CN113982506A - 一种轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油修井抽油杆作业设备领域，特别涉及一种轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡及使用方法。其技术方案是：凸缘卡芯安装在抽油杆吊卡壳体中部，且与凸缘卡芯锁销模块配合，凸缘卡芯承托模块在凸缘卡芯下部，作业时，凸缘卡芯座于凸缘卡芯支撑体上，通过相连的凸缘卡芯承托动力模块打开或闭合凸缘卡芯承托模块；抽油杆吊卡壳体设置下部锥形通道和中部凸缘卡芯通道，卡芯支撑体安装在下部锥形通道。有益效果是：通过座于凸缘卡芯支撑体的凸缘卡芯的下放和拾取，达到抽油杆一吊一卡凸缘面下圆弧面的目的，凸缘卡芯循环模块配合实现凸缘卡芯在卡瓦工作台和抽油杆吊卡之间的轮转，实现了双凸缘卡芯的轮转作业，提高了抽油杆吊卡作业效率和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及石油修井抽油杆作业设备领域，特别涉及一种轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡及使用方法。
背景技术
随着国家对油气资源的不断开发，现有的大多数油田已经进入到石油开采的中、后期阶段，修井任务也越来越繁重。据统计，我国油田作业中有85%以上为小修作业，而在小修作业中，工作量最大、耗时最长的工作是起下管柱，分为油管起下作业和抽油杆起下作业。现阶段对于抽油杆的起下动作，国内普遍采用双吊卡起下抽油杆杆串作业工艺。抽油杆小修作业大部分作业工艺需要井口工人参与体力劳动，使井口工人的工作强度大，作业环境恶劣，作业安全隐患较高，进而小修作业效率也会随之降低。
针对上述问题，在不影响小修作业的工作效率的前提下，尽可能地降低井口工人的工作强度，减少井口工人的作业安全隐患，研制本发明装置形成“一吊一卡”的模式。
本专利申请属于石油修井抽油杆作业设备项目发明专利族关键专利，目前本团队已经授权的中国发明专利近十件，中国专利申请号为ZL202011073476.X，专利名称为《一种油田修井作业抽油杆自动吊卡及使用方法》和中国专利申请号为ZL202011573843.2，专利名称为《一种可实现自动找正功能的抽油杆自动吊卡及使用方法》基础上的进一步升级，中国专利申请号为ZL202011073476.X和ZL202011573843.2提供旋转夹持抽油杆扳手方径，依靠推承面台肩承载，本专利申请是继承传统油田小修作业方式，通过两个凸缘卡芯轮转作业，实现抽油杆“一吊一卡”自动化作业，起到抽油杆吊卡和卡瓦双重作用，具有安全性高、作业效率高，易于现场接受等诸多优势。本发明与中国专利申请号为ZL202011048977.2，专利名称为《一种实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺》、中国专利申请号为ZL202011093257.8，专利名称为《一种双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦及作业工艺》、中国专利申请号为ZL202010998186.X，专利名称为《一种井口定位的集成导向式立式作业修井猫道及使用方法》、中国专利申请号为ZL202110462646.1，专利名称为《基于车载修井机的抽油杆机械化小修作业集成设备与工艺》和中国专利申请号为ZL202110792254.1，专利名称为《主从式可视化遥控小修机械化作业控制系统及方法）等发明专利族密切关联，共同完成抽油杆自动化/机械化作业。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡及使用方法，替代井口工人作业，实现机械/自动化作业，在不改变作业工况下，无需工人频繁地拔插吊卡销子、摘换吊卡，极大地降低井口工人的工作强度，减少井口工人的作业安全隐患，同时可以提高修井作业的工作效率。
