雙滾筒聯動數控絞車的製作方法
2023-12-10 22:42:07 1
專利名稱：雙滾筒聯動數控絞車的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田地層測量儀器用絞車技術領域，具體涉及一種雙滾筒聯動數控絞車。
背景技術：
目前我國早期開發的油田已經進入中後開採期，大多數油田 都採用注水方式增加地層壓力從而獲得更多的原油產量，隨著地質情況越來越複雜，為了保證油田穩產，需要更及時準確地了解井下狀況。油田地層測量儀器需要在井口內往復運動，即上提或下降。上提或者下降的過程需要使用絞車帶動電纜來完成，同時電纜完成儀器設備信號的傳輸。電纜的盤起與下放的過程中，絞車是電纜的動力來源。在液壓馬達的帶動下，絞車滾筒的高速旋轉。滾筒上纏繞各種型號的電纜，滾筒正向轉動電纜上提；滾筒反向轉動電纜則下放。聯動測井車上安裝兩個滾筒，一個負責收放鋼絲，另外一個負責收放電纜。其中鋼絲前端連接的設備可以獨立完成測試任務，不需要井口儀器配合，電纜前端連接的設備通過電纜中的信號線傳輸採集信號給地面儀表，實時採集油井中技術參數指標。鋼絲的盤起與下放和電纜的盤起與下放是分開進行的，兩者不可以同時工作。但兩個滾筒的動力系統、剎車系統是一套設備，因此稱為聯動雙滾筒絞車。滾筒在收放鋼絲與電纜時需要緊密排列，防止出現因重疊、跳層發生電纜或者鋼絲的損毀的現象。鋼絲或者電纜在滾筒上纏繞時每一層需要緊密排列，在同一層中兩條線之間允許的最大間隙小於線徑的十分之一。滾筒的寬度決定電纜能在單層上纏繞的圈數，滾筒的深度決定電纜能纏繞的層數。滾筒製作完成後滾筒的尺寸不能更改，當一個滾筒纏繞多種不同線徑的電纜或者鋼絲時，纏繞的層數與圈數都發生了改變。當同一種型號的電纜與滾筒，經過長時間的使用後電纜或者鋼絲的線徑經過拉伸與磨損也會發生變化，使用過的電纜或者鋼絲纏繞時容易發生跳層、重疊的問題。以上問題在使用純機械式的絞車是無法克服的，使用中大大的影響油井測量的進度，同時設備有效使用時間縮短，造成大量的資金浪費。實用新型內容本實用新型的目的是提供一種雙滾筒聯動數控絞車，它採用滾珠絲槓，電機帶動正反轉結構，避免以上缺點，工具機用滾珠絲槓間隙誤差可達到0.01麗以下，電機選用步進電機，由程序控制與滾筒達成同步，能做到滾筒和計量機構同步性，當計量機構丟轉時滾筒根據程序自動補償，保證盤纜整齊，減小深度計量誤差。為了解決背景技術所存在的問題，本實用新型是採用以下技術方案它包含機械部分和電子部分構成，機械部分和電子部分連接。所述的電子部分包括控制面板、測量顯示面板和手持式設備，控制面板與測量顯示面板連接，手持式設備與控制面板通過RS485通信連接，控制面板預留標準CAN2. 0總線接口。所述的機械部分包含絞車骨架、分動機構、鋼絲滾筒、電纜滾筒、電纜計量機構、鋼絲計量機構和行走機構，絞車骨架的一側上部設置有行走機構，行走機構上裝配有相背對的電纜計量機構和鋼絲計量機構；絞車骨架的另一側端頭處設置有分動機構，分動機構後側設置 有鋼絲滾筒和電纜滾筒。所述的控制面板包含車載電源、電源濾波器、DC-DC轉換器、機械傳動結構、步進電機驅動器、單片機、可編程邏輯器件、光電編碼器、步進電機、電源指示燈、正向轉動指示燈和反向轉動指示燈，車載電源、電源濾波器、DC-DC轉換器依次連接，且電源濾波器與步進電機驅動器連接，DC-DC轉換器與單片機連接，單片機分別與步進電機驅動器、電源指示燈、正向轉動指示燈和反向轉動指示燈連接，步進電機驅動器與步進電機連接，步進電機與機械傳動結構連接，光電編碼器與可編程邏輯器件連接，可編程邏輯器件與單片機連接。