專利名稱：機(jī)械化輪式通井機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種改進(jìn)的機(jī)械化輪式通井機(jī)，適用于油井、氣井、水井的中小修作業(yè)。
現(xiàn)有的修井設(shè)備有兩類一類是修井機(jī)，它在汽車底盤上裝有絞車、井架、流動系統(tǒng)、機(jī)械化工具及先進(jìn)的綜合設(shè)備。它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，重量大，在較差路面和無路面上難以行走。美國因車多、油田道路好，一開始就發(fā)展了這類輪式修井機(jī)。我國和蘇聯(lián)均因油田道路情況復(fù)雜，難以大量推廣這類修井機(jī)，尤其是國內(nèi)，此類修井機(jī)只占20～30％，而大量使用的是另一種類型的修井設(shè)備，即通井機(jī)。
通井機(jī)是在拖拉機(jī)底盤上裝個絞車。因拖拉機(jī)底盤臺面小，無法再安裝、攜帶修井用機(jī)械化工具和設(shè)備。故是種落后、簡陋、低廉的修井設(shè)備。其行駛速度慢(10km／h)，功率小，快繩的拉力小，速度也慢，最高3.7m／s，修井效率低，搬遷時因履帶破壞路面，不能在公路上行走，要借助大拖車，常因生產(chǎn)銜接不好而延誤工期，浪費(fèi)時間；同時在其上爬大拖車時常有翻機(jī)出現(xiàn)，造成事故。
本實用新型的目的是提供一種功率大、越野性好，并帶有機(jī)械化工具的輪式通井機(jī)。它具有快繩拉力大、速度高；底盤臺面大，能攜帶液壓轉(zhuǎn)盤、液壓動力鉗、液壓卡瓦、液壓錨頭等機(jī)械化設(shè)備。并能在無路面、環(huán)路面及公路上中速行駛。是種新型修井設(shè)備－－機(jī)械化輪式通井機(jī)。
本實用新型是以下述方式完成的機(jī)械化輪式通井機(jī)的設(shè)計特點(diǎn)有三。一是合理地選用工程機(jī)械用的簡易底盤進(jìn)行改造設(shè)計，將底盤車架分為前車架、中車架、后車架三個部分，并采用絞接式聯(lián)接及前后橋通用結(jié)構(gòu)，使得通井機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑減小，移動靈活；底盤臺面得到加大，有利于攜帶更多的修井用機(jī)械化設(shè)備。如液壓錨頭、液壓轉(zhuǎn)盤、液壓動力鉗、液壓卡瓦等。二有絞車安裝在中車架內(nèi)，中車架同絞車架合為一體，降低了設(shè)備重心，使采用大輪胎即23.5－25型大輪胎、結(jié)構(gòu)為4×4，成為可能。而大輪胎的采用使底盤的離地間隙增加1.2～2倍，同時又沒有提高車的重心和車的總高。從而增加了車的穩(wěn)定性和越野性。三是在輪式底盤上增加錨定裝置，錨定裝置由鉆地錨裝置和液壓支座組成，解決了通井機(jī)作業(yè)時的定位、穩(wěn)定問題。使得本實用新型提高絞車快繩拉力和快繩速度成為可能?，F(xiàn)有通井機(jī)沒有這些結(jié)構(gòu)，常常會因為底盤重量不足和輪胎的彈性限制了快繩拉力和速度的提高。否則將引起通井機(jī)活動和不能工作。
機(jī)械化輪式通井機(jī)主要由下述五個部分來完成上述設(shè)計思想的，它們是輪式底盤、絞車、鉆地錨裝置、液壓支座、液壓小絞車。輪式底盤是其他設(shè)備的移動式底座，并為其設(shè)備提供行走和工作動力。它包括發(fā)動機(jī)、變矩器、變速箱、鉸接式車架、傳動裝置、液壓電氣系統(tǒng)、還包含大輪胎行走部分及轉(zhuǎn)向、制動機(jī)構(gòu)。其中鉸接式車架是由前車架，中車架和后車架組成的大臺面車架體。前車架和中車架通過兩個銷子鉸接在一起，中車架和后車架用螺栓或焊接方式聯(lián)成一體。而中車架的中間安裝有絞車滾筒和剎帶系統(tǒng)，中車架同絞車架是一體，故也可稱中車架為絞車架，這是該機(jī)的一大特點(diǎn)。鉸車架下面有錐齒輪箱和前萬向軸支承，后面是齒輪減速器，其兩邊的前側(cè)各固定一個鉆地錨、液壓馬達(dá)。
