碳纖維連續抽油杆作業車的製作方法

2023-12-01 10:26:06 1

專利名稱：碳纖維連續抽油杆作業車的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種碳纖維連續抽油杆作業車。
背景技術：
目前油田上使用連續抽油杆是鋼質的，在井上作業施工都是用鋼質連續抽油杆作業車。如果用此車起下碳纖維連續抽油杆，因材質不同、結構尺寸不同、要求條件不同，鋼質連續抽油杆作業車是不能勝任的，需設計專用的作業設備及相關作業工藝。

發明內容
本發明的目的是設計一種碳纖維連續抽油杆作業車，適用於碳纖維連續抽油杆的起、下作業，解決鋼質連續抽油杆作業車夾持器、牙齒尖、夾持力大、易損碳纖維連續抽油杆及作業車結構布局不合理的問題，提供一種全新的碳纖維連續抽油杆作業車。
本發明的技術方案是通過以下方式實現的本發明由作業單元、碳纖維抽油杆注入頭單元、光杆起升單元、纏繞盤單元、液壓控制單元和測控單元組成，其特徵在於注入頭單元和纏繞盤單元分別設在作業車車板後橫側的前面和後面，光杆起升單元設在作業車車板前橫側的後面，液壓控制單元設在作業車車板的前橫側車板的下面和後面的上面，測控單元的可編程，控制器和顯示屏設在作業車車板前橫側後面的操作室內，其測試元件及傳感器分別設在注入頭單元、光杆起升單元、纏繞盤單元、液壓控制單元的各自對應的位置，由作業車發動機輸出動力，供給液壓控制單元的液壓泵，液壓泵將動力傳給各路液馬達，液馬達控制注入頭的動作，起升單元的井架的起立，前後左右位移，由對應的測試元件及對應的傳感器向可編程控制器傳遞信號、存儲，並反饋各路的工作參數。
注入頭單元在已有夾持器的鏈條鏈節處嵌有非金屬夾持塊，並把注入頭固定在作業車車板後橫側的後部，與纏繞盤前後固定在一個水平面的水平線上，車板作為注入頭的工作平臺。
纏繞盤單元的纏繞盤纏繞碳纖維抽油杆的最大容量為2×2500m，最大盤軸驅動扭矩50-80N.m，盤軸轉速為自動無級變速，由力矩電機驅動。
液壓控制單元在油箱內設有加熱器和冷卻器，能自動加熱和冷卻，由在油箱上或在管路中所設的溫度傳感器向可編程控制器傳遞溫度信號經A/D轉化成的數位訊號。
測控單元由設在操作室內的可編程控制器、顯示屏、設在油箱上的溫度傳感器、設在液壓管上的壓力傳感器、流量傳感器、設在注入頭上或吊鉤上載荷傳感器、長度傳感器、設在井架底座上的位置傳感器和設在駕駛室頂上的數碼攝像機組成，由各路的傳感器所測的各路信號經A/D轉換成數位訊號傳給可編程控制器處理儲存並反饋指令各路的工作參數，顯示屏顯示工作參數，顯示攝像圖像。
本發明與已有技術相比具有以下優點1、起下碳纖維連續抽油杆的所有設備儀器儀表都設計在作業車上，構思巧妙、結構緊湊、布局合理。
2、注入頭的鏈條節上嵌有非金屬卡塊，保護了碳纖維連續抽油杆不被卡壞、磨損，根據碳纖維抽油杆重量輕的實況，減輕了注入頭的夾持力，從而縮小了注入頭的體積。
3、自動化程度高，作業車上各路設備工作均實現自動控制，降低工人的勞動強度，保證了作業施工的質量、安全，提高了作業施工效率。
四

圖1-本發明的結構示意圖；圖2-注入頭的結構示意圖。
圖1中1-注入頭 2-纏繞盤 3-井架 4-絞車 5-操作室6-油箱 7-液馬達 8-液壓管路 9-車身支腿 10-發動機11-發動機輸出軸 12-分動箱、液壓泵圖2中1′-小齒輪 2′-大齒輪 3′-張緊油缸 4′-張緊鏈輪5′-非金屬卡塊 6′-傳送鏈條 7′-主動鏈輪 8′-夾緊油缸9′-夾緊導軌 10′-碳纖維連續抽油杆 11′-導向器五、實施例為進一步公開本發明的技術方案，下面結合說明書附圖1、附圖2，通過實施例作詳細描述本發明由作業車單元、碳纖維連續抽油杆注入頭單元、光杆起升單元、纏繞盤單元、液壓控制單元和測控單元組成，其特徵在於注入頭單元1和纏繞盤單元2分別設在作業車車板後橫側的前面和後面，光杆起升單元設在作業車車板前橫側的後面，液壓控制單元設在作業車車板的前橫側車板的下面和後面的上面，測控單元的可編程控制器和顯示屏設在車板前橫側後面的操作室內，其測試元件及傳感器分別設在注入頭單元、光杆起升單元、纏繞盤單元、液壓控制單元的各自對應的位置，由作業車發動機輸出動力，供給液壓控制單元的分動箱及液壓泵，液壓泵將動力傳給各路液馬達，液馬達控制注入頭單元，光杆起升單元，作業車單元的工作，由對應的傳感器向可編程控制器傳遞信號、處理、儲存並反饋各路的工作參數。
