專利名稱：無級調(diào)速修井裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬油田修井通用設(shè)備，特別涉及一種無級調(diào)速修井裝置。
背景技術(shù)：
目前，油田在修井時，通常使用柴油、汽油、燃?xì)庾髂茉吹陌l(fā)動機(jī)作為修井作業(yè)機(jī)的動力源，實(shí)現(xiàn)提升或下放油井管柱及井下工具的目的。這種動力源須經(jīng)發(fā)動機(jī)將燃料轉(zhuǎn)化成動力，再由輸出軸驅(qū)動變速箱帶動絞車滾筒，其效率比較低。油管或油桿上升或下降完成后，為了保證下一次工作及液壓大鉗的工作，發(fā)動機(jī)不能停止運(yùn)行，絞車滾筒的停止必須要與發(fā)動機(jī)動力分離，這樣發(fā)動機(jī)與絞車滾筒之間必須使用離合器，工作時離合器頻繁離合，造成操作繁瑣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。使用發(fā)動機(jī)作動力源的修井機(jī)由于結(jié)構(gòu)原因，剎車只能剎絞車滾筒，造成了剎車制動力矩大，使用磨損快，維修費(fèi)用高。基于以上原因造成了以燃料為能源的發(fā)動機(jī)驅(qū)動的修井機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價高、運(yùn)行成本高、維修費(fèi)用高的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無級調(diào)速修井裝置，它可以有效地避免和克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)或不足，是一種操作簡單、功能齊全、高效節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低的無級調(diào)速修井裝置。
本發(fā)明是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的一種無級調(diào)速修井裝置，由操作室、控制臺、液壓機(jī)構(gòu)、底座、電機(jī)聯(lián)軸器、滾筒聯(lián)軸器、鋼絲繩、液壓鉗、天車、機(jī)架、滾筒、變速器、電動機(jī)、剎車制動器、控制柜、游動滑車及大鉤組成，其特征在于底座設(shè)為矩形，在底座中部水平設(shè)有滾筒、電動機(jī)及其兩邊的變速器；底座前中部固定有機(jī)架，底座后部設(shè)有液壓機(jī)構(gòu)和控制柜；在底座后側(cè)中部設(shè)有操作室和室內(nèi)控制臺；滾筒的兩端軸用聯(lián)軸器與變速器輸出軸相聯(lián)，電機(jī)軸用聯(lián)軸器與變速器的輸入軸相聯(lián)，變速器輸入軸的另一端與剎車制動器相聯(lián)；滾筒纏有鋼絲繩，鋼絲繩一端固定在滾筒上，另一端通過機(jī)架頂部的天車與游動滑車及大鉤相聯(lián)；液壓機(jī)構(gòu)的液壓管路與液壓鉗相聯(lián)；電源分別與液壓機(jī)構(gòu)和控制柜相聯(lián)，液壓機(jī)構(gòu)和控制柜的控制電路分別與控制臺相聯(lián)。
在控制臺上設(shè)有左右兩個操作手柄，其控制電路為左操作手柄的正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速信號電路與電機(jī)控制器相聯(lián)，正轉(zhuǎn)啟停信號電路與PLC相聯(lián)；右操作手柄的反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速信號電路與電機(jī)控制器相聯(lián)，反轉(zhuǎn)啟停信號電路與PLC相聯(lián)，PLC的啟停信號電路轉(zhuǎn)向信號電路分別與電機(jī)控制器相聯(lián)；PLC的剎車控制電路與剎車控制電路相聯(lián)，剎車控制電路與剎車制動器相聯(lián)；電機(jī)控制器的控制電路與電機(jī)相聯(lián)，電機(jī)軸上的速度傳感器的信號電路與電機(jī)控制器相聯(lián)。
控制柜可以安裝在底座上，也可以安裝在操作室內(nèi)；電機(jī)與控制柜構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)是開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)或可控硅直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)或變頻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)；電機(jī)、變速器及剎車制動器可以采用單系統(tǒng)驅(qū)動滾筒，也可以是雙系統(tǒng)驅(qū)動滾筒；雙系統(tǒng)驅(qū)動滾筒可采用同功率電機(jī)或不同功率電機(jī)；底座可與井架聯(lián)體安裝或分體安裝；底座系統(tǒng)可以是撬裝式或車載式；剎車制動方式可采用盤式剎車片或鼓式剎車片；剎車系統(tǒng)可采用液動剎車制動器或氣動剎車制動器或電磁剎車制動器；變速器也可用減速器或液力耦合器代替。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明以電機(jī)作動力源，可用油井電網(wǎng)，現(xiàn)場連接方便，滾筒電機(jī)隨即停止和運(yùn)行，減少運(yùn)行時間，節(jié)能效果好。
