一种油管自动操作系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种油管自动操作系统，包括推出装置、与推出装置对接的吊卡和用于提升吊卡的吊环，推出装置安装在修井平台上，所述吊卡和吊环位于修井平台的上方；吊卡包括吊卡本体和活页，活页通过活页轴铰接在吊卡本体上；吊卡本体和活页上分别开设有半圆柱体形阶梯孔，两个半圆柱体形阶梯孔共同组成一个圆柱体形阶梯孔；在本体上固设有马达，马达的驱动轴配置有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮安装在活页轴上，从动齿轮与活页连接固定。本发明机械自动化程度高，推出装置、吊卡均可自动运行，可实现油管的自动起吊和下放，大大提高了工作效率；不需要操作工人站在井口辅助操作，保证了工作人员的安全，降低了工作人员的劳动强度。
【专利说明】
一种油管自动操作系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及修井机辅助设备技术领域，具体涉及一种油管吊卡自动操作系统。【背景技术】
[0002]现有的修井机自动化程度低，在修井时无法完全脱离人工辅助，通常需要工作人员站在井口，打开吊卡卡住油管，该操作过程单调、频繁，工序复杂，工作人员劳动强度大， 要求工人精力高度集中，动作配合灵活准确，工作效率低；而且作业危险性大，易发生油管崩扣、高空落物等，造成重大工程和人身伤亡的事故，直接危害井口工作人员的安全;井内液体还会喷洒井场，污染环境;若遇到有溢流或雨雪天气，正常作业就会受到影响;野外修井作业环境恶劣，冬天井场易结冰打滑，操作不灵活，工作人员容易受伤;特别是西部地区， 油井较深、自然环境条件十分严酷。因此，有必要对现有技术进行改进。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种安全性好、劳动强度低、可靠性高的油管吊卡自动操作系统。
[0004]本发明采用的技术方案是:一种油管自动操作系统，包括推出装置、与推出装置对接的吊卡和用于提升吊卡的吊环，所述推出装置安装在修井平台上，所述吊卡和吊环位于修井平台的上方;所述吊卡包括吊卡本体和活页，活页通过活页轴铰接在吊卡本体上；吊卡本体和活页上分别开设有半圆柱体形阶梯孔，两个半圆柱体形阶梯孔共同组成一个圆柱体形阶梯孔;在本体上固设有马达，马达的驱动轴配置有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮安装在活页轴上，从动齿轮与活页连接固定;在本体的两端设置有与吊环连接的吊耳，吊耳上连接有翻转机构。
[0005]按上述方案，所述翻转机构包括翻转气缸架和翻转气缸，所述翻转气缸架通过安全销与吊耳连接固定，翻转气缸架与翻转气缸的有杆端铰接，翻转气缸的无杆端与夹紧块铰接，夹紧块固定在吊环上。
[0006]按上述方案，所述吊卡还包括第一锁定装置，第一锁定装置包括第一锁销和第一锁销气缸，所述第一锁销和第二锁销气缸均分别安装在活页上，第一锁销气缸的有杆端与第一锁销的销轴连接。[〇〇〇7]按上述方案，所述吊卡还包括第二锁定装置，第二锁定装置包括第二锁销和第二锁销气缸，第二锁销和第二锁销气缸均安装在吊卡本体上，第二锁销气缸的有杆端与第二锁销的销轴连接。
[0008]按上述方案，所述活页上安设有把手。[〇〇〇9]按上述方案，所述推出装置包括推出底座，推出底座上安装有推出气缸，推出气缸的有杆端固定连接有钳爪开合气缸座，钳爪开合气缸座上安设有钳爪开合气缸和钳爪支架，钳爪开合气缸的无杆端与钳爪开合气缸座铰接，钳爪开合气缸的有杆端与钳爪铰接，钳爪的两侧均分别铰接在钳爪支架上。
[0010]按上述方案，在钳爪的内侧安设有垫块。
[0011]按上述方案，所述推出底座上安设有两个推出气缸。
[0012]按上述方案，所述钳爪开合气缸座上安设有两个钳爪开合气缸，每个钳爪开合气缸与一个钳爪铰接。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是:1)本发明机械自动化程度高，推出装置、 吊耳、吊卡均可自动运行，操作方便;其中吊卡模拟人工操作，通过齿轮机构自动关闭和打开，可实现油管的自动起吊和下放，大大提高了工作效率;2)不需要操作工人站在井口辅助操作，一方面可使工作人员远离井口恶劣的工作环境，保证了工作人员的安全，另一方面大大降低了工作人员的劳动强度，避免了工作人员重复疲劳工作;3)本发明以马达和气缸为动力源，设计合理，维修方便;4)本发明安全性好、可靠性高，实用性强。【附图说明】
[0014]图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。