各單元工作參數。
1、作業車單元(1)作業車型號SX2190H/6×6；(2)發動機功率206KW；(3)全車長12.5m；(4)全車高3.6m；(5)全車寬2.45m；(6)最大載重量160KN；(7)分動箱功率一70KW；(8)分動箱功率二30KW；(9)分動箱輸出轉速1500r/min；2、碳素杆注入頭單元(1)最大起升載荷100KN；(2)起升工作載荷60KN；(3)起下速度範圍7.2-12m/min；(4)單元消耗功率≤50KW；(5)最大單元橫向位移0.3m；(6)最大單元縱向位移1.6m；(7)最大傳送鏈移動邊位移0.05m；(8)適用碳杆規格30mm×3.0mm、32mm×4.2mm、35mm×5.0mm
3、光杆起升單元(1)起升最大載荷100KN；(2)下速度≤10m/min；(3)單元消耗功率≤50KW；(4)滾筒纏繩容量120m；(5)鋼絲繩直徑22mm；(6)使用輪系2×3；(7)井架有效高度11m；(8)井架最大前後傾斜角度≤8°；(9)井架旋轉角度90°4、纏繞盤單元(1)纏繞杆容量2×2500m；(2)盤軸最大驅動扭矩50N.m；(3)盤軸最大轉速3.5r/min；(4)最大單元橫向位移0.3m；(5)盤軸轉速自動無級變速5、液壓控制單元(1)單元壓力18-25mPa；(2)油箱容量1.8m3；(3)工作環境溫度-15-65℃；(4)單元連續工作時間≥12h；
(5)溫度控制自動加熱與冷卻6、測控單元(1)載荷測量誤差≤±500N；(2)杆長測量誤差≤±0.2m；(3)扶正器位置誤差≤±0.2m；(4)溫度測量誤差≤±1℃；(5)壓力測量誤差≤±0.5mPa；(6)流量測量誤差≤±5％(7)具有智能化非常工作報警功能；(8)具有液壓單元失效「溜杆」剎車功能；(9)具有扶正器安放位置自動停機功能；(10)具有天車防碰自動應急功能；(11)具有井場實時調參優化設計功能；(12)具有防衝距預報功能；(13)具有參數數位化顯示功能；(14)具有油井及工藝參數建庫功能；(15)具有修井工藝參數建庫功能；(16)具有作業過程全程數位化錄象功能。
(一)主要設備見附圖1，全套設備的動力均來自於作業車發動機分動箱，主要由注入頭1(包括碳素杆傳送鏈條、夾緊塊、支撐軸承、張緊鏈輪、緊急制動裝置等)、纏繞盤2(包括碳素杆滾筒、力矩電機、換杆推力缸等)、井架3(包括天車、遊車、大鉤)、絞車4(包括滾筒、盤式剎車、鋼絲繩等)、操作室5(包括各種手動、電動控制手柄、開關、操作員座椅等)、油箱6、液馬達7(包括注入頭液馬達、絞車液馬達、操作室轉動液馬達)、液壓管路8(包括傳動、控制等液壓迴路的全部軟硬油管)、車身支腿9(包括左右共六個車身支腿)、發動機10、發動機輸出軸11、分動箱和液壓泵12(包括分動箱、液壓泵)注入頭的基本功能是夾持碳纖維抽油杆(以下簡稱碳素杆)將其從油井中起出(下入)並控制碳素杆的起出(下入)速度。注入器的主要結構如圖2所示，它主要由小齒輪1′、大齒輪2′、張緊油缸3′、張緊鏈輪4′、非金屬卡塊5′、鏈條6′、主動鏈輪7′、夾緊油缸8′、夾緊導軌9′、碳纖維連續抽油杆10′等組成，其基本工作原理為由一臺液馬達驅動，帶動鏈條；鏈條的外側嵌裝碳素杆卡塊。夾緊油缸夾持導軌夾住鏈條的內側，使碳素杆卡塊卡緊碳素杆，將碳素抽油杆從井裡起出(下入)。
(二)基本工作流程碳纖維複合材料連續抽油杆的起下井作業分為加重杆作業、碳纖維連續抽油杆作業、光杆作業三個環節。