后車架的中間安裝有發(fā)動機(jī)，下面安裝著后橋及兩個液壓支座，上面有駕駛室、發(fā)動機(jī)護(hù)罩和操縱系統(tǒng)。兩外側(cè)有燃油箱和液壓油箱、兩油箱外各有一個上下梯子，兩油箱上面裝設(shè)著臺板。
絞車是由絞車架、滾筒、剎帶系統(tǒng)和減速器組成。除絞車架是同中車架合為一體，其他均為常規(guī)式，但滾筒的軸向尺寸要盡量緊湊，便于裝到絞車架上。絞車也可以采用其他的型式。
鉆地錨裝置是該機(jī)的又一大特點(diǎn)，它由液馬達(dá)、減速裝置、加壓起升液缸、方鉆桿、地錨、地錨壓盤和拉桿組成，安裝在絞車架的兩側(cè)，絞車軸的前方。它的作用原理是液馬達(dá)輸出的動力經(jīng)二個雙聯(lián)行星輪的ZK－H行星減速器和一級園柱齒輪減速到大齒輪；再由大齒輪中方孔傳到方鉆桿，驅(qū)動相聯(lián)接的地錨旋轉(zhuǎn)，同時在方鉆桿上有液缸加壓，地錨鉆入土壤中。當(dāng)錨定的拉力不足時，還可加入1～2根短節(jié)，使地錨鉆入更深一些，最后地錨和方鉆桿斷開，用兩拉桿把地錨和中車架聯(lián)接，在絞車的快繩拉力或動載超過通井機(jī)的總重時起固定和穩(wěn)定的作用。
液壓支座是常規(guī)型的液壓千斤構(gòu)成。共有四個，分別安裝在前車架的前左右側(cè)，每側(cè)一個；后車架的后左右兩側(cè)，每側(cè)一個。當(dāng)通井機(jī)行走時，液壓支座可以收起，以便通井機(jī)移動或行走。當(dāng)通井機(jī)進(jìn)行修井作業(yè)時，下支承和底座可以落下，直到底座牢固的支承到地面為止，以便支承穩(wěn)定底盤。
液壓小絞車安裝在前車架的中后部，結(jié)構(gòu)可采用常規(guī)型。
由于本實用新型采用了錨定裝置，鉸接型車架和大直徑輪胎，才有效的提高了通井機(jī)的功率、行走速度和越野性能。使其工作性能接近和超過先進(jìn)的修井機(jī)。與現(xiàn)有的通井機(jī)相比不僅能在公路上行駛，也可在無公路路面上行駛。并省去了搬遷用的拖車，減少了發(fā)生事故的因素。又因底盤臺面大，可攜帶修井用機(jī)械化設(shè)備和工具，能減輕修井工人繁重的體力勞動。
經(jīng)下將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1是該機(jī)械化輪式通井機(jī)的主視圖。
圖2是該機(jī)械化輪式通井機(jī)的俯視圖。
圖3是該機(jī)械化輪式通井機(jī)的傳動原理圖。
圖4是該機(jī)械化輪式通井機(jī)鉆地錨裝置的示意圖。
參看
圖1、圖2、圖3可以看到組成機(jī)械化輪式通井機(jī)的輪式底盤［1］、絞車［2］、鉆地錨裝置［3］、液壓支座［4、5］和液壓小絞車［6］和安裝位置。
其中輪式底盤［1］是由發(fā)動機(jī)［33］、變矩器［31］、變速箱［32］、護(hù)罩［7］、駕駛室［9］、前橋［21］、后橋［8］、后車架［12］、中車架［13］、前車架［20］組成。絞接銷［19］是聯(lián)接前車架［20］和中車架［13］的元件。轉(zhuǎn)向時前后車架圍繞著鉸接銷［19］轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)角為0～35°左右。
絞車［2］安裝在中車架［13］的中央。絞車［2］由絞車滾筒［14］、剎帶系統(tǒng)［15］和絞車減速箱［29］組成。絞車架(中車架)［13］下面有錐齒輪箱［30］和驅(qū)動絞車的萬向軸［28］、絞車架［13］下面還有通向前橋［21］的半萬向軸［22］，由于半萬向軸［22］過長增加了中間支承［23］。
該機(jī)的動力傳遞過程是動力由發(fā)動機(jī)［33］發(fā)出經(jīng)變矩器［31］變速箱［32］分成兩路，一路由前萬向軸［22］、后萬向軸［68］到前橋［21］和后橋［8］，以驅(qū)動車輪前進(jìn)；另一路經(jīng)絞車萬向軸［28］到錐齒輪箱［30］再經(jīng)絞車［2］的減速箱［29］到滾筒［14］，驅(qū)動滾筒［14］旋轉(zhuǎn)。滾筒［14］帶動鋼絲繩并經(jīng)通井機(jī)外的井架、游動系統(tǒng)起升鉆具。