所述的分動機構包含分動箱體、外接手動機構、滾筒計數機構、滾筒切換氣缸、空擋切換氣缸、液壓馬達，分動箱體前側中部設置有液壓馬達，液壓馬達上部設置有滾筒計數機構、滾筒切換氣缸和空擋切換氣缸，分動箱體的側面設置有外接手動機構。所述的鋼絲滾筒和電纜滾筒外側端分別設置有鋼絲滾筒剎車盤和電纜滾筒剎車盤。所述的鋼絲計量機構包含張力輪、張力計、滾珠螺母、計數輪、壓緊輪機構、導向輪機構、計數機構和導軌滑塊，壓緊輪機構一側縱向依次設置有計數輪和張力輪，且壓緊輪機構另一側與計數輪和張力輪的中心相對應處設置有計數機構和張力計，計數機構上部水平設置有導向輪機構，且計數機構和張力計之間水平設置有導軌滑塊，導軌滑塊中部一側設置有滾珠螺母。所述的電纜計量機構體積大於鋼絲計量機構，其結構相同。本實用新型具有以下有益效果I、兩滾筒的切換使用動力由液壓馬達輸出，傳遞給分動機構內主傳動齒，由滾筒切換氣缸帶動切換齒前後移動完成兩滾筒的動力切換。2、自動、手動及空擋的切換使用空擋切換汽缸有三個檔位，推動換擋齒完成換擋目的，絞車正常收纜時，切換至自動擋時液壓馬達連接傳動齒帶動滾筒旋轉工作，絞車快速放纜時，切換至空擋時液壓馬達空轉，滾筒自由下放，特殊情況時，切換至手動擋，外接手動機構連接傳動齒，人力帶動滾筒收放電纜。3、鋼絲及電纜的收放長度測量鋼絲及電纜收放時經過計量機構內的計數輪帶動計數機構，根據圈數測量出其長度。4、鋼絲及電纜的張力測量鋼絲及電纜纏繞與計數輪和張力輪上，鋼絲及電纜受力時被纏繞的計數輪和張力輪也受到同樣大小的力，使得內部裝有張力計的張力輪向計數輪側發生微量位移，張力計根據位移變形量測量出所受的張力值。5、鋼絲及電纜的自動整齊盤絲滾筒旋轉拉動電纜或鋼絲，經過計量機構後盤入滾筒，計量機構在行走機構上往復行走，帶動電纜或鋼絲按其行走軌跡均勻盤絲。
圖I為本實用新型中機械部分的結構示意圖，圖2為圖I的主視圖，圖3為圖2的俯視圖，圖4為圖2的左視圖，[0028]圖5為本實用新型中控制面板的結構示意圖。圖中絞車骨架I、分動機構2、鋼絲滾筒3、電纜滾筒4、電纜計量機構5、鋼絲計量機構6、行走機構7、分動箱體21、外接手動機構22、滾筒計數機構23、滾筒切換氣缸24、空擋切換氣缸25、液壓馬達26、鋼絲滾筒剎車盤31、電纜滾筒剎車盤41、張力輪61、張力計62、滾珠螺母63、計數輪64、壓緊輪機構65、導向輪機構66、計數機構67、導軌滑塊68、車載電源a、電源濾波器b、DC-DC轉換器C、機械傳動結構d、步進電機驅動器e、單片機f、可編程邏輯器件g、光電編碼器h、步進電機Ml、電源指示燈LI、正向轉動指示燈L2、反向轉動指示燈L3。
具體實施方式
參照圖I-圖5，本具體實施方式
採用以下技術方案一種雙滾筒聯動數控絞車，它包含機械部分和電子部分構成，機械部分和電子部分連接。所述的電子部分包括控制面板、測量顯示面板和手持式設備，控制面板與測量顯示面板連接，手持式設備與控制面板通過RS485通信連接，控制面板預留標準CAN2. 0總線接口。所述的機械部分包含絞車骨架I、分動機構2、鋼絲滾筒3、電纜滾筒4、電纜計量機構5、鋼絲計量機構6和行走機構7，絞車骨架I的一側上部設置有行走機構7，行走機構7上裝配有相背對的電纜計量機構5和鋼絲計量機構6 ;絞車骨架I的另一側端頭處設置有分動機構2，分動機構2後側設置有鋼絲滾筒3和電纜滾筒4。所述的控制面板包含車載電源a、電源濾波器b、DC_DC轉換器C、機械傳動結構d、步進電機驅動器e、單片機f、可編程邏輯器件g、光電編碼器h、步進電機Ml、電源指示燈LI、正向轉動指示燈L2和反向轉動指示燈L3，車載電源a、電源濾波器b、DC_DC轉換器c依次連接，且電源濾波器b與步進電機驅動器e連接，DC-DC轉換器c與單片機f連接，單片機f分別與步進電機驅動器e、電源指示燈LI、正向轉動指示燈L2和反向轉動指示燈L3連接，步進電機驅動器e與步進電機Ml連接,步進電機Ml與機械傳動結構d連接,光電編碼器h與可編程邏輯器件g連接，可編程邏輯器件g與單片機f連接。