1、下井作業如圖1所示，將整車倒至井口附近，將車身支腿9支起使整車調平；井架3立起、懸轉，使其工作中心與油井井口軸線對正，進行加重杆的下井作業；加重杆下井完成後，井架3懸轉讓位，將注入頭1通過位置調整，使其工作中心線與油井井口軸線對正，夾持住碳纖維連續抽油杆進行下井作業，碳纖維連續抽油杆由纏繞盤2輸出；碳纖維連續抽油杆下井作業完成後，由注入頭1夾持住碳纖維連續抽油杆，將井架3旋轉，使其工作中心與油井井口軸線對正並將光杆吊起，光杆與碳纖維連續抽油杆連接好後，放鬆注入頭1，整根杆柱由井架3懸掛，進行光杆的作業，完成下井作業全過程。
2、起井作業如圖1所示，將整車倒至井口附近，將車身支腿9支起使整車調平；井架3立起、懸轉，使其工作中心與油井井口軸線對正，進行光杆的起井作業；光杆起井完成後，將注入頭1通過位置調整，使其工作中心線與油井井口軸線對正並夾持住碳纖維連續抽油杆，井架3懸轉讓位，由注入頭1進行碳纖維連續抽油杆起井作業；起出的碳纖維連續抽油杆以一定張力收卷在纏繞盤2上；碳纖維連續抽油杆起井作業完成後，注入頭1放送，懸轉讓位；井架3旋轉，使其工作中心與油井井口軸線對正，進行加重杆的起井作業，完成起井作業全過程。
權利要求
1.一種碳纖維連續抽油杆作業車，由作業單元、碳纖維抽油杆注入頭單元、光杆起升單元、纏繞盤單元、液壓控制單元和測控單元組成，其特徵在於注入頭單元和纏繞盤單元分別設在作業車車板後橫側的前面和後面，光杆起升單元設在作業車車板前橫側的後面，液壓控制單元設在作業車車板的前橫側車板的下面和後面的上面，測控單元的可編程，控制器和顯示屏設在作業車車板前橫側後面的操作室內，其測試元件及傳感器分別設在注入頭單元、光杆起升單元、纏繞盤單元、液壓控制單元的各自對應的位置，由作業車發動機輸出動力，供給液壓控制單元的液壓泵，液壓泵將動力傳給各路液馬達，液馬達控制注入頭的動作，起升單元的井架的起立，前後左右位移，由對應的測試元件及對應的傳感器向可編程控制器傳遞信號、存儲，並反饋各路的工作參數。
2.根據權利要求1所述的碳纖維連續抽油杆作業車，其特徵是注入頭單元在已有夾持器的鏈條鏈節處嵌有非金屬夾持塊，並把注入頭固定在作業車車板後橫側的後部，與纏繞盤前後固定在一個水平面的水平線上，車板作為注入頭的工作平臺。
3.根據權利要求1所述的碳纖維連續抽油杆作業車，其特徵是纏繞盤單元的纏繞盤纏繞碳纖維抽油杆的最大容量為2×2500m，最大盤軸驅動扭矩50-80N.m，盤軸轉速為自動無級變速，由力矩電機驅動。
4.根據權利要求1所述的碳纖維連續抽油杆作業車，其特徵是液壓控制單元在油箱內設有加熱器和冷卻器，能自動加熱和冷卻，由在油箱上或在管路中所設的溫度傳感器向可編程控制器傳遞溫度信號經A/D轉化成的數位訊號。
5.根據權利要求1所述的碳纖維連續抽油杆作業車，其特徵是測控單元由設在操作室內的可編程控制器、顯示屏、設在油箱上的溫度傳感器、設在液壓管上的壓力傳感器、流量傳感器、設在注入頭上或吊鉤上載荷傳感器、長度傳感器、設在井架底座上的位置傳感器和設在駕駛室頂上的數碼攝像機組成，由各路的傳感器所測的各路信號經A/D轉換成數位訊號傳給可編程控制器處理儲存並反饋指令各路的工作參數，顯示屏顯示工作參數，顯示攝像圖像。
全文摘要
一種碳纖維連續抽油杆作業車，由作業單元、碳纖維抽油杆注入頭單元、光杆起升單元、纏繞盤單元、液壓控制單元和測控單元組成，注入頭單元和纏繞盤單元分別設在作業車車板後橫側的前面和後面，光杆起升單元設在作業車車板前橫側的後面，液壓控制單元設在作業車車板的前橫側車板的下面和後面的上面，測控單元的可編程，控制器和顯示屏設在作業車車板前橫側後面的操作室內，其測試元件及傳感器分別設在各單元各自對應的位置，由作業車發動機輸出動力，供給液壓控制單元的液壓泵，液壓泵將動力傳給各路液馬達，液馬達控制注入頭的動作，起升單元的井架的起立，前後左右位移，由對應的測試元件及對應的傳感器向可編程控制器傳遞信號、存儲，並反饋各路的工作參數。
文檔編號E21B19/22GK1584280SQ200410024159
公開日2005年2月23日 申請日期2004年5月27日 優先權日2004年5月27日
發明者顧雪林, 彭勇, 常德友, 高紀念, 閻文輝, 司劍, 朱立峰, 吳永春, 李峰 申請人:中國石化集團勝利石油管理局工程機械總廠