本发明提到的一种轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡，其技术方案是：包括凸缘卡芯、凸缘卡芯锁销模块、凸缘卡芯承托模块、卡芯支撑体、抽油杆吊卡壳体、凸缘卡芯承托动力模块、凸缘卡芯循环模块、浮动推杆、直线模组、可更换导向帽，凸缘卡芯安装在抽油杆吊卡壳体中部，且与凸缘卡芯锁销模块配合，凸缘卡芯承托模块在凸缘卡芯下部，承托凸缘卡芯，通过相连的凸缘卡芯承托动力模块打开或闭合凸缘卡芯承托模块；所述抽油杆吊卡壳体设置下部锥形通道和中部凸缘卡芯通道，上部中心连接可更换导向帽，卡芯支撑体安装在下部锥形通道；所述凸缘卡芯设有两个位置，一是处于抽油杆吊卡壳体中部工作位置，二是处于抽油杆吊卡壳体的中部凸缘卡芯通道内的待机位置，凸缘卡芯在抽油杆吊卡壳体的中部凸缘卡芯通道内可滑动；所述浮动推杆安装在直线模组上，由直线模组带动进退；凸缘卡芯循环模块推动凸缘卡芯进入中部凸缘卡芯通道，浮动推杆与凸缘卡芯配合，直线模组通过浮动推杆带动凸缘卡芯前进。
优选的，上述凸缘卡芯锁销模块由挡块、定位销、弹簧、电子卡爪安装机构、电动夹爪组成，定位销安装在电动夹爪上，定位销内设有弹簧，电动夹爪带动定位销动作，定位销进入凸缘卡芯开口处的定位孔内，定位销外侧设有的挡块防止抽油杆自凸缘卡芯脱出。
优选的，上述凸缘卡芯包括方形凸台、环形定位槽、抽油杆弧面孔、开口面、开口通道、吸附平面和定位孔，所述方形凸台的一侧设有抽油杆弧面孔和开口面，另一侧设有两个环形定位槽，所述开口面的两侧设有定位孔，在方形凸台的中心设有纵向设置的开口通道。
优选的，上述的浮动推杆由弹性卡头、推杆、压缩弹簧、外套和凸台组成，弹性卡头、凸台和推杆连接在一起，且上部分的推杆和凸台位于外套的内腔，下部分的弹性卡头位于推杆的下端部，所述推杆的中部的凸台与外套的内壁上表面之间安装压缩弹簧。
优选的，上述的凸缘卡芯循环模块由吸盘式电磁铁、电磁铁连接体、动力伸缩机构和导轨组成，所述导轨上侧安装动力伸缩机构，所述动力伸缩机构的左端设有电磁铁连接体，电磁铁连接体的外端设有吸盘式电磁铁，吸盘式电磁铁由动力伸缩机构带动沿导轨进退。
优选的，上述的抽油杆吊卡壳体的下侧中心设有下部锥形通道，下部锥形通道为卡芯支撑体和抽油杆提供导向通道；水平方向设有中部凸缘卡芯通道，中部凸缘卡芯通道提供凸缘卡芯的工作位置和待机位置；抽油杆吊卡壳体的中心设有上部中心抽油杆导向通道，在抽油杆吊卡壳体的两侧分别固定吊耳。
优选的，上述的凸缘卡芯承托动力模块为两个凸缘卡芯承托模块提供开闭动力，凸缘卡芯承托驱动步进电机的输出端连接驱动丝杆，通过驱动丝杆驱动凸缘卡芯承托模块，所述凸缘卡芯承托驱动步进电机和驱动丝杆安装在底座上，底座安装在抽油杆吊卡壳体上。
优选的，上述抽油杆吊卡壳体的上侧设有控制模块，控制模块包括上部超声传感器、凸缘卡芯行程开关、下部接近开关、下部超声传感器、从PLC、射频模块、电源和吸盘式电磁铁行程开关；
其中，凸缘卡芯行程开关安装在凸缘卡芯锁销模块上，控制凸缘卡芯到位；下部接近开关和下部超声传感器安装在抽油杆吊卡壳体的下部；所述电源提供抽油杆吊卡动力，从PLC调控抽油杆吊卡工作，射频模块实现与主机PLC通信；吸盘式电磁铁行程开关安装在吸盘式电磁铁的一侧。