變矩器［31］是單級四元件變矩器，由泵輪［37］一級渦輪［35］、二級渦輪［34］及導(dǎo)輪［36］組成、導(dǎo)輪［36］和箱體固定在一起。泵輪［37］和發(fā)動機(jī)［33］的飛輪相聯(lián)接，輸入動力，并且通過齒輪［38］同齒輪［39］嚙合，以驅(qū)動液壓泵［45］輸出高壓油，以供應(yīng)轉(zhuǎn)向、變矩器［31］、變速箱［32］、機(jī)械化工具及鉆地錨裝置［3］、液壓支座［4、5］用的液動力(高壓油)。當(dāng)外負(fù)載小，高速時，二級渦輪［34］單獨(dú)工作，當(dāng)外界阻力增加、速度降低時(發(fā)動機(jī)及泵輪的速度不變)，變矩器［31］可自動轉(zhuǎn)換為一、二級渦輪同時工作。
變矩器［31］的二級渦輪［34］通過其輸出齒輪［41］可將動力傳至變速箱［32］的輸入齒輪［40］。變矩器［31］的一級渦輪［35］通過其輸出齒輪［42］可將動力傳至超越離合器［44］的外環(huán)齒輪［43］。當(dāng)外界負(fù)載小時，輸入齒輪［40］比外環(huán)齒輪［43］的轉(zhuǎn)速高，超越離合器［44］滾子空轉(zhuǎn)、二級渦輪單獨(dú)工作。
當(dāng)外界載荷增大時，迫使變速箱的輸入齒輪［40］轉(zhuǎn)速下降，當(dāng)其小于超越離合器［44］外環(huán)齒輪［43］的轉(zhuǎn)速時，超越離合器［44］的滾子被楔緊，外環(huán)齒輪［43］和輸入齒輪［40］結(jié)合在一起，此時一、二級渦輪同時工作。
變速箱［32］是液力換檔變速箱，由兩個由太陽輪輸入的2K－H行星排［47、49］，并有兩個前進(jìn)檔和一個倒檔。原理是倒檔離合器［46］制動時，固定了倒檔行星排［47］的行星架，動力由太陽輪輸入，內(nèi)齒圈輸出，經(jīng)倒檔行星排［47］的行星架反向到輸出軸［53］即為倒檔。當(dāng)?shù)退匐x合器［48］制動時(倒檔離合器［46］釋放)，把低速行星排［49］的內(nèi)齒圈制動，動力由低速行星排［49］的行星架正向輸出到輸出軸［53］，此時為低速檔；當(dāng)高速離合器［50］掛合時，把太陽輪和輸出軸［53］(即倒檔行星排［47］的內(nèi)齒圈和低速行星排［49］的行星架)結(jié)合在一起、行星排［47、49］之間無相對運(yùn)動，傳動比為11，此時傳動為直接檔，即高速檔。這樣輸出軸［53］就有兩個前進(jìn)檔和一個倒檔。
當(dāng)通井機(jī)在環(huán)路面上行走時，可采用前后輪驅(qū)動，即將行走離合器［52］同齒輪［51］掛合時，動力就可經(jīng)齒輪［66］、輸出軸［65］、半萬向軸［27］、萬向軸［22］傳到前橋［21］，當(dāng)離合器［67］同軸掛合時，動力就可經(jīng)后橋萬向軸［68］傳到后橋［8］，從而達(dá)到前后橋全驅(qū)動。前后橋是相似的，具有常規(guī)型主傳動器［64］和輪邊行星減速器［63］。在平坦的路面上行駛時，可摘開后橋離合器［67］，這時只有前橋驅(qū)動。當(dāng)通井機(jī)不行走時，可摘開行走離合器［52］，使輸出軸［53］和齒輪［51］脫開，動力也就同前后萬向軸［27、68］分開。
絞車工作時，可使絞車離合器［54］同軸［53］掛合，動力可經(jīng)絞車萬向軸［28］、小錐齒輪［61］、大錐齒輪［62］、小園柱齒輪［60］、橢輪［59］、大齒輪［58］、絞車軸［57］、滾筒離合器［56］傳到滾筒［14］，滾筒［14］便可旋轉(zhuǎn)，從而帶動快繩以便提升鉆具。
當(dāng)下放鉆具時，可摘開滾筒離合器［56］，即可靠鉆具自身重量下放鉆具。并借助剎帶［15］來控制鉆具下放的速度或停止。
參見
