本發(fā)明涉及石油鉆井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種鉆機游動系統(tǒng)變繩系裝置。

背景技術(shù)：

石油鉆機游動系統(tǒng)是由天車的定滑輪和游車的動滑輪通過鋼絲繩纏繞組成的復(fù)滑輪系統(tǒng)，可變繩系式游動系統(tǒng)由一部天車和多部單滑輪游車組成，可在鉆井過程中根據(jù)不同鉆井工況通過將單滑輪游車成對對稱變換成定滑輪或者動滑輪來變換繩系，保證絞車電機始終在高效區(qū)運行，提高運行效率。在游動系統(tǒng)進行變換繩系時如果完全采用人工進行操作，工作量大，工作效率低，危險系數(shù)高。所以，變繩系裝置的自動化操作和控制就顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鉆機游動系統(tǒng)變繩系裝置，能夠快速、自動化實現(xiàn)游動系統(tǒng)變繩系的鎖緊與脫開，以解決人工操作工作量大，效率低的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種鉆機游動系統(tǒng)變繩系裝置，它包括安裝在天車架底端的上部鎖緊裝置、安裝在數(shù)部單滑輪游車內(nèi)部的下部鉤鎖裝置，所述上部鎖緊裝置包括鎖緊梁，鎖緊梁的上下翼板之間均布有數(shù)塊垂直于上下翼板的筋板，將鎖緊梁內(nèi)腔分割為數(shù)個空腔，空腔內(nèi)安裝有第一氣缸，第一氣缸的活塞端頂端安裝有鎖扣；所述下部鉤鎖裝置為一個連桿機構(gòu)，包括游車鉤、第一連桿、第二連桿、第三連桿、導(dǎo)桿，第一連桿與第二連桿的端部相互鉸接，第一連桿的前端與游車鉤相鉸接，第二連桿的后端鉸接在單滑輪游車的側(cè)板上，第三連桿的底端鉸接在第二連桿上，第三連桿的頂端與導(dǎo)桿的底端相鉸接，導(dǎo)桿的頂端設(shè)有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧處于拉緊狀態(tài)；導(dǎo)桿的頂部與第二氣缸的活塞端底部相鄰并共面，數(shù)個并排布置的第二氣缸安裝在鎖緊梁的外側(cè)。

優(yōu)選的，所述第二氣缸的數(shù)量比單滑輪游車的數(shù)量少兩個。

優(yōu)選的，所述第一連桿與第二連桿連接處轉(zhuǎn)動的方向與游車鉤鉤鎖打開方向相反，第一連桿與第二連桿的連接點外側(cè)設(shè)有擋塊。

優(yōu)選的，所述筋板的底部均設(shè)有導(dǎo)向裝置。

優(yōu)選的，所述鎖緊梁由下翼板具有高度差的焊接H型鋼制備而成。

本發(fā)明應(yīng)用于變繩系時的動作流程為：

（1）在絞車的作用下，數(shù)組單滑輪游車共同作業(yè)提升游車支架和頂驅(qū)，單滑輪游車同步向上移動，除最外側(cè)的兩部單滑輪游車外，其他的單滑輪游車均與上部鎖緊裝置相接觸，第二氣缸的底端與與其相對應(yīng)的導(dǎo)桿的頂部相接觸；

（2）絞車再次轉(zhuǎn)動，最外側(cè)的兩部單滑輪游車將提升游車支架和頂驅(qū)上升繼續(xù)，至兩部單滑輪游車與上部鎖緊裝置接觸后停止運動，使得游車支架與位于中間的單滑輪游車的游車鉤脫開接觸，便于鉤鎖的打開；

（3）作業(yè)人員控制上部鎖緊裝置中的第一氣缸的活塞端伸出，活塞端頂部的鎖扣將中間兩部單滑輪游車扣?。?/p>

（4）作業(yè)人員控制上部鎖緊裝置位于中間的兩個第二氣缸的活塞端伸出，推動相對應(yīng)的中間兩部單滑輪游車中下部鉤鎖裝置的導(dǎo)桿向下運動，在導(dǎo)桿的推動作用下，第一連桿和第二連桿圍繞其連接點轉(zhuǎn)動，通過死點后，游車鉤鉤鎖被打開，中間兩部單滑輪游車與游車支架脫離；

