专利名称：机械化轮式通井机的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种改进的机械化轮式通井机，适用于油井、气井、水井的中小修作业。
现有的修井设备有两类一类是修井机，它在汽车底盘上装有绞车、井架、流动系统、机械化工具及先进的综合设备。它的结构复杂、成本高，重量大，在较差路面和无路面上难以行走。美国因车多、油田道路好，一开始就发展了这类轮式修井机。我国和苏联均因油田道路情况复杂，难以大量推广这类修井机，尤其是国内，此类修井机只占20～30％，而大量使用的是另一种类型的修井设备，即通井机。
通井机是在拖拉机底盘上装个绞车。因拖拉机底盘台面小，无法再安装、携带修井用机械化工具和设备。故是种落后、简陋、低廉的修井设备。其行驶速度慢(10km／h)，功率小，快绳的拉力小，速度也慢，最高3.7m／s，修井效率低，搬迁时因履带破坏路面，不能在公路上行走，要借助大拖车，常因生产衔接不好而延误工期，浪费时间；同时在其上爬大拖车时常有翻机出现，造成事故。
本实用新型的目的是提供一种功率大、越野性好，并带有机械化工具的轮式通井机。它具有快绳拉力大、速度高；底盘台面大，能携带液压转盘、液压动力钳、液压卡瓦、液压锚头等机械化设备。并能在无路面、环路面及公路上中速行驶。是种新型修井设备－－机械化轮式通井机。
本实用新型是以下述方式完成的机械化轮式通井机的设计特点有三。一是合理地选用工程机械用的简易底盘进行改造设计，将底盘车架分为前车架、中车架、后车架三个部分，并采用绞接式联接及前后桥通用结构，使得通井机转弯半径减小，移动灵活；底盘台面得到加大，有利于携带更多的修井用机械化设备。如液压锚头、液压转盘、液压动力钳、液压卡瓦等。二有绞车安装在中车架内，中车架同绞车架合为一体，降低了设备重心，使采用大轮胎即23.5－25型大轮胎、结构为4×4，成为可能。而大轮胎的采用使底盘的离地间隙增加1.2～2倍，同时又没有提高车的重心和车的总高。从而增加了车的稳定性和越野性。三是在轮式底盘上增加锚定装置，锚定装置由钻地锚装置和液压支座组成，解决了通井机作业时的定位、稳定问题。使得本实用新型提高绞车快绳拉力和快绳速度成为可能。现有通井机没有这些结构，常常会因为底盘重量不足和轮胎的弹性限制了快绳拉力和速度的提高。否则将引起通井机活动和不能工作。
机械化轮式通井机主要由下述五个部分来完成上述设计思想的，它们是轮式底盘、绞车、钻地锚装置、液压支座、液压小绞车。轮式底盘是其他设备的移动式底座，并为其设备提供行走和工作动力。它包括发动机、变矩器、变速箱、铰接式车架、传动装置、液压电气系统、还包含大轮胎行走部分及转向、制动机构。其中铰接式车架是由前车架，中车架和后车架组成的大台面车架体。前车架和中车架通过两个销子铰接在一起，中车架和后车架用螺栓或焊接方式联成一体。而中车架的中间安装有绞车滚筒和刹带系统，中车架同绞车架是一体，故也可称中车架为绞车架，这是该机的一大特点。铰车架下面有锥齿轮箱和前万向轴支承，后面是齿轮减速器，其两边的前侧各固定一个钻地锚、液压马达。
后车架的中间安装有发动机，下面安装着后桥及两个液压支座，上面有驾驶室、发动机护罩和操纵系统。两外侧有燃油箱和液压油箱、两油箱外各有一个上下梯子，两油箱上面装设着台板。
绞车是由绞车架、滚筒、刹带系统和减速器组成。除绞车架是同中车架合为一体，其他均为常规式，但滚筒的轴向尺寸要尽量紧凑，便于装到绞车架上。绞车也可以采用其他的型式。
钻地锚装置是该机的又一大特点，它由液马达、减速装置、加压起升液缸、方钻杆、地锚、地锚压盘和拉杆组成，安装在绞车架的两侧，绞车轴的前方。它的作用原理是液马达输出的动力经二个双联行星轮的ZK－H行星减速器和一级园柱齿轮减速到大齿轮；再由大齿轮中方孔传到方钻杆，驱动相联接的地锚旋转，同时在方钻杆上有液缸加压，地锚钻入土壤中。当锚定的拉力不足时，还可加入1～2根短节，使地锚钻入更深一些，最后地锚和方钻杆断开，用两拉杆把地锚和中车架联接，在绞车的快绳拉力或动载超过通井机的总重时起固定和稳定的作用。