圖1、圖4，鉆地錨裝置主要由液壓馬達(dá)［16］、方鉆桿［17］、加壓起升用的雙向液缸［18］拉桿［24］、地錨壓盤［25］、地錨［26］及減速機(jī)構(gòu)［69、70、71］組成，而減速機(jī)構(gòu)［69、70、71］是由雙行星輪2K－H減速器［70］、大齒輪［69］、小齒輪［71］組成。其中液馬達(dá)［16］作鉆地錨裝置的動力機(jī)，它通過2K－H雙行星輪減速器［70］、園柱小齒輪［71］和大齒輪［69］進(jìn)行減速。再由方鉆桿［17］去帶動地錨［26］，同時方鉆桿兩側(cè)，有加壓、起升雙向液缸［18］可對地錨［26］邊加壓邊旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)劐^旋入地下，即可將方鉆桿［17］和地錨［26］分開。為了增穩(wěn)性地錨上加有壓盤［25］。再利用拉桿［24］把中車架［13］和地錨［26］聯(lián)接在一起。
權(quán)利要求1.一個由輪式底盤[1]、絞車[2]組成的機(jī)械化輪式通井機(jī)，其特征是輪式底盤[1]采用大輪胎和鉸接型車架，其上裝有絞車[2]、鉆地錨裝置[3]、前后液壓支座[4、5]、液壓小絞車[6]及其他修井用機(jī)械化設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械化輪式通井機(jī)，其特征是輪式底盤［1］包括發(fā)動機(jī)［33］、變矩器［31］、變速箱［32］、鉸接型車架［20、13、12］、傳動裝置、液電系統(tǒng)及大輪胎行走、轉(zhuǎn)向、制動機(jī)構(gòu)，其中發(fā)動機(jī)［33］、變矩器［31］、變速箱［32］與通井機(jī)共用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械化輪式通井機(jī)，鉸接式車架是由前車架［20］、中車架［13］、后車架［12］組成大臺面的車架體，前車架、中車架采用鉸接銷［19］聯(lián)接，中車架和后車架靠螺栓或焊接方式聯(lián)接，中車架［13］同絞車架［13］合為一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械化輪式通井機(jī)，其特征是輪式底盤［1］的輪胎為23.5－25型大輪胎，結(jié)構(gòu)為4×4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械化輪式通井機(jī)，其特征是鉆地錨裝置［3］由液壓馬達(dá)［16］、減速機(jī)構(gòu)［69、70、71］、加壓起升液缸［18］、方鉆桿［17］、兩根拉桿［24］、地錨壓盤［25］、地錨［26］及他們的附件組成，它安裝在絞車架［13］的兩側(cè)，絞車軸的前方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械化輪式通井機(jī)，其特征是前、后液壓支座［4、5］共有四個，主要由液壓千斤構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)可以是常規(guī)型的。
專利摘要本實用新型公開了一種新型機(jī)械化輪式通井機(jī)，適用于石油修井作業(yè)。它具有高越野性、大功率、大輪胎的簡易底盤、鉆地錨裝置、機(jī)械化設(shè)備及與車架合一的絞車組成。其動力由發(fā)動機(jī)經(jīng)變矩器到變速箱分成兩路，一路到前后橋，起行走作用，另一路經(jīng)錐齒輪箱、絞車減速器傳至滾筒，可進(jìn)行起下作業(yè)。該機(jī)功率大，行駛速度快、越野性好，又因有了地錨固定裝置，通井機(jī)的提升載荷和速度不受機(jī)體重量的限制，具有成本低、機(jī)械化程度高、修井效率高等特點(diǎn)。
文檔編號E21B23/00GK2035378SQ8820979
公開日1989年4月5日 申請日期1988年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月24日
發(fā)明者王為民, 郭忠順, 李正江, 李運(yùn)良, 郝紹銀, 荊蓬, 孫利民, 秦桂林, 黃營林, 王宏 申請人:蘭州石油機(jī)械研究所