本发明提到的一种轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡的使用方法，其包括如下过程：
一、下抽油杆工况：翻转立式猫道将抽油杆翻转至井口中心上竖直状态，凸缘卡芯处于抽油杆吊卡壳体的中部凸缘卡芯通道内待机位置，抽油杆吊卡在导向作用下自上而下套入抽油杆，上部超声传感器感知抽油杆，抽油杆吊卡停止前进，从PLC控制直线模组动作，通过浮动推杆带动待机状态凸缘卡芯前进直至完全卡住抽油杆杆身，同时凸缘卡芯锁销模块闭合，抽油杆吊卡上行，凸缘卡芯卡住抽油杆凸缘下面弧面，抽油杆吊卡下行直至对正下抽油杆，上扣完成后抽油杆吊卡小幅上行，凸缘卡芯循环模块将凸缘卡芯取出，抽油杆吊卡下行直至落到卡芯支撑体，凸缘卡芯承托模块打开，凸缘卡芯留在卡芯支撑体，同时，凸缘卡芯循环模块将凸缘卡芯送入抽油杆吊卡壳体的中部凸缘卡芯通道内待机位置，抽油杆吊卡上行，进行下一根抽油杆下放作业，实现凸缘卡芯轮转作业；
二、起抽油杆工况：凸缘卡芯承载抽油杆坐于卡芯支撑体，凸缘卡芯处于凸缘卡芯循环模块上，等待状态，抽油杆吊卡下行，凸缘卡芯承托动力模块打开，抽油杆吊卡下行直至卡芯支撑体上的凸缘卡芯，同时，浮动推杆进入凸缘卡芯的环形定位槽，凸缘卡芯承托动力模块带动凸缘卡芯承托模块闭合，抽油杆吊卡上行直至下一根抽油杆凸缘露出，上行一定距离停止，凸缘卡芯循环模块将处于等待状态的凸缘卡芯推入直至卡住下抽油杆管身，抽油杆吊卡下行直至凸缘卡芯卡住抽油杆凸缘下弧面停止，完成卸扣，翻转立式猫道卡爪夹持抽油杆杆身，抽油杆吊卡下行小段距离，直线模组通过浮动推杆推动凸缘卡芯到抽油杆吊卡壳体的中部凸缘卡芯通道内待机位置，抽油杆吊卡上行脱开抽油杆后停止，翻转立式猫道将抽油杆送至水平位置，抽油杆吊卡下行，凸缘卡芯承托动力模块打开，抽油杆吊卡下行直至凸缘卡芯并坐于卡芯支撑体上方，凸缘卡芯承托动力模块闭合，同时，凸缘卡芯循环模块将处于待机位置取出，进入凸缘卡芯循环模块上的等待位置，抽油杆吊卡上行，重复上述动作，实现凸缘卡芯轮转作业。
与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：
本发明的凸缘卡芯承托模块安装在抽油杆吊卡壳体的承载滑道内，两个凸缘卡芯承托模块承托凸缘卡芯，在凸缘卡芯承托动力模块驱动下，实现凸缘卡芯承托模块开合；下抽油杆工况，抽油杆吊卡下行至卡芯支撑体，全部重量作用在卡芯支撑体，凸缘卡芯承托动力模块驱动打开凸缘卡芯承托模块，上提抽油杆吊卡，实现凸缘卡芯下放；在起抽油杆工况时，凸缘卡芯承托动力模块驱动打开凸缘卡芯承托模块，下行抽油杆吊卡直至卡芯支撑体，凸缘卡芯承托动力模块驱动闭合凸缘卡芯承托模块，上提抽油杆吊卡，完成凸缘卡芯拾取；并且，凸缘卡芯承托动力模块带有自锁，确保凸缘卡芯承托模块的安全性；
另外，抽油杆吊卡壳体的下部锥形通道与锥形凸缘卡芯支撑体配合，形成锥形通道，引导抽油杆吊卡的凸缘卡芯坐于卡芯支撑体上；抽油杆吊卡壳体的下部锥形通道和凸缘卡芯承托模块组成锥形面，引导抽油杆进入，通过中部凸缘卡芯通道后，进入可更换导向帽导向扶正抽油杆，确保凸缘卡芯套入抽油杆；可更换导向帽根据不同规格抽油杆更换；
本发明通过座于凸缘卡芯的下放和拾取，达到抽油杆一吊一卡凸缘面下圆弧面的目的，凸缘卡芯循环模块配合实现凸缘卡芯在卡瓦工作台和抽油杆吊卡之间轮转，实现了双凸缘卡芯的轮转作业，提高了抽油杆吊卡的作业效率和安全性。
附图说明
