車載式全自動液壓油管鉗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種車載式全自動液壓油管鉗裝置，整套裝置由油管鉗、工作臺及運行導(dǎo)軌、自動化吊卡及卡瓦、液壓系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)五大部分組成。油管鉗及其滑塊可在液壓缸推力作用下，在運行導(dǎo)軌上實現(xiàn)油管鉗的水平進給。工作臺及運行導(dǎo)軌通過軸和水平支撐板連接到車載式修井機架上，可以通過豎直液壓缸調(diào)整水平高度。PLC控制系統(tǒng)通過分析處理傳感器檢測到的信號來控制電磁換向閥，完成修井作業(yè)時上卸扣、油管鉗對缺口、進給和退出、油管夾緊固定等全部過程的自動化。裝置不工作時可以取下油管鉗，將工作臺折疊到修井機機架上。使操作工人在修井作業(yè)時遠離井口，改善了工人的工作環(huán)境，提高了整個油管鉗修井的自動化程度和效率。
【專利說明】車載式全自動液壓油管鉗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車載式全自動液壓油管鉗修井裝置，用于石油作業(yè)時提高修井速度、改善工人工作環(huán)境。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國大部分油田進入開發(fā)中、后期，采油的難度越來越大，工藝和井況越來越復(fù)雜，油田修井作業(yè)任務(wù)也越來越繁重。而當前油田修井作業(yè)的技術(shù)設(shè)備和操作流程決定了修井作業(yè)井口操作工人的勞動強度很大，工作過程中人工操作存在較大的安全隱患，每年在油田修井作業(yè)中都會發(fā)生一定數(shù)量的工人傷亡事故。管柱的上卸扣作業(yè)是修井作業(yè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，現(xiàn)有石油修井上卸管柱操作主要由人工操作開口型液壓鉗和倒換吊卡來完成?，F(xiàn)有的開口型液壓鉗，其突出優(yōu)點是鉗頭開口，靈活性好，每次上扣或卸扣完畢立即撤離管柱，不妨礙井口其他作業(yè)，所以得到國內(nèi)外用戶廣泛采用，但是，在現(xiàn)有修井作業(yè)中使用這種人工操作的開口型液壓鉗和倒換吊卡工作，由于作業(yè)鉗重達上百公斤，懸掛于修井架上，需要人工推進或移出井口，吊卡和吊環(huán)也需要頻繁倒換，導(dǎo)致勞動強度非常大?？傊褂眠@種現(xiàn)有的作業(yè)鉗工作，作業(yè)效率低、工人的勞動強度大、安全性差。
[0003]本專利設(shè)計一種石油修井用車載式全自動液壓油管鉗，可以使操作工人在作業(yè)時遠離井口，實現(xiàn)全自動上卸油管作業(yè)，提高了作業(yè)效率，具有非常好的社會效益與經(jīng)濟效.、/■
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有油田懸吊式液壓油管鉗的不足，提供一種新型的車載式全自動液壓油管鉗，提高修井作業(yè)效率、減輕工人勞動強度。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:整個車載式全自動液壓油管鉗裝置由油管鉗、工作臺及運行導(dǎo)軌、自動化吊卡及卡瓦、液壓系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)五大部分組成。油管鉗的主鉗與背鉗通過彈簧支撐柱相連，背鉗通過固定螺栓固定到連接板上，連接板底部裝有四個滑塊，滑塊安放在工作臺的水平導(dǎo)軌上，水平液壓缸安裝在工作臺上通過銷軸與背鉗鉸鏈連；工作臺與水平支撐板通過豎直液壓缸鉸鏈，工作臺通過軸及水平支撐板與車載式修井機架相連，組成一個整體。
[0006]油管鉗主要由主鉗、背鉗、連接板、彈簧支撐柱組成。連接板上帶有多個螺紋孔，可以使油管鉗緊緊的固定到連接板上。主鉗采用新型低速大扭矩擺線液壓馬達，兩檔變速。背鉗驅(qū)動系統(tǒng)采用小型擺線液壓馬達。主鉗、背鉗均為內(nèi)曲面滾子爬坡雙鄂板夾緊機構(gòu)，換向時只需將浮動旋鈕旋轉(zhuǎn)180°即可實現(xiàn)。