所述的分動機構2包含分動箱體21、外接手動機構22、滾筒計數機構23、滾筒切換氣缸24、空擋切換氣缸25、液壓馬達26，分動箱體21前側中部設置有液壓馬達26，液壓馬達26上部設置有滾筒計數機構23、滾筒切換氣缸24和空擋切換氣缸25，分動箱體21的側面設置有外接手動機構22。所述的鋼絲滾筒3和電纜滾筒4外側端分別設置有鋼絲滾筒剎車盤31和電纜滾筒剎車盤41。所述的鋼絲計量機構6包含張力輪61、張力計62、滾珠螺母63、計數輪64、壓緊輪機構65、導向輪機構66、計數機構67和導軌滑塊68，壓緊輪機構65 —側縱向依次設置有計數輪64和張力輪61，且壓緊輪機構65另一側與計數輪64和張力輪61的中心相對應處設置有計數機構67和張力計62，計數機構67上部水平設置有導向輪機構66，且計數機構67和張力計62之間水平設置有導軌滑塊68，導軌滑塊68中部一側設置有滾珠螺母63。所述的電纜計量機構5體積大於鋼絲計量機構6，其結構相同。本具體實施方式
的動力源取自汽車傳動系統，利用取力器進行取力，帶動變量液壓泵，經液壓控制系統傳遞給低速大扭矩馬達，通過絞車自身分動機構傳遞給各滾筒，帶動絞車電纜滾筒或鋼絲滾筒轉動，滾筒上纏繞的電纜和鋼絲通過計量機構後連接各種井下儀器，滾筒轉動實現井下儀器的提升和下放工作。雙滾筒聯動絞車的電纜滾筒與鋼絲滾筒可以切換使用，當進行水井測調時，使用電纜滾筒，滾筒上纏繞的電纜連接井下儀器，井下儀器測得的信號經電纜上傳到地面儀器，由軟體進行分析處理並顯示，操作者根據電腦分析結果，通過測調儀向絞車發送調整指令，控制井下儀器動作，從而實現測試與調整的結合，實現測調聯動作業。當進行投勞作業時，動力切換到鋼絲滾筒，鋼絲通過計量系統帶動專用的井下儀器動作，將堵塞器從井下投入或撈出。本具體實施方式
採用滾珠絲槓，電機帶動正反轉結構，避免以上缺點，工具機用滾珠絲槓間隙誤差可達到0.01麗以下，電機選用步進電機，由程序控制與滾筒達成同步，能做到滾筒和計量機構同步性，當計量機構丟轉時滾筒根據程序自動補償，保證盤纜整齊，減小深度計量誤差。本實用新型具有以下有益效果I、兩滾筒的切換使用動力由液壓馬達輸出，傳遞給分動機構內主傳動齒，由滾筒切換氣缸帶動切換齒前後移動完成兩滾筒的動力切換。2、自動、手動及空擋的切換使用空擋切換汽缸有三個檔位，推動換擋齒完成換擋目的，絞車正常收纜時，切換至自動擋時液壓馬達連接傳動齒帶動滾筒旋轉工作，絞車快速放纜時，切換至空擋時液壓馬達空轉，滾筒自由下放，特殊情況時，切換至手動擋，外接手動機構連接傳動齒，人力帶動滾筒收放電纜。3、鋼絲及電纜的收放長度測量鋼絲及電纜收放時經過計量機構內的計數輪帶動計數機構，根據圈數測量出其長度。4、鋼絲及電纜的張力測量鋼絲及電纜纏繞與計數輪和張力輪上，鋼絲及電纜受力時被纏繞的計數輪和張力輪也受到同樣大小的力，使得內部裝有張力計的張力輪向計數輪側發生微量位移，張力計根據位移變形量測量出所受的張力值。5、鋼絲及電纜的自動整齊盤絲滾筒旋轉拉動電纜或鋼絲，經過計量機構後盤入滾筒，計量機構在行走機構上往復行走，帶動電纜或鋼絲按其行走軌跡均勻盤絲。