图1是本发明的总体主视图；
图2是本发明的总体俯视图；
图3是本发明的凸缘卡芯俯视图；
图4是本发明的凸缘卡芯主剖视图；
图5是本发明的卡芯支撑体的结构示意图；
图6本发明的凸缘卡芯锁销模块的结构示意图；
图7是本发明凸缘卡芯承托模块与承托动力模块的结构示意图；
图8本发明的抽油杆吊卡壳体的剖视图；
图9是本发明凸缘卡芯工作与待机位置图；
图10是凸缘卡芯循环模块的结构示意图；
图11是本发明浮动推杆和直线模组的结构示意图；
图12是本发明浮动推杆的结构示意图；
图13是控制模块的传感器的安装位置示意图；
上图中：凸缘卡芯1、凸缘卡芯锁销模块2、凸缘卡芯承托模块3、卡芯支撑体4、抽油杆吊卡壳体5、吊卡浮动支腿6、凸缘卡芯承托动力模块7、凸缘卡芯循环模块8、浮动推杆9、直线模组10、控制模块11、可更换导向帽12、工作位置13、待机位置14、等待位置15；
方形凸台1.1、环形定位槽1.2、抽油杆弧面孔1.3、开口面1.4、开口通道1.5、吸附平面1.6、定位孔1.7；
挡块2.1、定位销2.2、弹簧2.3、电子卡爪安装机构2.4、电动夹爪2.5；
下部锥形通道5.1、中部凸缘卡芯通道5.2、上部中心抽油杆导向通道5.3、吊耳5.4；
凸缘卡芯承托驱动步进电机7.1、底座7.2、驱动丝杆7.3；
吸盘式电磁铁8.1、电磁铁连接体8.2、动力伸缩机构8.3、导轨8.4；
弹性卡头9.1、推杆9.2、压缩弹簧9.3、外套9.4、凸台9.5；
上部超声传感器11.1、凸缘卡芯行程开关11.2、下部接近开关11.3、下部超声传感器11.4、从PLC11.5、射频模块11.6、电源11.7、吸盘式电磁铁行程开关11.8。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，参照图1-13，本发明提到的一种轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡，包括凸缘卡芯1、凸缘卡芯锁销模块2、凸缘卡芯承托模块3、卡芯支撑体4、抽油杆吊卡壳体5、吊卡浮动支腿6、凸缘卡芯承托动力模块7、凸缘卡芯循环模块8、浮动推杆9、直线模组10、可更换导向帽12，凸缘卡芯1安装在抽油杆吊卡壳体5中部，且与凸缘卡芯锁销模块2配合，凸缘卡芯承托模块3在凸缘卡芯1下部，承托凸缘卡芯1，通过相连的凸缘卡芯承托动力模块7打开或闭合凸缘卡芯承托模块3；所述抽油杆吊卡壳体5设置下部锥形通道5.1和中部凸缘卡芯通道5.2，上部中心连接可更换导向帽12，卡芯支撑体4安装在下部锥形通道5.1；所述凸缘卡芯1设有两个位置，一是处于抽油杆吊卡壳体5中部的工作位置13，二是处于抽油杆吊卡壳体5的中部凸缘卡芯通道5.2内的待机位置14，凸缘卡芯1在抽油杆吊卡壳体5的中部凸缘卡芯通道5.2内可滑动；所述浮动推杆9安装在直线模组10上，由直线模组10带动进退；凸缘卡芯循环模块8推动凸缘卡芯1进入中部凸缘卡芯通道5.2，浮动推杆9与凸缘卡芯1配合，直线模组10通过浮动推杆9带动凸缘卡芯1前进。
参照图6，本发明提到的凸缘卡芯锁销模块2由挡块2.1、定位销2.2、弹簧2.3、电子卡爪安装机构2.4、电动夹爪2.5组成，定位销2.2安装在电动夹爪2.5上，定位销2.2内设有弹簧2.3，电动夹爪2.5带动定位销2.2动作，定位销2.2进入凸缘卡芯1开口处的定位孔内，定位销2.2外侧设有的挡块2.1防止抽油杆自凸缘卡芯1脱出。