液压支座是常规型的液压千斤构成。共有四个，分别安装在前车架的前左右侧，每侧一个；后车架的后左右两侧，每侧一个。当通井机行走时，液压支座可以收起，以便通井机移动或行走。当通井机进行修井作业时，下支承和底座可以落下，直到底座牢固的支承到地面为止，以便支承稳定底盘。
液压小绞车安装在前车架的中后部，结构可采用常规型。
由于本实用新型采用了锚定装置，铰接型车架和大直径轮胎，才有效的提高了通井机的功率、行走速度和越野性能。使其工作性能接近和超过先进的修井机。与现有的通井机相比不仅能在公路上行驶，也可在无公路路面上行驶。并省去了搬迁用的拖车，减少了发生事故的因素。又因底盘台面大，可携带修井用机械化设备和工具，能减轻修井工人繁重的体力劳动。
经下将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
图1是该机械化轮式通井机的主视图。
图2是该机械化轮式通井机的俯视图。
图3是该机械化轮式通井机的传动原理图。
图4是该机械化轮式通井机钻地锚装置的示意图。
参看
图1、图2、图3可以看到组成机械化轮式通井机的轮式底盘［1］、绞车［2］、钻地锚装置［3］、液压支座［4、5］和液压小绞车［6］和安装位置。
其中轮式底盘［1］是由发动机［33］、变矩器［31］、变速箱［32］、护罩［7］、驾驶室［9］、前桥［21］、后桥［8］、后车架［12］、中车架［13］、前车架［20］组成。绞接销［19］是联接前车架［20］和中车架［13］的元件。转向时前后车架围绕着铰接销［19］转动，转角为0～35°左右。
绞车［2］安装在中车架［13］的中央。绞车［2］由绞车滚筒［14］、刹带系统［15］和绞车减速箱［29］组成。绞车架(中车架)［13］下面有锥齿轮箱［30］和驱动绞车的万向轴［28］、绞车架［13］下面还有通向前桥［21］的半万向轴［22］，由于半万向轴［22］过长增加了中间支承［23］。
该机的动力传递过程是动力由发动机［33］发出经变矩器［31］变速箱［32］分成两路，一路由前万向轴［22］、后万向轴［68］到前桥［21］和后桥［8］，以驱动车轮前进；另一路经绞车万向轴［28］到锥齿轮箱［30］再经绞车［2］的减速箱［29］到滚筒［14］，驱动滚筒［14］旋转。滚筒［14］带动钢丝绳并经通井机外的井架、游动系统起升钻具。
变矩器［31］是单级四元件变矩器，由泵轮［37］一级涡轮［35］、二级涡轮［34］及导轮［36］组成、导轮［36］和箱体固定在一起。泵轮［37］和发动机［33］的飞轮相联接，输入动力，并且通过齿轮［38］同齿轮［39］啮合，以驱动液压泵［45］输出高压油，以供应转向、变矩器［31］、变速箱［32］、机械化工具及钻地锚装置［3］、液压支座［4、5］用的液动力(高压油)。当外负载小，高速时，二级涡轮［34］单独工作，当外界阻力增加、速度降低时(发动机及泵轮的速度不变)，变矩器［31］可自动转换为一、二级涡轮同时工作。
变矩器［31］的二级涡轮［34］通过其输出齿轮［41］可将动力传至变速箱［32］的输入齿轮［40］。变矩器［31］的一级涡轮［35］通过其输出齿轮［42］可将动力传至超越离合器［44］的外环齿轮［43］。当外界负载小时，输入齿轮［40］比外环齿轮［43］的转速高，超越离合器［44］滚子空转、二级涡轮单独工作。
当外界载荷增大时，迫使变速箱的输入齿轮［40］转速下降，当其小于超越离合器［44］外环齿轮［43］的转速时，超越离合器［44］的滚子被楔紧，外环齿轮［43］和输入齿轮［40］结合在一起，此时一、二级涡轮同时工作。
变速箱［32］是液力换档变速箱，由两个由太阳轮输入的2K－H行星排［47、49］，并有两个前进档和一个倒档。原理是倒档离合器［46］制动时，固定了倒档行星排［47］的行星架，动力由太阳轮输入，内齿圈输出，经倒档行星排［47］的行星架反向到输出轴［53］即为倒档。当低速离合器［48］制动时(倒档离合器［46］释放)，把低速行星排［49］的内齿圈制动，动力由低速行星排［49］的行星架正向输出到输出轴［53］，此时为低速档；当高速离合器［50］挂合时，把太阳轮和输出轴［53］(即倒档行星排［47］的内齿圈和低速行星排［49］的行星架)结合在一起、行星排［47、49］之间无相对运动，传动比为11，此时传动为直接档，即高速档。这样输出轴［53］就有两个前进档和一个倒档。