[0007]工作臺及運行導(dǎo)軌由工作臺、水平導(dǎo)軌、滑塊、固定螺栓、水平支撐板組成。工作臺通過軸和水平支撐板連接到車載式修井機架上，每條導(dǎo)軌上有兩個滑塊，滑塊上有多個螺紋孔用于連接滑塊與連接板。工作臺前端裝有位置傳感器，可以檢測油管鉗是否到達指定的工作位置。正常工作時，工作臺通過軸和水平支撐板連接到車載式修井機上，不工作時可以取下油管鉗，將整個工作臺折疊到車載式修井機架上。運行導(dǎo)軌設(shè)計有很多螺栓槽，通過螺栓連接到工作臺上，每條導(dǎo)軌上安放了兩個可以沿導(dǎo)軌水平滑動的滑塊。油管鉗通過固定螺栓固定于連接板上，而連接板則通過螺栓固定于滑塊上，工作時，油管鉗、連接板、滑塊在液壓缸的推力下一起沿導(dǎo)軌運動，實現(xiàn)油管的上卸扣操作。工作臺前端裝有位置傳感器，用于檢測油管鉗是否到達工作位置。
[0008]自動化卡瓦及吊卡由卡瓦、卡瓦液壓缸、吊卡組成,卡瓦與卡瓦液壓缸通過傳遞構(gòu)件鉸鏈。工作時，卡瓦液壓缸向下收縮，通過傳遞構(gòu)件，使卡瓦牙一起下行卡緊油管；上卸扣完畢時，卡瓦液壓缸向上伸長，通過傳遞構(gòu)件帶動卡瓦牙張開松開油管。吊卡在纜繩的作用下，下放到油管接箍頭處，吊卡體在通過油管接箍時由于自身的重力作用使吊卡體向上打開，當通過接箍之后由于吊卡上的彈性件使吊卡恢復(fù)初始狀態(tài)，吊卡在纜繩的作用下一起向上運動，油管接箍就坐在吊卡體上，隨吊卡一起向上提升油管。
[0009]液壓系統(tǒng)由齒輪泵、油箱、溢流閥、電機、水平缸電磁閥、豎直缸電磁閥、卡瓦電磁閥、馬達電磁閥、水平液壓缸、豎直液壓缸、卡瓦液壓缸、主鉗馬達、背鉗馬達組成；每個電磁閥通過油管線與對應(yīng)的液壓元件相連，比如:豎直缸電磁閥通過油管線與豎直液壓缸相連，卡瓦電磁閥通過油管線與卡瓦液壓缸相連；齒輪泵工作時，液壓油將通過管路流向各個電磁閥，每個電磁閥均由控制系統(tǒng)控制，實現(xiàn)背鉗夾緊、主鉗的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)以及液壓缸運作。溢流閥連接到系統(tǒng)的油路中，用于調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力，防止壓力過大產(chǎn)生過大的扭矩將油管損壞。
[0010]PLC控制系統(tǒng)內(nèi)有控制單元、顯示單元，位置傳感器、壓力傳感器、感應(yīng)傳感器元器件組成；位置傳感器安裝在工作臺的前端，用于檢測油管鉗是否到達指定位置；感應(yīng)傳感器安裝在主鉗的頂端，可檢測開口大齒輪是否與殼體對好缺口 ；壓力傳感器安裝到系統(tǒng)的油路中，確定油管上扣時的最終緊固狀態(tài)，傳感器檢測到的信號由控制單元分析處理，處理的結(jié)果通過控制電磁閥的開關(guān)來實現(xiàn)油管鉗的進給及上卸扣的操作。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:車載式全自動油管鉗的對缺口、進給和退出操作實現(xiàn)了完全自動化，大大改善了工人的工作環(huán)境，提高了整個油管鉗修井的自動化程度和效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1車載式全自動液壓油管鉗整體方案圖；
[0013]圖2液壓系統(tǒng)圖；
[0014]圖中:1.主鉗，2.背鉗，3.連接板，4.水平導(dǎo)軌，5.位置傳感器，6.工作臺，7.固定螺栓，8.油管，9.卡瓦，10.卡瓦液壓缸，11.井口，12.吊卡，13.感應(yīng)傳感器，14.主鉗馬達，15.背鉗馬達，16.滑塊，17.彈簧支撐柱，18.水平液壓缸，19.控制系統(tǒng)，20.豎直液壓缸，21.車載式修井機架，22.水平支撐板，23.馬達電磁閥，24.快速接頭，25.水平缸電磁閥，26.齒輪泵，27.電機，28.油箱，29.豎直缸電磁閥，30.卡瓦電磁閥，31.壓力表，32.壓力傳感器，33.溢流閥。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖來詳細描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和實施方式。