参照图3-图5，本发明提到的凸缘卡芯1包括方形凸台1.1、环形定位槽1.2、抽油杆弧面孔1.3、开口面1.4、开口通道1.5、吸附平面1.6和定位孔1.7，所述方形凸台1.1的一侧设有抽油杆弧面孔1.3和开口面1.4，另一侧设有两个环形定位槽1.2，所述开口面1.4的两侧设有定位孔1.7，在方形凸台1.1的中心设有纵向设置的开口通道1.5。
参照图12，本发明提到的浮动推杆9由弹性卡头9.1、推杆9.2、压缩弹簧9.3、外套9.4和凸台9.5组成，弹性卡头9.1、凸台9.5和推杆9.2连接在一起，且上部分的推杆9.2和凸台9.5位于外套9.4的内腔，下部分的弹性卡头9.1位于推杆9.2的下端部，所述推杆9.2的中部的凸台9.5与外套9.4的内壁上表面之间安装压缩弹簧9.3。
参照图10，本发明提到的凸缘卡芯循环模块8由吸盘式电磁铁8.1、电磁铁连接体8.2、动力伸缩机构8.3和导轨8.4组成，所述导轨8.4上侧安装动力伸缩机构8.3，所述动力伸缩机构8.3的左端设有电磁铁连接体8.2，电磁铁连接体8.2的外端设有吸盘式电磁铁8.1，吸盘式电磁铁8.1由动力伸缩机构8.3带动沿导轨8.4进退。
参照图8，本发明提到的抽油杆吊卡壳体5的下侧中心设有下部锥形通道5.1，下部锥形通道5.1为卡芯支撑体4和抽油杆提供导向通道；水平方向设有中部凸缘卡芯通道5.2，中部凸缘卡芯通道5.2提供凸缘卡芯1的工作位置13和待机位置14；抽油杆吊卡壳体5的中心设有上部中心抽油杆导向通道5.3，在抽油杆吊卡壳体5的两侧分别固定吊耳5.4，用于起吊抽油杆吊卡。
参照图7，本发明提到的凸缘卡芯承托动力模块7为两个凸缘卡芯承托模块3提供开闭动力，凸缘卡芯承托驱动步进电机7.1的输出端连接驱动丝杆7.3，通过驱动丝杆7.3驱动凸缘卡芯承托模块3，所述凸缘卡芯承托驱动步进电机7.1和驱动丝杆7.3安装在底座7.2上，底座7.2安装在抽油杆吊卡壳体5上。
其中，吊卡浮动支腿6是带弹簧支腿，在抽油杆吊卡坐于卡芯支撑体4状态时提供辅助支撑，设置3-4个。
参照图13，本发明提到的抽油杆吊卡壳体5的上侧设有控制模块11，控制模块11包括上部超声传感器11.1、凸缘卡芯行程开关11.2、下部接近开关11.3、下部超声传感器11.4、从PLC11.5、射频模块11.6、电源11.7和吸盘式电磁铁行程开关11.8，下部超声传感器11.4为抽油杆进入提供报警信号；
其中，凸缘卡芯行程开关11.2安装在凸缘卡芯锁销模块2上，控制凸缘卡芯1到位；下部接近开关11.3和下部超声传感器11.4安装在抽油杆吊卡壳体5的下部；所述电源11.7提供抽油杆吊卡动力，从PLC11.5调控抽油杆吊卡工作，射频模块11.6实现与主机PLC通信；吸盘式电磁铁行程开关11.8安装在吸盘式电磁铁8.1的一侧。
本发明提供一种轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡的作业工艺过程，具体过程如下：
一、下抽油杆工况：翻转立式猫道将抽油杆翻转至井口中心上竖直状态，凸缘卡芯1处于抽油杆吊卡壳体5的中部凸缘卡芯通道5.2内待机位置14，抽油杆吊卡在导向作用下自上而下套入抽油杆，上部超声传感器11.1感知抽油杆，抽油杆吊卡停止前进，从PLC11.5控制直线模组10动作，通过浮动推杆9带动待机状态凸缘卡芯1前进直至完全卡住抽油杆杆身，同时凸缘卡芯锁销模块2闭合，抽油杆吊卡上行，凸缘卡芯1卡住抽油杆凸缘下面弧面，抽油杆吊卡下行直至对正下抽油杆，上扣完成后抽油杆吊卡小幅上行，凸缘卡芯循环模块8将凸缘卡芯1取出，抽油杆吊卡下行直至落到卡芯支撑体4，凸缘卡芯承托模块3打开，凸缘卡芯1留在卡芯支撑体4，同时，凸缘卡芯循环模块8将凸缘卡芯1送入抽油杆吊卡壳体5的中部凸缘卡芯通道5.2内待机位置14，抽油杆吊卡上行，进行下一根抽油杆下放作业，实现凸缘卡芯1轮转作业；