2、本發(fā)明控制調(diào)速系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)滾筒轉(zhuǎn)速的無級調(diào)節(jié)，滿足起下油管作業(yè)多種工況需要。
3、本發(fā)明采用液壓機(jī)構(gòu)和滾筒一體化結(jié)構(gòu)，運(yùn)輸過程中液壓管路不需脫離，不會造成液壓油的污染，可延長液壓元件的使用壽命，提高系統(tǒng)可靠性，減少設(shè)備維護(hù)量。
4、本發(fā)明剎車制動器與電機(jī)連鎖控制，剎車及時安全；剎車在變速器輸入端，制動力矩小，使用壽命長。
5、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小，可隨車搬運(yùn)，運(yùn)行費(fèi)用低，環(huán)保噪音小。
6、在底座前面井口安裝上轉(zhuǎn)盤，在底座后面安裝上泥漿泵可完成油井大修的鉆井工作。
四

圖1-本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意2-本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意3-本發(fā)明控制電路方框原理中1-操作室 2-控制臺 3-液壓機(jī)構(gòu) 4-底座 5-電機(jī)聯(lián)軸器 6-滾筒聯(lián)軸器 7-鋼絲繩 8-液壓鉗 9-天車 10-機(jī)架 11-滾筒 12-變速器 13-電動機(jī) 14-剎車制動器 15-控制柜 16-游動滑車及大鉤五具體實(shí)施方式
一種無級調(diào)速修井裝置，如圖2所示，由操作室1、控制臺2、液壓機(jī)構(gòu)3、底座4、電機(jī)聯(lián)軸器5、滾筒聯(lián)軸器6、鋼絲繩7、液壓鉗8、天車9、機(jī)架10、滾筒11、變速器12、電動機(jī)13、剎車制動器14、控制柜15、游動滑車及大鉤16組成，其特征在于底座4設(shè)為矩形，在底座中部水平設(shè)有滾筒11、電動機(jī)13及其兩邊的變速器12；底座前中部固定有機(jī)架10，底座后部設(shè)有液壓機(jī)構(gòu)3和控制柜15；在底座后側(cè)中部設(shè)有操作室1和室內(nèi)控制臺2；滾筒的兩端軸用滾筒聯(lián)軸器6與變速器12輸出軸相聯(lián)，電機(jī)軸用電機(jī)聯(lián)軸器5與變速器的輸入軸相聯(lián)，變速器輸入軸的另一端與剎車制動器14相聯(lián)，滾筒11纏有鋼絲繩7，鋼絲繩的一端固定在滾筒上，另一端通過機(jī)架10頂部的天車9與游動滑車及大鉤16相聯(lián)；液壓機(jī)構(gòu)的液壓管路與液壓鉗8相聯(lián)；電源分別與液壓機(jī)構(gòu)3和控制柜15相聯(lián)，液壓機(jī)構(gòu)和控制柜的控制電路分別與控制臺2相聯(lián)。從井內(nèi)提出油管或油桿的工作過程是給控制柜及液壓機(jī)構(gòu)送上電，向前推左操作手柄，控制柜內(nèi)PLC得信號剎車釋放，調(diào)速系統(tǒng)啟動，電機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)動變速器，手柄向前推的位移越大電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，變速器驅(qū)動滾筒轉(zhuǎn)動釋放鋼絲繩越快，由于游動滑車及大鉤的重力與滾筒轉(zhuǎn)動釋放鋼絲繩的作用，鋼絲繩通過天車滑輪組使游動滑車及大鉤向下運(yùn)行，當(dāng)大鉤快接近油管或油桿時，左操作手柄向回拉電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，拉到起始位置，控制柜內(nèi)PLC得信號電機(jī)停轉(zhuǎn)，剎車制動器同時剎車；向前推右操作手柄，控制柜內(nèi)PLC得信號剎車釋放，調(diào)速系統(tǒng)啟動，電機(jī)反轉(zhuǎn)驅(qū)動變速裝置，手柄向前推的位移越大電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，變速器驅(qū)動滾筒轉(zhuǎn)動卷起鋼絲繩越快，通過天車滑輪組使游動滑車及大鉤向上運(yùn)行，當(dāng)大鉤高度能已將整根油管或油桿提出井口，右操作手柄向回拉電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，拉到起始位置，控制柜內(nèi)PLC得信號電機(jī)停轉(zhuǎn)，剎車制動器同時剎車；此時將油管或油桿夾在井口上，用液壓鉗夾住已提出的油管或油桿，打開液壓大鉗正轉(zhuǎn)開關(guān)，油管或油桿逆時針轉(zhuǎn)動絲扣松開，關(guān)閉液壓鉗正轉(zhuǎn)開關(guān)，將液壓大鉗自油管或油桿上取下。重復(fù)向前摧左操作手柄工序，大鉤向下運(yùn)行將油管或油桿放到一邊，重復(fù)以上操作可將油管或油桿陸續(xù)自井內(nèi)提出。
