽，方便抽油杆的定位和放置，鉴于抽油杆的长度，采用多排抽油杆排管装置总成并列安装放置的方式；
所述的油管排管装置总成包括油管排管架、油管排管横梁、油管排管竖梁，第一层油管排管横梁固定安装在油管排管架的顶端支柱上，油管排管竖梁竖直安装且与油管排管架焊接在一起，在油管排管架的两端分别焊接油管排管竖梁，每一层油管排管横梁排满油管后，下一层油管排管横梁添加到两端的油管排管竖梁形成的安装槽内，形成一个新的油管排管层，油管排管横梁加工有V型槽，方便油管的定位和放置，鉴于油管的长度，采用多排油管排管装置总成并列安装放置的方式；
所述的移管机构总成包括移管导轨、移管齿条、移管滚轮、移管小车、旋转机构总成、移管悬臂总成、移管马达护罩和移管马达总成；所述的移管悬臂总成包括移管主臂、移管后液压缸、移管后抓手、移管前液压缸、移管前抓手，所述的移管后抓手和移管前抓手结构组成完全相同，均是由抓手基座、主抓手固定轴、抓手开合油缸、抓手主臂、抓手副臂、副臂活动轴、副臂固定轴组成的；所述的旋转机构总成是由旋转马达、旋转驱动组成的；移管马达总成是由行走马达、固定支座、行走齿轮组成的；两条移管导轨对称安装，形成移管机构滑移导轨，移管机构滑移导轨固定安装在车载底盘的一侧，移管齿条固定安装在移管机构滑移导轨的内部，且通过螺栓固定安装在车载底盘上，移管小车的周边固定安装有移管滚轮，四个移管滚轮两两对称安装，且移管滚轮均安装在移管机构滑移导轨内部，移管马达总成安装在移管小车上，固定支座固定安装在移管小车上，行走马达固定安装在固定支座上，行走齿轮与行走马达同轴固定安装在一起，行走齿轮与移管齿条啮合在一起，移管马达护罩安装在行走齿轮的外部且与移管小车固定安装在一起；旋转驱动下端与移管小车固定安装在一起，旋转驱动上端与移管悬臂总成固定安装在一起，旋转马达与旋转驱动安装在一起；移管主臂与旋转驱动上端固定安装在一起，移管主臂的中部和末端分别与移管后液压缸和移管前液压缸的缸筒端固定安装在一起，移管后液压缸和移管前液压缸的活塞杆的顶端分别固定安装有移管后抓手和移管前抓手，抓手基座固定安装在移管前液压缸或者移管后液压缸的活塞杆的顶端，抓管主臂固定安装在抓手基座上，抓手开合油缸一端通过主抓手固定轴铰接在一起，抓手开合油缸另一端通过副臂活动轴与抓手副臂的中部铰接在一起，抓手副臂的末端通过副臂固定轴与抓手基座铰接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种全自动智能液压修井机，其特征在于：运输状态时，自动化井口装置、自动化排管机构、抽油杆排管装置总成、油管排管装置总成和移管机构总成放置在车载底盘的同一侧；工作状态时，自动化井口装置安装到井口位置，自动化排管机构、抽油杆排管装置总成、油管排管装置总成放置到车载底盘同一侧的地面上，移管机构总成旋转90°旋转机械臂伸出到车载底盘的外侧，两个柔性导轨绞车对称安装在井架顶端的加强横梁上，柔性导轨钢丝绳分别绕过顶部驱动装置的柔性导轨滑轮组，柔性导轨钢丝绳的一端分别带有吊钩，吊钩与自动化井口装置连接在一起，柔性导轨钢丝绳分别串在液压吊卡两侧的导槽中。
3.根据权利要求1所述的一种全自动智能液压修井机，其特征在于：所述的蓄能补偿装置包括蓄能器、氮气包，蓄能补偿装置、液压站、电控柜和主阀块共同组成电液操控系统，液压站的液压泵采用恒功率变量泵，电液比例流量阀作为流量控制单元，电液操控系统采用动力载荷跟随控制技术实现整个液压修井机的智能化全自动化控制；在石油管柱的载荷重时，恒功率变量泵作为动力源，采用恒功率的控制方式，主液压缸采用无杆腔进油的提升工作方式，电液比例流量阀作为流量控制单元调节主油缸的提升速度；在中等载荷阶段，采用恒功率变量泵和蓄能补偿装置作为动力源，主液压缸采用无杆腔进油的提升工作方式，电液比例流量阀作为流量控制单元调节主油缸的提升速度；在轻载阶段，采用恒功率变量泵和蓄能补偿装置作为动力源，主液压缸采用差动进油的提升工作方式，电液比例流量阀作为流量控制单元调节主油缸的提升速度；这三种工况的提升速度可以根据PLC感知无杆腔液压系统的压力实现自动控制，根据压力传感器的反馈值，自动调节液压动力源的组合方式以及液压油缸的进油方式。
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