二、起抽油杆工况：凸缘卡芯1承载抽油杆坐于卡芯支撑体4，凸缘卡芯1处于凸缘卡芯循环模块8上，等待状态，抽油杆吊卡下行，凸缘卡芯承托动力模块7打开，抽油杆吊卡下行直至卡芯支撑体4上的凸缘卡芯1，同时，浮动推杆9进入凸缘卡芯1的环形定位槽1.2，凸缘卡芯承托动力模块7带动凸缘卡芯承托模块3闭合，抽油杆吊卡上行直至下一根抽油杆凸缘露出，上行一定距离停止，凸缘卡芯循环模块8将处于等待状态的凸缘卡芯1推入直至卡住下抽油杆管身，抽油杆吊卡下行直至凸缘卡芯1卡住抽油杆凸缘下弧面停止，完成卸扣，翻转立式猫道卡爪夹持抽油杆杆身，抽油杆吊卡下行小段距离，直线模组10通过浮动推杆9推动凸缘卡芯1到抽油杆吊卡壳体5的中部凸缘卡芯通道5.2内待机位置14，抽油杆吊卡上行脱开抽油杆后停止，翻转立式猫道将抽油杆送至水平位置，抽油杆吊卡下行，凸缘卡芯承托动力模块7打开，抽油杆吊卡下行直至凸缘卡芯1并坐于卡芯支撑体4上方，凸缘卡芯承托动力模块7闭合，同时，凸缘卡芯循环模块8将处于待机位置14取出，进入凸缘卡芯循环模块8上的等待位置15，抽油杆吊卡上行，重复上述动作，实现凸缘卡芯1轮转作业。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的相应简单修改或等同变换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡，包括抽油杆吊卡壳体（5），其特征是：还包括凸缘卡芯（1）、凸缘卡芯锁销模块（2）、凸缘卡芯承托模块（3）、卡芯支撑体（4）、凸缘卡芯承托动力模块（7）、凸缘卡芯循环模块（8）、浮动推杆（9）、直线模组（10）、可更换导向帽（12），凸缘卡芯（1）安装在抽油杆吊卡壳体（5）中部，且与凸缘卡芯锁销模块（2）配合，凸缘卡芯承托模块（3）在凸缘卡芯（1）下部，承托凸缘卡芯（1），通过相连的凸缘卡芯承托动力模块（7）打开或闭合凸缘卡芯承托模块（3）；所述抽油杆吊卡壳体（5）设置下部锥形通道（5.1）和中部凸缘卡芯通道（5.2），上部中心连接可更换导向帽（12），卡芯支撑体（4）安装在下部锥形通道（5.1）；所述凸缘卡芯（1）设有两个位置，一是处于抽油杆吊卡壳体（5）中部的工作位置（13），二是处于抽油杆吊卡壳体（5）的中部凸缘卡芯通道（5.2）内的待机位置（14），凸缘卡芯（1）在抽油杆吊卡壳体（5）的中部凸缘卡芯通道（5.2）内可滑动；所述浮动推杆（9）安装在直线模组（10）上，由直线模组（10）带动进退；凸缘卡芯循环模块（8）推动凸缘卡芯（1）进入中部凸缘卡芯通道（5.2），浮动推杆（9）与凸缘卡芯（1）配合，直线模组（10）通过浮动推杆（9）带动凸缘卡芯（1）前进。
2.根据权利要求1所述的轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡，其特征是：所述凸缘卡芯锁销模块（2）由挡块（2.1）、定位销（2.2）、弹簧（2.3）、电子卡爪安装机构（2.4）、电动夹爪（2.5）组成，定位销（2.2）安装在电动夹爪（2.5）上，定位销（2.2）内设有弹簧（2.3），电动夹爪（2.5）带动定位销（2.2）动作，定位销（2.2）进入凸缘卡芯（1）开口处的定位孔内，定位销（2.2）外侧设有的挡块（2.1）防止抽油杆自凸缘卡芯（1）脱出。