[0016]首先，將油管鉗通過連接板3固定在滑塊16上、滑塊16安放在水平導(dǎo)軌4上，水平導(dǎo)軌4通過螺栓連接到工作臺6上，工作臺6通過軸和水平支撐板22固定在車載式修井機的機架21上，組成整個自動化液壓油管鉗修井系統(tǒng)(見圖1)。根據(jù)需要通過控制豎直液壓缸20、調(diào)節(jié)修井機機架21上的螺釘在豎直凹槽內(nèi)的位置，實現(xiàn)工作平臺豎直方向的位置調(diào)整。油管鉗及其滑塊16，在水平液壓缸18推力下，向前運動，通過位置傳感器5感應(yīng)到油管鉗到達指定位置，控制系統(tǒng)19接收到位置傳感器5的信號后，發(fā)出信號使馬達電磁閥打到工作位置，液壓油進入到主鉗、背鉗的液壓馬達，帶動馬達轉(zhuǎn)動，從而完成油管8的上扣操作；當上扣操作完成后，壓力傳感器31的信號進入控制系統(tǒng)，控制馬達電磁閥改變油路使馬達反轉(zhuǎn)，感應(yīng)傳感器13感應(yīng)到大齒輪與殼體對好缺口的信號后，馬達停止轉(zhuǎn)動，水平液壓缸18帶動油管鉗返回指定位置。卸扣操作同上扣操作類似。
【權(quán)利要求】
1.一種用于石油修井的車載式全自動液壓油管鉗裝置，其特征是:整個車載式全自動液壓油管鉗裝置由油管鉗、工作臺及運行導(dǎo)軌、自動化吊卡及卡瓦、液壓系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)五大部分組成；油管鉗的主鉗(I)與背鉗(2)通過彈簧支撐柱(17)相連，背鉗(2)通過固定螺栓⑵固定到連接板(3)上，連接板(3)底部裝有四個滑塊(16)，滑塊(16)安放在工作臺的水平導(dǎo)軌(4)上，水平液壓缸(18)安裝在工作臺(6)上通過銷軸與背鉗(2)鉸鏈，工作臺(6)與水平支撐板(22)通過豎直液壓缸(20)鉸鏈，工作臺(6)通過軸及水平支撐板(22)與車載式修井機架(21)相連組成一個整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載式全自動液壓油管鉗裝置，其特征是:油管鉗由主鉗(I)、背鉗(2)、連接板(3)彈簧支撐柱(17)組成，連接板(3)上帶有多個螺紋孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載式全自動液壓油管鉗裝置，其特征是:工作臺及運行導(dǎo)軌由工作臺(6)、水平導(dǎo)軌(4)、滑塊(16)、固定螺栓(7)、水平支撐板(22)組成；工作臺通過軸和水平支撐板(22)連接到車載式修井機架(21)上，每條導(dǎo)軌上有兩個滑塊(16)，滑塊(16)上有多個螺紋孔用于連接滑塊(16)與連接板(3)，工作臺前端裝有位置傳感器(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載式全自動液壓油管鉗裝置，其特征是:自動化卡瓦及吊卡由卡瓦(9)、卡瓦液壓缸(10)、吊卡(12)組成，卡瓦與卡瓦液壓缸通過傳遞構(gòu)件鉸鏈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述車載式全自動液壓油管鉗裝置，其特征是:液壓系統(tǒng)由齒輪泵(26)、油箱(28)、溢流閥(33)、電機(27)、水平缸電磁閥(25)、豎直缸電磁閥(29)、卡瓦電磁閥(30)、馬達電磁閥(23)、水平液壓缸(18)、豎直液壓缸(20)、卡瓦液壓缸(10)、主鉗馬達(14)、背鉗馬達(15)組成；每個電磁閥通過油管線與對應(yīng)的液壓元件相連，溢流閥(33)連接到系統(tǒng)的油路中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載式全自動液壓油管鉗裝置，其特征是:PLC控制系統(tǒng)(19)內(nèi)有控制單元、顯示單元，位置傳感器(5)、壓力傳感器(32)、感應(yīng)傳感器(13)元器件組成，位置傳感器(5)安裝在工作臺(6)的前端；感應(yīng)傳感器(13)安裝在主鉗(I)的頂端；壓力傳感器(32)安裝到系統(tǒng)的油路中。
【文檔編號】E21B19/16GK203978335SQ201420407626
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】趙軍友, 孫曉山, 左鵬 申請人:中國石油大學(xué)(華東)