[0015]图2为本实施例的俯视图。
[0016]图3为本实施例中吊卡和吊环的结构示意图。[〇〇17]图4为图3的俯视图。
[0018]图5为本实施例中翻转机构的示意图。
[0019]图6为本实施例中推出装置的结构示意图。
[0020]其中:1、修井平台；2、支架;3、推出装置;4、吊环；5、吊卡;6、推出底座；7、移动气缸;8、螺母;9、旋转销；10、钳爪开合气缸；11、连接销；12、垫块；13、钳爪；14、钳爪转动销； 15、钳爪支架；16、钳爪开合气缸座；17、马达;18、主动齿轮;19、驱动轴;20、从动齿轮;21、活页轴;22、第一锁销;23、第二锁销气缸;24、吊卡本体;25、第一转动销;26、翻转气缸架;27、 安全销;28、翻转气缸;29、第二转动销;30、夹紧块;31、第二锁销;32、第一锁销气缸;33、活页;34、把手;35、吊耳。【具体实施方式】
[0021]为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
[0022]如图1和图2所示的一种油管自动操作系统，包括推出装置3、与推出装置3对接的吊环4和吊卡5,推出装置3安装在修井平台1上，吊环4用来起吊吊卡5,吊环4和吊卡5均位于修井平台1的上方。[〇〇23] 如图3和图4所示，本实施例的吊卡5包括吊卡本体24和活页33,活页33通过活页轴 21铰接在吊卡本体24上；吊卡本体24和活页33上分别开设有半圆柱体形阶梯孔，两个半圆柱体形阶梯孔共同组成一个圆柱体形阶梯孔;在吊卡本体24上固设有马达17,马达17的驱动轴19配置有主动齿轮18，带动主动齿轮18转动;主动齿轮18与从动齿轮20啮合，从动齿轮 20安装在活页轴21上，从动齿轮20与活页33连接固定，带动活页33绕活页轴21转动，活页33 上安设有把手34;吊卡5还包括均用于锁定活页33的第一锁定装置和第二锁定装置，其中， 第一锁定装置包括第一锁销22和第一锁销气缸32,第一锁销22和第一锁销气缸32均分别安装在活页33上，第一锁销气缸32的有杆端与第一锁销22的销轴相连，第一锁销气缸32将第一锁销22推入吊卡本体24,即可实现活页33的锁定;第二锁定装置包括第二锁销31和第二锁销气缸23,第二锁销31和第二锁销气缸23均安装在吊卡本体24上，第二锁销气缸23的有杆端与第二锁销31的销轴相连，第二锁销气缸23将第二锁销31推入吊卡本体24,即可实现活页33的锁定。
[0024]在吊卡本体24的两端设置有与吊环4连接的吊耳35,吊耳35的外侧安设有翻转机构；如图5所示，翻转机构包括翻转气缸架26和翻转气缸28，翻转气缸架26通过安全销27与吊耳35连接，翻转气缸架26通过第一转动销25与翻转气缸28的有杆端铰接，翻转气缸28的无杆端通过第二转动销29与夹紧块30铰接，夹紧块30固定在吊环4上。
[0025]如图6所示，推出装置3包括推出底座6，推出底座6上安装有两个移动气缸7，两个移动气缸7的有杆端通过螺母8与钳爪开合气缸座16螺纹连接，钳爪开合气缸座16上安设有两个钳爪开合气缸10和两个钳爪支架15,钳爪开合气缸10的无杆端通过旋转销9与钳爪开合气缸座16连接，钳爪开合气缸10的有杆端通过连接销11与钳爪13铰接，钳爪13的两个钳脚分别通过钳爪转动销14铰接在钳爪支架15上;钳爪13的内侧设置有垫块12。[〇〇26]本发明中，活页33的具体工作过程为:吊卡5的第一锁销气缸32和第二锁销气缸23 启动，第一锁销气缸32的活塞杆伸长，将第一锁销22的销轴向上顶起，第二锁销气缸23的活塞杆将第二锁销31的销轴向上顶起，活页33解锁，马达17逆时针转动，通过驱动轴19带动主动齿轮18逆时针转动，从动齿轮20随之带动活页33顺时针转动，打开活页33;吊卡5卡住油管后，关闭活页33;活页33关闭后，第一锁销气缸32和第二锁销气缸23缩回，第一锁销22和第二锁销31回复到原位，锁定活页33。
[0027]本发明用于起油管和下油管两种情况，起油管是指将油井内的油管吊出油井井口；下油管是指将油管下放至油井内。本发明起油管的具体过程为:油管起吊时，先由液压大钳对油管进行卸扣，卸扣完成后，司钻上提油管一段距离，然后通过扶正装置将油管的下端推到管道运移装置上，再由司钻控制滚筒逆时针转动下放油管，油管的下端沿着管道运移装置下滑，油管的上端卡在吊卡5上下放至地面的排管架上；当油管下放完成后，支架2从待机位置运动到工作位置;油管下放至预定位置后，司钻控制滚筒停转，打开吊卡5的活页 33释放油管；当油管下放停住后，司钻控制推出装置3启动接住吊环4(推出装置3的移动气缸7伸出，推动钳爪开合气缸座16向前运动，钳爪开合气缸座16通过钳爪支架15带动钳爪13 向前运动;在移动气缸7伸出的同时，钳爪开合气缸10伸出，钳爪13在钳爪转动销14的作用下张开至可抓住吊环4,移动气缸7停止伸出，钳爪开合气缸10收缩，带动钳爪13绕着钳爪转动销14闭合，抓住吊环4);司钻观察到吊卡5的活页33打开、推出装置3的钳爪13抓住吊环4 后，控制管道运移装置向下运动一段距离，吊卡5完全释放油管，并让出吊卡5向回运动的空间；接着，司钻控制推出装置3带动吊卡5回到井口位置(推出装置3的移动气缸7收缩，带动钳爪开合气缸座16向回运动，钳爪开合气缸座16通过钳爪支架15带动钳爪13向回运动，吊环4和吊卡5随之向井口的油管运动)；当吊卡5触碰到井口的油管后，司钻控制吊卡5的活页 33关闭，卡住油管，锁定活页33;活页33锁定后，司钻控制吊环起吊，将油管吊出油井。