3.根据权利要求2所述的轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡，其特征是：所述凸缘卡芯（1）包括方形凸台（1.1）、环形定位槽（1.2）、抽油杆弧面孔（1.3）、开口面（1.4）、开口通道（1.5）、吸附平面（1.6）和定位孔（1.7），所述方形凸台（1.1）的一侧设有抽油杆弧面孔（1.3）和开口面（1.4），另一侧设有两个环形定位槽（1.2），所述开口面（1.4）的两侧设有定位孔（1.7），在方形凸台（1.1）的中心设有纵向设置的开口通道（1.5）。
4.根据权利要求3所述的轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡，其特征是：所述的浮动推杆（9）由弹性卡头（9.1）、推杆（9.2）、压缩弹簧（9.3）、外套（9.4）和凸台（9.5）组成，弹性卡头（9.1）、凸台（9.5）和推杆（9.2）连接在一起，且上部分的推杆（9.2）和凸台（9.5）位于外套（9.4）的内腔，下部分的弹性卡头（9.1）位于推杆（9.2）的下端部，所述推杆（9.2）的中部的凸台（9.5）与外套（9.4）的内壁上表面之间安装压缩弹簧（9.3）。
5.根据权利要求4所述的轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡，其特征是：所述的凸缘卡芯循环模块（8）由吸盘式电磁铁（8.1）、电磁铁连接体（8.2）、动力伸缩机构（8.3）和导轨（8.4）组成，所述导轨（8.4）上侧安装动力伸缩机构（8.3），所述动力伸缩机构（8.3）的左端设有电磁铁连接体（8.2），电磁铁连接体（8.2）的外端设有吸盘式电磁铁（8.1），吸盘式电磁铁（8.1）由动力伸缩机构（8.3）带动沿导轨（8.4）进退。
6.根据权利要求5所述的轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡，其特征是：所述的抽油杆吊卡壳体（5）的下侧中心设有下部锥形通道（5.1），下部锥形通道（5.1）为卡芯支撑体（4）和抽油杆提供导向通道；水平方向设有中部凸缘卡芯通道（5.2），中部凸缘卡芯通道（5.2）提供凸缘卡芯（1）的工作位置（13）和待机位置（14）；抽油杆吊卡壳体（5）的中心设有上部中心抽油杆导向通道（5.3），在抽油杆吊卡壳体（5）的两侧分别固定吊耳（5.4）。
7.根据权利要求6所述的轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡，其特征是：所述的凸缘卡芯承托动力模块（7）为两个凸缘卡芯承托模块（3）提供开闭动力，凸缘卡芯承托驱动步进电机（7.1）的输出端连接驱动丝杆（7.3），通过驱动丝杆（7.3）驱动凸缘卡芯承托模块（3），所述凸缘卡芯承托驱动步进电机（7.1）和驱动丝杆（7.3）安装在底座（7.2）上，底座（7.2）安装在抽油杆吊卡壳体（5）上。
8.根据权利要求7所述的轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡，其特征是：所述抽油杆吊卡壳体（5）的上侧设有控制模块（11），控制模块（11）包括上部超声传感器（11.1）、凸缘卡芯行程开关（11.2）、下部接近开关（11.3）、下部超声传感器（11.4）、从PLC（11.5）、射频模块（11.6）、电源（11.7）和吸盘式电磁铁行程开关（11.8）；
