CN115749639A - 碳纤维连续抽油杆撬装作业装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于采油工程用作业设备领域，尤其涉及一种碳纤维连续抽油杆撬装作业装置，包括卷盘、卷盘支架、驱动电机、减速箱和基础底座，所述的卷盘安装于卷盘卷盘支架上，与卷盘同轴安装有驱动盘，驱动盘与卷盘同步转动，减速箱的输入端通过驱动电机驱动，减速箱的输出端通过传送带驱动驱动盘转动从而驱动卷盘转动；所述的驱动电机为电磁制动电机；与所述的卷盘同轴安装有刹车盘，刹车盘与卷盘同步转动，所述的刹车盘外侧设置有刹车鼓，所述的基础底座安装有液压制动缸和手动制动机构，二者均通过刹车鼓抱紧刹车盘的方式进行制动。本申请优化作业装置结构，增加了三重安全系统，提升其使用的安全性。

Description

碳纤维连续抽油杆撬装作业装置

技术领域

本发明属于采油工程用作业设备领域，尤其涉及一种碳纤维连续抽油杆撬装作业装置。

背景技术

为进一步降低抽油机井悬点载荷、提高杆柱耐磨、抗拉强度以及抗腐蚀性能，达到降低举升能耗，延长检泵周期的目的，研发了碳纤维连续抽油杆。为满足碳纤维连续抽油杆起下作业施工，目前现场配备的是简易作业装置，但存在制动方式单一、体积庞大、结构复杂且不合理的问题。

发明内容

为解决背景技术中的问题，本发明提供一种碳纤维连续抽油杆撬装作业装置，本发明通过对现有的作业车进行优化设计，缩小了设备体积，简化了设备结构，增加了电气制动、液压制动、手动制动三重安全系统，保证操作安全。

本发明提供的技术方案是：一种碳纤维连续抽油杆撬装作业装置，包括井口导向机构、卷盘、卷盘支架、驱动电机、减速箱和基础底座，所述的卷盘支架、驱动电机和减速箱固定安装于基础底座上，所述的卷盘安装于卷盘卷盘支架上，卷盘可相对卷盘支架转动，与卷盘同轴安装有驱动盘，驱动盘与卷盘同步转动，减速箱的输入端通过驱动电机驱动，减速箱的输出端通过传送带驱动驱动盘转动从而驱动卷盘转动；所述的驱动电机为电磁制动电机；

与所述的卷盘同轴安装有刹车盘，刹车盘与卷盘同步转动，所述的刹车盘外侧设置有刹车鼓，

所述的基础底座上安装有手动制动机构，所述的手动制动机构包括拉杆、手柄和锁定盘，由手柄、拉杆、连接杆组成的多连杆机构拉动偏心轮转动，从而将两刹车片拉近形成对刹车盘的制动，所述的锁定盘通过齿牙限位的方式实现对手柄的限位；所述的基础底座上安装有液压缸，液压缸的活塞自由端与所述的连接杆自由端铰接，从而活塞伸缩驱动偏心轮的转动；所述的井口导向机构包括弧形导向架，弧形导向架下端通过连接部件连接于井口，靠近井口一侧的卷盘侧面设置有连续抽油杆导向机构，所述的连续抽油杆导向机构固定安装于卷盘支架上；远离井口一侧的卷盘侧面设置有通过按压原理实现避免卷于卷盘上的连续抽油杆松散的防脱器。

进一步的，所述的基础底座上安装有传送带胀紧机构，所述的传送带胀紧机构包括胀紧轮和伸缩杆，胀紧轮安装于伸缩杆上端，所述的胀紧轮与传送带相抵靠，所述的伸缩杆固定安装于基础底座上。

进一步的，所述的减速箱为无极变速减速箱。

进一步的，所述的井口导向机构下端安装有防止连续抽油杆突然断裂时断点处向外弹出伤人的防护圈。

进一步的，还包括用于计量连续抽油杆下井长度的计米器。

进一步的，连续抽油杆导向机构包括横梁架和与横梁架平行的丝杠和横杆，所述的丝杠两端通过轴承安装于横梁架上，横梁架一端安装有用于驱动丝杠正反向转动的导向电机，所述的横杆两端固接于横梁架上，丝杠上旋接有导向轮架，导向轮架滑动套装于横杆上，丝杠的转动驱动导向轮架沿着横杆轴向移动，导向轮架上安装有两个限位轮组，分别为对连续抽油杆竖直方向限位的竖向限位轮组和对连续抽油杆水平方向限位的水平向限位轮组。

本发明的有益效果为：

1.本发明提供了三种制动方式；其一，选用电磁制动电机，直流圆盘制动器安装在电机非轴伸端的端盖上。当制动电动机接入电源，制动器也同时工作。由于电磁吸力作用，电磁铁吸引衔铁并压缩弹簧，制动盘于衔铁端盖脱开，电动机开始运转。当切断电源时，制动器电磁铁失去磁吸力，弹簧推动衔铁压紧制动盘，在磨擦力矩作用下，电动机立即停止运转；其二，选用液压制动，通过液压控制活塞伸出，从而实现刹车鼓抱紧刹车盘，形成对刹车盘的制动；其三，沿用了最为原始的手动制动，通过手柄、拉杆、连接杆形成的多连杆机构强制两刹车片相互靠近，从而抱紧刹车盘，形成对刹车盘的制动。所以，本发明提供了三重安全系统，保证操作安全。