權利要求1.一種雙滾筒聯動數控絞車，它包含機械部分和電子部分，機械部分和電子部分連接，其特徵在於所述的電子部分包括控制面板、測量顯示面板和手持式設備，控制面板與測量顯示面板連接，手持式設備與控制面板通過RS485通信連接，控制面板預留標準CAN2. O總線接口 ；所述的機械部分包含絞車骨架(I)、分動機構(2)、鋼絲滾筒(3)、電纜滾筒(4)、電纜計量機構(5)、鋼絲計量機構(6)和行走機構(7)，絞車骨架(I)的一側上部設置有行走機構(7)，行走機構(7)上裝配有相背對的電纜計量機構(5)和鋼絲計量機構(6);絞車骨架(I)的另一側端頭處設置有分動機構(2)，分動機構(2)後側設置有鋼絲滾筒(3)和電纜滾筒⑷。
2.根據權利要求I所述的雙滾筒聯動數控絞車，其特徵在於所述的控制面板包含車載電源(a)、電源濾波器(b) ,DC-DC轉換器(C)、機械傳動結構⑷、步進電機驅動器(e)、單片機(f)、可編程邏輯器件(g)、光電編碼器(h)、步進電機(Ml)、電源指示燈(LI)、正向轉動指示燈(L2)和反向轉動指示燈(L3)，車載電源(a)、電源濾波器(b)、DC-DC轉換器(c)依次連接，且電源濾波器(b)與步進電機驅動器(e)連接，DC-DC轉換器(c)與單片機(f)連接，單片機(f)分別與步進電機驅動器(e)、電源指示燈(LI)、正向轉動指示燈(L2)和反向 轉動指示燈(L3)連接,步進電機驅動器(e)與步進電機(Ml)連接,步進電機(Ml)與機械傳動結構(d)連接，光電編碼器(h)與可編程邏輯器件(g)連接，可編程邏輯器件(g)與單片機⑴連接。
3.根據權利要求I所述的雙滾筒聯動數控絞車，其特徵在於所述的分動機構(2)包含分動箱體(21)、外接手動機構(22)、滾筒計數機構(23)、滾筒切換氣缸(24)、空擋切換氣缸(25)、液壓馬達(26)，分動箱體(21)前側中部設置有液壓馬達(26)，液壓馬達(26)上部設置有滾筒計數機構(23)、滾筒切換氣缸(24)和空擋切換氣缸(25)，分動箱體(21)的側面設置有外接手動機構(22)。
4.根據權利要求I所述的雙滾筒聯動數控絞車，其特徵在於所述的鋼絲滾筒(3)和電纜 滾筒(4)外側端分別設置有鋼絲滾筒剎車盤(31)和電纜滾筒剎車盤(41)。
5.根據權利要求I所述的雙滾筒聯動數控絞車，其特徵在於所述的鋼絲計量機構(6)包含張力輪(61)、張力計(62)、滾珠螺母(63)、計數輪(64)、壓緊輪機構(65)、導向輪機構(66)、計數機構￠7)和導軌滑塊(68)，壓緊輪機構￠5) —側縱向依次設置有計數輪(64)和張力輪(61)，且壓緊輪機構￠5)另一側與計數輪￠4)和張力輪￠1)的中心相對應處設置有計數機構￠7)和張力計(62)，計數機構￠7)上部水平設置有導向輪機構(66)，且計數機構￠7)和張力計￠2)之間水平設置有導軌滑塊(68)，導軌滑塊￠8)中部一側設置有滾珠螺母(63)。
6.根據權利要求I所述的雙滾筒聯動數控絞車，其特徵在於所述的電纜計量機構(5)體積大於鋼絲計量機構(6)，其結構相同。
專利摘要一種雙滾筒聯動數控絞車，它涉及油田地層測量儀器用絞車技術領域。它包含機械部分和電子部分構成，機械部分和電子部分連接，電子部的控制面板與測量顯示面板連接，手持式設備與控制面板通過RS485通信連接，控制面板預留標準CAN2.0總線接口；機械部分的絞車骨架的一側上部設置有行走機構，行走機構上裝配有相背對的電纜計量機構和鋼絲計量機構；絞車骨架的另一側端頭處設置有分動機構，分動機構後側設置有鋼絲滾筒和電纜滾筒。它電機選用步進電機，由程序控制與滾筒達成同步，能做到滾筒和計量機構同步性，當計量機構丟轉時滾筒根據程序自動補償，保證盤纜整齊，減小深度計量誤差。
文檔編號B66D1/40GK202499674SQ201220019800
公開日2012年10月24日 申請日期2012年1月17日 優先權日2012年1月17日
發明者劉振有, 呂雲增, 王劍峰 申請人:大慶市聯盛科技有限公司