油田修井自动作业装置

摘要

本发明公开了一种油田修井自动作业装置。包括油管自封、固定卡瓦、油管接箍下定位器、防喷管、液压钳、油管套筒吊卡、机械臂、机械手、机械臂驱动机构、抽油杆套筒吊卡、抽油杆导向机构、抽油杆下定位筒、抽油杆自封、导轨、井架滑轮组件及自动控制系统等组成。其技术改进主要针对包括固定卡瓦、油管套筒吊卡、机械臂、机械臂驱动机构、抽油杆套筒吊卡等驱动方式和结构。改进后的作业装置能充分利用现有修井设备，结构简单，工作可靠，工作效率高，能够完成油管和抽油杆的自动卡紧、上卸、抓起、下放、对接等工作，并且能够防止井内液体污染井场、设备及人员，又可降低工人的劳动强度和危险性，对于油田修井作业具有十分重要的意义。

主权项

一种油田修井自动作业装置，包括油管自封、固定卡瓦、油管接箍下定位器、防喷管、液压钳、油管套筒吊卡、机械臂、机械手、机械臂驱动机构、导轨、井架滑轮组件及自动控制系统，固定卡瓦、防喷管、液压钳中心线为同一直线，向上对准起吊油管套筒吊卡，油管套筒吊卡通过吊座、吊环与井架的大钩连接，机械臂通过轴组件、支座机械臂安装板固定于吊座上，机械手与机械臂副臂下端连接，上部悬吊组件通过导轮组件、导轨辅助定位，井架滑轮组件包括滑轮组件和井架部件组成，滑轮组件为双滑轮结构，安装在井架的顶部，导轮连接于导轮连接板两端，并分别卡在两侧导轨上，两导轨通过连接件垂直固定于井架正面两侧肋上，自动控制系统由可编程控制器PLC和相应的传感器组成，信号经过变送器接入PLC输入端子，经PLC输出可执行指令到相应的执行机构，完成预定动作，相关传感器给出信号反馈，经PLC处理，给出指令，完成进一步动作，其中：所述的油管自封由胶皮芯子、钢制支撑环和密封圈组成，钢制支撑环的外侧为与油管挂座内表面相配合的锥面；所述的油管接箍下定位器由传感器固定于固定卡瓦上端环面；所述的防喷管主体为圆筒体，其下端与固定卡瓦上法兰连接，上端与液压钳底座相连，下部一侧设有泄流接管；所述的液压钳的底座与支撑液压缸活塞杆上端相连，并通过液压缸安装座固定于固定卡瓦的下部外壁，液压钳包括上下两部分，下部由弹簧支腿和底座组成，上部为液压钳主体，液压钳主体包括驱动马达、外壳、主动齿轮、从动齿轮、摩擦轮、传动大锥齿轮、小锥齿轮、传动轴、顶紧螺杆、卡牙杆、扶正杆、复位弹簧及卡牙组件，驱动马达装于液压钳壳体上部一端，驱动马达轴的下端与主动齿轮连接，从动齿轮与主动齿轮外啮合，从动齿轮通过轴承支撑于摩擦轮上，从动齿轮下部为传动大锥齿轮，传动大锥齿轮与小锥齿轮转动配合，带动顶紧螺杆将卡牙顶出，卡牙通过卡牙座装于卡牙杆和扶正杆上，扶正杆外部装有复位弹簧；所述的机械手包括机械手卡紧块、机械手驱动机构、机械手连接杆、连接轴、连接板、止转销安装座、机械手止转销驱动气缸、气缸控制器、机械手止转销、机械手连接轴、夹持辊柱、夹持辊柱座、支撑杆、复位弹簧、夹持辊柱轴，机械手的连接块与机械臂副臂下端固定；其特征是：所述的机械臂主臂为三段结构，上段为驱动杆，驱动杆为弯曲结构，驱动杆中间设有与机械臂轴连接的孔，中段为中空的圆筒结构，内装有主臂气缸，主臂下段为副臂导向及保护筒，主臂气缸活塞杆下端与副臂相连，副臂下端与机械手连接块连接，机械臂通过机械臂轴组件连接到机械臂支座上；所述的机械臂驱动机构包括一液压缸及其相应液压控制器，液压缸的两端通过液压缸轴组件分别与机械臂上端和机械臂安装座连接，并由液压控制器控制；所述的固定卡瓦由卡瓦座、卡瓦体、卡瓦牙及卡瓦驱动系统组成，固定卡瓦座内壁下部为圆柱形，上部为与卡瓦体配合的圆锥面，卡瓦体为部分锥环结构，外侧横断面中部为燕尾结构，与卡瓦座内壁的燕尾槽配合，卡瓦牙嵌入卡瓦体内侧的沟槽中，为部分阶梯环结构，卡瓦驱动系统包括气缸、卡瓦驱动杆、气压控制器，每个卡瓦体的相应驱动气缸安装于卡瓦座的相应气缸安装孔中，气缸活塞杆上部与卡瓦驱动杆相连，卡瓦驱动杆插入卡瓦体的滑槽中；所述的油管套筒吊卡主体是一个圆筒体，分为三段，上段通过连接管与油管套筒吊卡吊座连接，中段与上段之间由连接凸缘连接，下段下端内壁为导向斜面，在导向斜面上方径向开设几对凹槽，每个凹槽内有一块卡牙，卡牙为长方体形，内端面下部为部分圆锥面，上部为部分圆柱面，卡牙中部自上而下开有卡牙驱动槽，槽的下部设有导向斜面，推杆从其中穿过，弹簧片、卡牙驱动辊左右对称的安装在推杆上，并嵌入到卡牙驱动槽中，其中卡牙驱动辊与卡牙导向斜面滑动连接，推杆的下端从套筒下部穿出连接推环，卡牙止动和复位机构由触柄、锁定块及压紧弹簧径向装于套筒吊卡主体的最下部，芯管为一中空的管子，安装于油管套筒吊卡内，下端与旋转密封组件相连，上端通过动静接头与倒“L”弯管连接，旋转密封组件的最下端为与油管端部孔配合的密封锥，密封锥后部为止推轴承结构，芯管上部外壁为液压活塞结构，与活动吊卡内壁配合，并与两端密封部件一起构成液压结构。