2.本发明将原有的移动车载式设计改为撬装式设计，现场施工时，便于调整位置，与小修作业设备配合使用，可以更好地满足碳纤维抽油杆的施工需求，实现降低设备成本，提高施工效率。

3.本发明简化了设备机构，通过合理的布局实现设备简单化、小型化。

附图说明

图1是本发明实施例碳纤维连续抽油杆撬装作业装置结构示意图；

图2是本发明实施例碳纤维连续抽油杆撬装作业装置结构中井口导向机构结构示意图；

图3是本发明实施例碳纤维连续抽油杆撬装作业装置结构中连续抽油杆导向机构结构示意图。

图中：1：卷盘；2：卷盘支架；3：驱动电机；4：减速箱；5：基础底座；6：驱动盘；7：手动制动机构；8：防脱器；9：传送带胀紧机构；10：电气控制系统；11：连续抽油杆导向机构；12：液压缸；13：导向架；14：防护圈；15：连接部件；16：刹车盘；111：横梁架；112：丝杠；113：横杆；114：导向电机；115：限位轮组。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，本发明提供一种碳纤维连续抽油杆撬装作业装置，包括井口导向机构、卷盘1、卷盘支架2、驱动电机3、减速箱4和基础底座5，所述的卷盘支架2、驱动电机3和减速箱4固定安装于基础底座5上，所述的卷盘1安装于卷盘卷盘支架2上，卷盘1可相对卷盘支架2转动，与卷盘同轴安装有驱动盘6，驱动盘6与卷盘1同步转动，减速箱4的输入端通过驱动电机3驱动，减速箱4的输出端通过传送带驱动驱动盘转动从而驱动卷盘1转动；所述的驱动电机3为电磁制动电机；以上公布了本申请的第一种制动方式—电气制动方式，电磁制动电机为市面已有产品，其具体的结构在此不再赘述，电磁制动电机的工作原理为：直流圆盘制动器安装在电机非轴伸端的端盖上。当制动电动机接入电源，制动器也同时工作。由于电磁吸力作用，电磁铁吸引衔铁并压缩弹簧，制动盘于衔铁端盖脱开，电动机开始运转。当切断电源时，制动器电磁铁失去磁吸力，弹簧推动衔铁压紧制动盘，在磨擦力矩作用下，电动机立即停止运转。

与所述的卷盘1同轴安装有刹车盘16，刹车盘16与卷盘同步转动，所述的刹车盘外侧设置有刹车鼓，所述的刹车鼓包括两个半圆弧形刹车片，两刹车片的上端枢接于卷盘支架2上，两刹车片的下端通过销轴连接并通过弹簧顶开，常规状态下，在弹簧的弹力作用下两刹车片相互远离。销轴的一端铰接有偏心轮，偏心轮的转动改变两刹车片之间的距离，偏心轮轴固接有连接杆，连接杆的转动带动偏心轮转动，连接杆上部与所述的卷盘支架2铰接，通过杠杆原理可知，连接杆转动的动力臂大于阻力臂，所以此处设计为省力杠杆。

所述基础底座5上安装有液压缸12，液压缸12的活塞自由端与所述的连接杆自由端铰接，从而活塞伸缩驱动偏心轮的转动；以上公布了本申请的第二种制动方式—液压制动方式，通过液压控制活塞伸出，从而实现刹车鼓抱紧刹车盘，形成对刹车盘的制动。

所述的基础底座上安装有手动制动机构7，所述的手动制动机构7包括拉杆、手柄和锁定盘，由手柄、拉杆、连接杆组成的多连杆机构拉动偏心轮转动，从而将两刹车片拉近形成对刹车盘的制动；所述的锁定盘通过齿牙限位的方式实现对手柄的限位，本设计通过至少两个省力杠杆实现手动制动的省力设计。以上公布了本申请的第三种制动方式—手动制动方式，通过手柄、拉杆、连接杆形成的多连杆机构强制两刹车片相互靠近，从而抱紧刹车盘，形成对刹车盘的制动。在前两种制动方式出现故障的情况下，利用手动制动方式制动。

综上所述，本申请提供了三重安全系统，保证操作安全。

所述的井口导向机构包括弧形导向架13，弧形导向架13下端通过连接部件15连接于井口，位于井口处的弧形导向架与下井的连续抽油杆相切，实现碳纤维连续抽油杆自动导向，防止偏磨的作用。所述的井口导向机构下端安装有防止连续抽油杆突然断裂时断点处向外弹出伤人的防护圈14，在抽油杆突然断裂时具有防护作用。