（5）絞車繼續(xù)轉(zhuǎn)動，開始放鋼絲繩，其他單滑輪游車開始下降，上部鎖緊裝置的第一氣缸、第二氣缸復(fù)位，中間的兩部單滑輪游車中的下部鉤鎖裝置也同時復(fù)位，完成了游動系統(tǒng)的變繩系動作。

本發(fā)明的有益效果為：

（1）本發(fā)明通過安裝在天車架底部的上部鎖緊裝置和安裝在數(shù)部單滑輪游車內(nèi)部中的下部鉤鎖裝置的相互配合，在絞車的拉動作用下，通過第一氣缸推動鎖扣將最內(nèi)側(cè)兩部單滑輪游車扣住后，再控制第二氣缸活塞端伸出，推動下部鉤鎖裝置連動，打開中間兩部單滑輪游車的鉤鎖，使得中間兩部單滑輪游車與游車支架脫離，兩側(cè)的其他單滑輪游車開始下降，完成了游動系統(tǒng)的變繩系動作；本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)置科學(xué)、新穎，通過遠程自動化控制即可實現(xiàn)游動系統(tǒng)的變繩系動作，省時省力，安全可靠；

（2）本發(fā)明所述的下部鉤鎖裝置為連桿機構(gòu)，第一連桿與第二連桿連接處轉(zhuǎn)動的方向與游車鉤鉤鎖打開方向相反，第一連桿與第二連桿的連接點外側(cè)設(shè)有起限位作用的擋塊，擋塊能夠阻止第一連桿與第二連桿反向轉(zhuǎn)動，可有效防止連桿機構(gòu)自己打開游車鉤鉤鎖，安全性能高；

（3）下部鉤鎖裝置中導(dǎo)桿的頂端安裝有處于拉緊狀態(tài)的復(fù)位彈簧，使得下部鉤鎖裝置在沒有外力的作用下，游車鉤鉤鎖無法自動打開，下部鉤鎖裝置具備自鎖功能，極大提高了設(shè)備的安全性能；

（4）上部鎖緊裝置中導(dǎo)向裝置能夠保證單滑輪游車順利進入上部鎖緊裝置的預(yù)定位置。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中上部鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中第一氣缸及鎖扣的安裝示意圖；

圖4是圖2中第二氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖1中下部鉤鎖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明在變繩系動作時步驟（1）的狀態(tài)圖；

