CN201280402Y - 一种载荷自适应式卷扬机用优化排绳装置 - Google Patents

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龙日升
严玉中
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宋学成
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Abstract

本实用新型涉及一种载荷自适应式卷扬机用优化排绳装置，由伺服电机、丝杠、钢丝绳直径监测模块、导绳模块、导杆、位置传感器和滚筒码盘组成，丝杠通过联轴器与伺服电机相连接，导绳模块上方固定有钢丝绳直径监测模块，导绳模块后部通过横向孔滑配在卷扬器滚筒上方的导杆上，中部连接在丝杠上，导杆两端旁侧分别设有位置传感器，滚筒码盘装在滚筒一端的轴端。该装置结构简单，体积重量较小，工作可靠，利用它可以从根本上解决手摇式排绳装置可靠性差、危险性大的缺点，大大提高卷扬机工作自动化程度，有利于延长钢丝绳使用寿命，获得良好的经济效益。

Description

一种载荷自适应式卷扬机用优化排绳装置
技术领域：
本实用新型涉及一种用于石油、建筑等行业卷扬机特别是油井捞油作业使用的卷扬机专用装置。
背景技术：
卷扬机是石油、建筑等行业生产过程中应用广泛、数量众多的机械设备，排绳装置则是此种设备的重要组成部分。随着油田开发时间的延长和油井油层压力和生产能力的下降，需要采用捞油车进行捞油作业的井次日益增多。捞油车捞油设备主要由机械传动的卷扬机、井架和液压辅助机构等组成，传统捞油车卷扬机的排绳工作主要依靠增大井架顶端定滑轮和滚筒间的距离使导向角变小来完成，这种单纯依靠增大距离来实现排绳的方式使得捞油车既体积大又笨重。目前，现场通常使用的卷扬机排绳装置可分为三种：手摇式排绳装置、液压助力手动式排绳装置和机械传动式排绳装置，手摇式排绳装置由人工手摇来实现排绳，因而劳动强度大，并且容易产生误差，不能很好地避免钢丝绳堆压现象；液压助力手动式排绳装置现已广泛用于测井车上，但它还是属于手动排绳之列，虽然劳动强度大大降低了，但是还是需要人工操作，不能实现全自动排绳；机械传动式排绳装置主要由链条、齿轮、丝杠及换向离合器组成，其缺点主要是换向时排绳不整齐，易乱绳，并且可靠性低，换向离合器易发生故障。此外，上述各种排绳装置虽然都在一定程度上解决了排绳问题，但都没有考虑钢丝绳等绳索在不同负荷下直径变化的情况，钢丝绳的直径变化将直接导致卷扬机滚筒上不同缠绕绳缠绕圈数不一致，从而在局部易产生堆压或乱绳现象，对安全作业和提高工作效率构成不利影响。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于提供一种可以大大提高卷扬机钢丝绳排绳自动化程度及其作业安全性、可靠性的载荷自适应式卷扬机用优化排绳装置。
本实用新型是这样实现的。此种排绳装置由伺服电机、丝杠、钢丝绳直径监测模块、导绳模块、导杆、位置传感器和滚筒码盘组成。丝杠通过联轴器与伺服电机相连，用来驱动和实现导绳装置的往复运动；导绳模块上方固定有钢丝绳直径监测模块，导绳模块后部通过横向孔滑配在滚筒上方的导杆上，中部连接在丝杠上；导杆两端旁侧分别设有位置传感器，用来控制伺服电机的正反转，从而实现排绳装置的往复运功；滚筒码盘安装在滚筒卷扬机一侧的轴端，与滚筒同步旋转，用来测量滚筒的转速以及判断滚筒的正反转，并反馈给伺服电机的控制器。卷扬机工作时，钢丝绳的一端与负载相连，另一端缠绕在滚筒上。当钢丝绳有负载时，钢丝绳直径监测模块利用光学方法通过监测被钢丝绳遮挡面积宽度的大小来实现对钢丝绳直径的测量，并反馈给伺服电机，然后通过实时调节伺服电机的转速来维持钢丝绳与卷扬机之间导向角的恒定，从而确保钢丝绳在滚筒上缠绕整齐。如果卷扬机负载很轻，伺服电机的转速主要由滚筒码盘决定，此时伺服电机的转速与卷扬机的转速一致。当卷扬机大负载工作时，如果负载变大，钢丝绳直径变细，此时钢丝绳直径监测模块监测到钢丝绳直径变化值并将其反馈到伺服电机的控制器中，控制器根据实际测试数据和经验降低丝杠的转速，导绳模块的移动速度也同步降低，从而维持钢丝绳和卷扬机滚筒之间导向角的恒定；如果负载变小，钢丝绳直径变粗，此时钢丝绳直径监测模块监测到钢丝绳直径变化值并将其反馈到伺服电机的控制器中，控制器根据实际试验数据和经验增大杠杆的转速，导绳模块的移动速度也同步增大，从而维持钢丝绳与卷扬机滚筒之间的导向角恒定；当导绳模块运动到滚筒边缘时，位置传感器给伺服电机发出信号，伺服电机反转，从而实现排绳装置的往复运动。卷扬机放绳时，滚筒码盘首先监测到滚筒反转并将信号反馈给伺服电机的控制器，此时伺服电机反转，从而改变排绳装置的运动方向，变排绳为放绳。
本实用新型结构简单，体积重量较小，工作可靠，利用它可以从根本上解决手摇式排绳装置可靠性差、危险性大的缺点，大大提高卷扬机工作自动化程度，有利于延长钢丝绳使用寿命，获得良好的经济效益。
附图说明：
附图为本实用新型在工作状态下的结构示意图。图中，标号“7”、“8”分别为卷扬机钢丝绳和滚筒。
具体实施方式：
如图所示，本实用新型由伺服电机1、丝杠2、钢丝绳直径监测模块3、导绳模块4、导杆5、位置传感器6和滚筒码盘9组成，其结构，组装关系如下：丝杠2通过联轴器与伺服电机1相连接，导绳模块4上方固定有钢丝绳直径监测模块3，导绳模块4后部通过横向孔滑配在卷扬机滚筒上方的导杆5上，中部连接在丝杠2上；导杆5两端旁侧分别设有位置传感器6，滚筒码盘9安装在滚筒一端的轴端。

Claims (1)

1、一种载荷自适应式卷扬机用优化排绳装置，由伺服电机(1)、丝杠(2)、钢丝绳直径监测模块(3)、导绳模块(4)、导杆(5)、位置传感器(6)和滚筒码盘(9)组成，其特征在于：丝杠(2)通过联轴器与伺服电机(1)相连接，导绳模块(4)上方固定有钢丝绳直径监测模块(3)，导绳模块(4)后部通过横向孔滑配在卷扬机滚筒上方的导杆(5)上，中部连接在丝杠(2)上；导杆(5)两端旁侧分别设有位置传感器(6)，滚筒码盘(9)安装在滚筒一端的轴端。
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