其中，凸缘卡芯行程开关（11.2）安装在凸缘卡芯锁销模块（2）上，控制凸缘卡芯（1）到位；下部接近开关（11.3）和下部超声传感器（11.4）安装在抽油杆吊卡壳体（5）的下部；所述电源（11.7）提供抽油杆吊卡动力，从PLC（11.5）调控抽油杆吊卡工作，射频模块（11.6）实现与主机PLC通信；吸盘式电磁铁行程开关（11.8）安装在吸盘式电磁铁（8.1）的一侧。
9.根据权利要求8所述的轮转凸缘卡芯小修抽油杆吊卡的使用方法，其特征是包括如下过程：
一、下抽油杆工况：翻转立式猫道将抽油杆翻转至井口中心上竖直状态，凸缘卡芯（1）处于抽油杆吊卡壳体（5）的中部凸缘卡芯通道（5.2）内待机位置，抽油杆吊卡在导向作用下自上而下套入抽油杆，上部超声传感器（11.1）感知抽油杆，抽油杆吊卡停止前进，从PLC（11.5）控制直线模组（10）动作，通过浮动推杆（9）带动待机状态凸缘卡芯（1）前进直至完全卡住抽油杆杆身，同时凸缘卡芯锁销模块（2）闭合，抽油杆吊卡上行，凸缘卡芯（1）卡住抽油杆凸缘下面弧面，抽油杆吊卡下行直至对正下抽油杆，上扣完成后抽油杆吊卡小幅上行，凸缘卡芯循环模块（8）将凸缘卡芯（1）取出，抽油杆吊卡下行直至落到卡芯支撑体（4），凸缘卡芯承托模块（3）打开，凸缘卡芯（1）留在卡芯支撑体（4），同时，凸缘卡芯循环模块（8）将凸缘卡芯（1）送入抽油杆吊卡壳体（5）的中部凸缘卡芯通道（5.2）内待机位置，抽油杆吊卡上行，进行下一根抽油杆下放作业，实现凸缘卡芯（1）轮转作业；
二、起抽油杆工况：凸缘卡芯（1）承载抽油杆坐于卡芯支撑体（4），凸缘卡芯（1）处于凸缘卡芯循环模块（8）上，等待状态，抽油杆吊卡下行，凸缘卡芯承托动力模块（7）打开，抽油杆吊卡下行直至卡芯支撑体（4）上的凸缘卡芯（1），同时，浮动推杆（9）进入凸缘卡芯（1）的环形定位槽（1.2），凸缘卡芯承托动力模块（7）带动凸缘卡芯承托模块（3）闭合，抽油杆吊卡上行直至下一根抽油杆凸缘露出，上行一定距离停止，凸缘卡芯循环模块（8）将处于等待状态的凸缘卡芯（1）推入直至卡住下抽油杆管身，抽油杆吊卡下行直至凸缘卡芯（1）卡住抽油杆凸缘下弧面停止，完成卸扣，翻转立式猫道卡爪夹持抽油杆杆身，抽油杆吊卡下行小段距离，直线模组（10）通过浮动推杆（9）推动凸缘卡芯（1）到抽油杆吊卡壳体（5）的中部凸缘卡芯通道（5.2）内待机位置，抽油杆吊卡上行脱开抽油杆后停止，翻转立式猫道将抽油杆送至水平位置，抽油杆吊卡下行，凸缘卡芯承托动力模块（7）打开，抽油杆吊卡下行直至凸缘卡芯（1）并坐于卡芯支撑体（4）上方，凸缘卡芯承托动力模块（7）闭合，同时，凸缘卡芯循环模块（8）将处于待机位置取出，进入凸缘卡芯循环模块（8）上的等待位置（15），抽油杆吊卡上行，重复上述动作，实现凸缘卡芯（1）轮转作业。
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| CN112302547A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-02-02 | 中国石油大学胜利学院 | 一种可实现自动找正功能的抽油杆自动吊卡及使用方法 |
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| CN115110906B (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-01 | 山东石油化工学院 | 一种油田小修作业轮转接箍卡芯油管吊卡及作业工艺 |
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