圖7是本發(fā)明在變繩系動作時步驟（2）的狀態(tài)圖；

圖8是本發(fā)明在變繩系動作時下部鉤鎖裝置的鎖緊狀態(tài)圖；

圖9是本發(fā)明在變繩系動作時下部鉤鎖裝置脫鉤后的狀態(tài)圖；

圖10是本發(fā)明在變繩系動作時步驟（4）的狀態(tài)圖；

圖中：1、上部鎖緊裝置，2、下部鉤鎖裝置，3、天車架，4、單滑輪游車，5、鎖緊梁，6、筋板，7、第一氣缸，8、鎖扣，9、導(dǎo)向裝置，10、第二氣缸，11、游車鉤，12、第一連桿，13、第二連桿，14、第三連桿，15、擋塊，16、導(dǎo)桿，17、復(fù)位彈簧，18、游車支架，19、頂驅(qū)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖1至圖5所示的一種鉆機游動系統(tǒng)變繩系裝置，它包括安裝在天車架3底端的上部鎖緊裝置1、安裝在數(shù)部單滑輪游車4內(nèi)部的下部鉤鎖裝置2，上部鎖緊裝置1包括鎖緊梁5，鎖緊梁5由下翼板具有高度差的焊接H型鋼制備而成；鎖緊梁5的上下翼板之間均布有數(shù)塊垂直于上下翼板的筋板6，將鎖緊梁5內(nèi)腔分割為數(shù)個空腔，空腔內(nèi)安裝有第一氣缸7，第一氣缸7的活塞端頂端安裝有鎖扣8；筋板6的底部均設(shè)有導(dǎo)向裝置9；下部鉤鎖裝置2為一個連桿機構(gòu)，包括游車鉤11、第一連桿12、第二連桿13、第三連桿14、導(dǎo)桿16，第一連桿12與第二連桿13的端部相互鉸接，第一連桿12與第二連桿13連接處轉(zhuǎn)動的方向與游車鉤鉤鎖打開方向相反，第一連桿12與第二連桿13的連接點外側(cè)設(shè)有擋塊15；第一連桿12的前端與游車鉤11相鉸接，第二連桿13的后端鉸接在單滑輪游車4的側(cè)板上，第三連桿14的底端鉸接在第二連桿上，第三連桿14的頂端與導(dǎo)桿16的底端相鉸接，導(dǎo)桿16的頂端設(shè)有復(fù)位彈簧17，復(fù)位彈簧17處于拉緊狀態(tài)；導(dǎo)桿16的頂部與第二氣缸10的活塞端底部相鄰并共面，數(shù)個并排布置的第二氣缸10安裝在鎖緊梁5的外側(cè)。

第二氣缸10的數(shù)量比單滑輪游車4的數(shù)量少兩個。

本發(fā)明應(yīng)用于變繩系時的動作流程為：

（1）如圖1所示，在絞車的作用，數(shù)部單滑輪游車4共同作業(yè)提升游車支架18和頂驅(qū)19，單滑輪游車4同步向上移動，除最外側(cè)的兩部單滑輪游車4外，其他的單滑輪游車4均與上部鎖緊裝置1相接觸，第二氣缸10的底端與與其相對應(yīng)的導(dǎo)桿16的頂部相接觸；

（2）如圖2所示，絞車再次轉(zhuǎn)動，最外側(cè)的兩部單滑輪游車4將提升游車支架18和頂驅(qū)19繼續(xù)上升，至兩部單滑輪游車4與上部鎖緊裝置1接觸后停止運動，使得游車支架18與位于中間的單滑輪游車4的游車鉤11脫開接觸，便于鉤鎖的打開；

（3）作業(yè)人員控制上部鎖緊裝置1中的第一氣缸7的活塞端伸出，活塞端頂部的鎖扣8將中間兩部單滑輪游車4扣住；

（4）如圖4、圖5所示，作業(yè)人員控制上部鎖緊裝置1位于中間的兩個第二氣缸10的活塞端伸出，推動相對應(yīng)的中間兩部單滑輪游車4中下部鉤鎖裝置2的導(dǎo)桿16向下運動，在導(dǎo)桿16的推動作用下，第一連桿12和第二連桿13圍繞其連接點轉(zhuǎn)動，通過死點后，游車鉤11鉤鎖被打開，中間兩部單滑輪游車4與游車支架18脫離；

（5）絞車繼續(xù)轉(zhuǎn)動，開始放鋼絲繩，其他單滑輪游車開始下降，上部鎖緊裝置1的第一氣缸7、第二氣缸10復(fù)位，中間的兩部單滑輪游車4中的下部鉤鎖裝置也同時復(fù)位，完成了游動系統(tǒng)的變繩系動作。

本發(fā)明通過安裝在天車架底部的上部鎖緊裝置和安裝在數(shù)部單滑輪游車內(nèi)部中的下部鉤鎖裝置的相互配合，在絞車的拉動作用下，通過第一氣缸推動鎖扣將最內(nèi)側(cè)兩部單滑輪游車扣住后，再控制第二氣缸活塞端伸出，推動下部鉤鎖裝置連動，打開中間兩部單滑輪游車的鉤鎖，使得中間兩部單滑輪游車與游車支架脫離，兩側(cè)的其他單滑輪游車開始下降，完成了游動系統(tǒng)的變繩系動作；本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)置科學(xué)、新穎，通過遠程自動化控制即可實現(xiàn)游動系統(tǒng)的變繩系動作，省時省力；本發(fā)明具備自鎖功能，能夠防止單滑輪游車在提升游車支架和頂驅(qū)上升的過程中脫鉤，安全可靠。