靠近井口一侧的卷盘侧面设置有连续抽油杆导向机构11，所述的连续抽油杆导向机构固定安装于卷盘支架2上，连续抽油杆导向机构包括横梁架111和与横梁架连接的丝杠112和横杆113，所述丝杠112和横杆113平行设置；所述的丝杠通过轴承安装于横梁架111上，丝杠112可相对横梁架转动，横梁架111一端安装有用于驱动丝杠正反向转动的导向电机114，所述的横杆固接于横梁架上，丝杠上旋接有导向轮架，导向轮架滑动套装于横杆113上，丝杠的转动驱动导向轮架沿着横杆轴向移动，导向轮架上安装有两个限位轮组115，分别为对连续抽油杆竖直方向限位的竖向限位轮组和对连续抽油杆水平方向限位的水平向限位轮组。本申请的导向过程为：连续抽油杆起出时，抽油杆通过井口导向机构进行导向，而后通过竖向限位轮组和水平向限位轮组的限位，在导向轮架的水平移动作用下，将连续抽油杆在卷盘上均匀排列。

远离井口一侧的卷盘侧面设置有通过按压原理实现避免卷于卷盘上的连续抽油杆松散的防脱器8。在抽油杆突然断裂时，卷于卷盘上的连续抽油杆松散周数不超过3/4周。

所述的基础底座5上安装有传送带胀紧机构9，所述的传送带胀紧机构9包括胀紧轮和伸缩杆，胀紧轮安装于伸缩杆上端，所述的胀紧轮与传送带相抵靠，所述的伸缩杆固定安装于基础底座上。传送带胀紧机构的作用是提升传输效率，减少电机做功损失，节省能源。

所述的减速箱为无极变速减速箱，从而实现无级调速。

该作业装置还包括用于计量连续抽油杆下井长度的计米器。

本发明采用电气控制系统10进行自动化控制，自动化控制系统对本申请中各元件的控制方式为电气自动控制域技术人员惯用手段，在此不再详述。

本申请通过上述的设计思路，优化作业装置结构，增加了三重安全系统，现场施工时，便于调整位置，与小修作业设备配合使用，可以更好地满足碳纤维抽油杆的施工需求，实现了降低设备成本，提高施工效率的目的。

Claims (6)

1.一种碳纤维连续抽油杆撬装作业装置，其特征在于，包括井口导向机构、卷盘、卷盘支架、驱动电机、减速箱和基础底座，所述卷盘支架、驱动电机和减速箱固定安装于基础底座上，所述卷盘安装于卷盘卷盘支架上，卷盘可相对卷盘支架转动，与卷盘同轴安装有驱动盘，驱动盘与卷盘同步转动，减速箱的输入端通过驱动电机驱动，减速箱的输出端通过传送带驱动驱动盘转动从而驱动卷盘转动；所述驱动电机为电磁制动电机；

与所述的卷盘同轴安装有刹车盘，刹车盘与卷盘同步转动，所述的刹车盘外侧设置有刹车鼓；

所述基础底座上安装有手动制动机构，所述手动制动机构包括拉杆、手柄和锁定盘，由手柄、拉杆、连接杆组成的多连杆机构拉动偏心轮转动，从而将两刹车片拉近形成对刹车盘的制动，所述的锁定盘通过齿牙限位的方式实现对手柄的限位；

所述的基础底座上安装有液压缸，液压缸的活塞自由端与所述的连接杆自由端铰接，从而活塞伸缩驱动偏心轮的转动；

所述的井口导向机构包括弧形导向架，弧形导向架下端通过连接部件连接于井口，靠近井口一侧的卷盘侧面设置有连续抽油杆导向机构，所述连续抽油杆导向机构固定安装于卷盘支架上；

远离井口一侧的卷盘侧面设置有通过按压原理实现避免卷于卷盘上的连续抽油杆松散的防脱器。

2.根据权利要求1所述的碳纤维连续抽油杆撬装作业装置，其特征在于：所述的基础底座上安装有传送带胀紧机构，所述的传送带胀紧机构包括胀紧轮和伸缩杆，胀紧轮安装于伸缩杆上端，所述的胀紧轮与传送带相抵靠，所述的伸缩杆固定安装于基础底座上。

3.根据权利要求2所述的碳纤维连续抽油杆撬装作业装置，其特征在于：所述的减速箱为无极变速减速箱。

4.根据权利要求3所述的碳纤维连续抽油杆撬装作业装置，其特征在于：所述的井口导向机构下端安装有防止连续抽油杆突然断裂时断点处向外弹出伤人的防护圈。

5.根据权利要求1所述的碳纤维连续抽油杆撬装作业装置，其特征在于，所述连续抽油杆导向机构包括横梁架和与横梁架平行的丝杠和横杆，所述的丝杠两端通过轴承安装于横梁架上，横梁架一端安装有用于驱动丝杠正反向转动的导向电机，所述的横杆两端固接于横梁架上，丝杠上旋接有导向轮架，导向轮架滑动套装于横杆上，丝杠的转动驱动导向轮架沿着横杆轴向移动，导向轮架上安装有两个限位轮组，分别为对连续抽油杆竖直方向限位的竖向限位轮组和对连续抽油杆水平方向限位的水平向限位轮组。

6.根据权利要求4所述的一种碳纤维连续抽油杆撬装作业装置，其特征在于：还包括用于计量连续抽油杆下井长度的计米器。

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