至此， 起吊油管的一个循环完成。
[0028]下油管的具体过程为:司钻控制滚筒逆时针转动，将油管下放至油井中，下放到一定位置后，司钻控制滚筒停转，下放油管停止后，卡瓦卡住油管，吊卡5的活页33打开;接着， 司钻控制推出装置3接住吊环4(移动气缸7伸出，并通过钳爪开合气缸带动钳爪13向前运动，同时钳爪开合气缸10伸出，钳爪13绕着钳爪转动销14张开至可抓住吊环4,钳爪移动气缸7继续伸出，钳爪开合气缸10收缩，带动钳爪13绕着钳爪转动销14闭合，抓住吊环4);移动气缸7继续伸出带动吊环4和吊卡5移动，同时，翻转气缸28收缩，带动吊卡5翻转；当推出装置3将吊卡5推至预定位置后，移动气缸7停止伸出；吊卡5翻转到位后，翻转气缸28停止收缩;接着，司钻控制滚筒逆时针转动，下放吊卡5,当吊卡5触碰到管道运移装置上的油管后， 翻转气缸28释放伸长至吊卡5的开口自动与油管吻合，司钻控制吊卡5的活页33关闭卡住油管；油管卡住后，活页33关闭并锁定，司钻控制滚筒顺时针转动上提油管至预定位置，液压大钳上扣;上扣完成后，卡瓦松开，司钻控制滚筒逆时针转动，下放油管至油井中。重复上述过程直到所有的油管下放完成。
[0029]以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、 等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种油管自动操作系统，其特征在于，包括推出装置、与推出装置对接的吊卡和用于 提升吊卡的吊环，所述推出装置安装在修井平台上，所述吊卡和吊环位于修井平台的上方； 所述吊卡包括吊卡本体和活页，活页通过活页轴铰接在吊卡本体上；吊卡本体和活页上分 别开设有半圆柱体形阶梯孔，两个半圆柱体形阶梯孔共同组成一个圆柱体形阶梯孔;在本 体上固设有马达，马达的驱动轴配置有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮安装 在活页轴上，从动齿轮与活页连接固定;在本体的两端设置有与吊环连接的吊耳，吊耳上连 接有翻转机构。2.如权利要求1所述的一种油管自动操作系统，其特征在于，所述翻转机构包括翻转气 缸架和翻转气缸，所述翻转气缸架通过安全销与吊耳连接固定，翻转气缸架与翻转气缸的 有杆端铰接，翻转气缸的无杆端与夹紧块铰接，夹紧块固定在吊环上。3.如权利要求1所述的一种油管自动操作系统，其特征在于，所述吊卡还包括第一锁定 装置，第一锁定装置包括第一锁销和第一锁销气缸，所述第一锁销和第二锁销气缸均分别 安装在活页上，第一锁销气缸的有杆端与第一锁销的销轴连接。4.如权利要求1所述的一种油管自动操作系统，其特征在于，所述吊卡还包括第二锁定 装置，第二锁定装置包括第二锁销和第二锁销气缸，第二锁销和第二锁销气缸均安装在吊 卡本体上，第二锁销气缸的有杆端与第二锁销的销轴连接。5.如权利要求1所述的一种油管吊卡自动操作系统，其特征在于，所述活页上安设有把 手。6.如权利要求1所述的一种油管自动操作系统，其特征在于，所述推出装置包括推出底 座，推出底座上安装有推出气缸，推出气缸的有杆端固定连接有钳爪开合气缸座，钳爪开合 气缸座上安设有钳爪开合气缸和钳爪支架，钳爪开合气缸的无杆端与钳爪开合气缸座铰 接，钳爪开合气缸的有杆端与钳爪铰接，钳爪的两侧均分别铰接在钳爪支架上。7.如权利要求6所述的一种油管自动操作系统，其特征在于，在钳爪的内侧安设有垫 块。8.如权利要求6所述的一种油管自动操作系统，其特征在于，所述推出底座上安设有两 个推出气缸。9.如权利要求6所述的一种油管自动操作系统，其特征在于，所述钳爪气缸座上安设有 两个钳爪开合气缸，每个钳爪开合气缸与一个钳爪铰接。
【文档编号】E21B19/06GK106014292SQ201610323904
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】江连会, 黄安贻, 袁伯利, 齐文东, 王雄, 李南春, 戴刚
【申请人】武汉理工大学, 荆州市明德科技有限公司