当通井机在环路面上行走时，可采用前后轮驱动，即将行走离合器［52］同齿轮［51］挂合时，动力就可经齿轮［66］、输出轴［65］、半万向轴［27］、万向轴［22］传到前桥［21］，当离合器［67］同轴挂合时，动力就可经后桥万向轴［68］传到后桥［8］，从而达到前后桥全驱动。前后桥是相似的，具有常规型主传动器［64］和轮边行星减速器［63］。在平坦的路面上行驶时，可摘开后桥离合器［67］，这时只有前桥驱动。当通井机不行走时，可摘开行走离合器［52］，使输出轴［53］和齿轮［51］脱开，动力也就同前后万向轴［27、68］分开。
绞车工作时，可使绞车离合器［54］同轴［53］挂合，动力可经绞车万向轴［28］、小锥齿轮［61］、大锥齿轮［62］、小园柱齿轮［60］、椭轮［59］、大齿轮［58］、绞车轴［57］、滚筒离合器［56］传到滚筒［14］，滚筒［14］便可旋转，从而带动快绳以便提升钻具。
当下放钻具时，可摘开滚筒离合器［56］，即可靠钻具自身重量下放钻具。并借助刹带［15］来控制钻具下放的速度或停止。
参见
图1、图4，钻地锚装置主要由液压马达［16］、方钻杆［17］、加压起升用的双向液缸［18］拉杆［24］、地锚压盘［25］、地锚［26］及减速机构［69、70、71］组成，而减速机构［69、70、71］是由双行星轮2K－H减速器［70］、大齿轮［69］、小齿轮［71］组成。其中液马达［16］作钻地锚装置的动力机，它通过2K－H双行星轮减速器［70］、园柱小齿轮［71］和大齿轮［69］进行减速。再由方钻杆［17］去带动地锚［26］，同时方钻杆两侧，有加压、起升双向液缸［18］可对地锚［26］边加压边旋转，当地锚旋入地下，即可将方钻杆［17］和地锚［26］分开。为了增稳性地锚上加有压盘［25］。再利用拉杆［24］把中车架［13］和地锚［26］联接在一起。
权利要求1.一个由轮式底盘[1]、绞车[2]组成的机械化轮式通井机，其特征是轮式底盘[1]采用大轮胎和铰接型车架，其上装有绞车[2]、钻地锚装置[3]、前后液压支座[4、5]、液压小绞车[6]及其他修井用机械化设备。
2.根据权利要求1所述的机械化轮式通井机，其特征是轮式底盘［1］包括发动机［33］、变矩器［31］、变速箱［32］、铰接型车架［20、13、12］、传动装置、液电系统及大轮胎行走、转向、制动机构，其中发动机［33］、变矩器［31］、变速箱［32］与通井机共用。
3.根据权利要求2所述的机械化轮式通井机，铰接式车架是由前车架［20］、中车架［13］、后车架［12］组成大台面的车架体，前车架、中车架采用铰接销［19］联接，中车架和后车架靠螺栓或焊接方式联接，中车架［13］同绞车架［13］合为一体。
4.根据权利要求1或2所述的机械化轮式通井机，其特征是轮式底盘［1］的轮胎为23.5－25型大轮胎，结构为4×4。
5.根据权利要求1所述的机械化轮式通井机，其特征是钻地锚装置［3］由液压马达［16］、减速机构［69、70、71］、加压起升液缸［18］、方钻杆［17］、两根拉杆［24］、地锚压盘［25］、地锚［26］及他们的附件组成，它安装在绞车架［13］的两侧，绞车轴的前方。
6.根据权利要求1所述的机械化轮式通井机，其特征是前、后液压支座［4、5］共有四个，主要由液压千斤构成，其结构可以是常规型的。
专利摘要本实用新型公开了一种新型机械化轮式通井机，适用于石油修井作业。它具有高越野性、大功率、大轮胎的简易底盘、钻地锚装置、机械化设备及与车架合一的绞车组成。其动力由发动机经变矩器到变速箱分成两路，一路到前后桥，起行走作用，另一路经锥齿轮箱、绞车减速器传至滚筒，可进行起下作业。该机功率大，行驶速度快、越野性好，又因有了地锚固定装置，通井机的提升载荷和速度不受机体重量的限制，具有成本低、机械化程度高、修井效率高等特点。
文档编号E21B23/00GK2035378SQ8820979
公开日1989年4月5日 申请日期1988年8月24日 优先权日1988年8月24日
发明者王为民, 郭忠顺, 李正江, 李运良, 郝绍银, 荆蓬, 孙利民, 秦桂林, 黄营林, 王宏 申请人:兰州石油机械研究所