向井內(nèi)下油管或油桿的過程只是先提起油管或油桿，然后將油管或油桿夾在井口，將液壓鉗夾住油管或油桿，打開液壓大鉗反轉(zhuǎn)開關(guān)，油管或油桿順時針轉(zhuǎn)動絲扣上緊，關(guān)閉液壓鉗反轉(zhuǎn)開關(guān)，將液壓大鉗自油管或油桿上取下；重復(fù)以上操作可將油管或油桿陸續(xù)下入井內(nèi)。
如圖3電氣控制原理框圖所示，控制原理是這樣實(shí)現(xiàn)的向前推左操作手柄給PLC正轉(zhuǎn)啟動信號，PLC先輸出剎車信號給控制電路，控制電路控制剎車釋放；剎車釋放的同時PLC輸出啟動信號與轉(zhuǎn)向信號給電機(jī)控制器，電機(jī)控制器按要求輸出正轉(zhuǎn)輸出電源給電機(jī)，此時為零速；繼續(xù)向前推左操作手柄正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速給定信號輸入電機(jī)控制器，電機(jī)控制器按正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速給定信號控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，電機(jī)軸上的傳感器將轉(zhuǎn)速反饋信號反饋到電機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制達(dá)到正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速給定信號的要求；當(dāng)電機(jī)需要停轉(zhuǎn)時，將左操作手柄拉到初始位置，PLC輸出停止信號，電機(jī)控制器控制電機(jī)停轉(zhuǎn)；同時輸出剎車信號，控制電路收到剎車信號，對電機(jī)進(jìn)行剎車，電機(jī)停轉(zhuǎn)。
操作右操作手柄，向前推右操作手柄給PLC反轉(zhuǎn)啟動信號，PLC先輸出剎車信號給控制電路，控制電路控制剎車釋放；剎車釋放的同時PLC輸出啟動信號與反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向信號給電機(jī)控制器，電機(jī)控制器按要求輸出反轉(zhuǎn)輸出電源給電機(jī)，此時為零速；繼續(xù)向前推右操作手柄反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速給定信號輸入電機(jī)控制器，電機(jī)控制器按反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速給定信號控制電機(jī)的反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，電機(jī)軸上的傳感器將轉(zhuǎn)速反饋信號反饋到電機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制達(dá)到反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速給定信號的要求；當(dāng)電機(jī)需要停轉(zhuǎn)時，將右操作手柄拉到初始位置，PLC輸出停止信號，電機(jī)控制器控制電機(jī)停轉(zhuǎn)；同時輸出剎車信號，控制電路收到剎車信號，對電機(jī)進(jìn)行剎車，電機(jī)停轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種無級調(diào)速修井裝置，由操作室、控制臺、液壓機(jī)構(gòu)、底座、電機(jī)聯(lián)軸器、滾筒聯(lián)軸器、鋼絲繩、液壓鉗、天車、機(jī)架、滾筒、變速器、電動機(jī)、剎車制動器、控制柜、游動滑車及大鉤組成，其特征在于底座設(shè)為矩形，在底座中部水平設(shè)有滾筒、電動機(jī)及其兩邊的變速器；底座前中部固定有機(jī)架，底座后部設(shè)有液壓機(jī)構(gòu)和控制柜；在底座后側(cè)中部設(shè)有操作室和室內(nèi)控制臺；滾筒的兩端軸用聯(lián)軸器與變速器輸出軸相聯(lián)，電機(jī)軸用聯(lián)軸器與變速器的輸入軸相聯(lián)，變速器輸入軸的另一端與剎車制動器相聯(lián)；滾筒纏有鋼絲繩，鋼絲繩一端固定在滾筒上，另一端通過機(jī)架頂部的天車與游動滑車及大鉤相聯(lián)；液壓機(jī)構(gòu)的液壓管路與液壓鉗相聯(lián)；電源分別與液壓機(jī)構(gòu)和控制柜相聯(lián)，液壓機(jī)構(gòu)和控制柜的控制電路分別與控制臺相聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級調(diào)速修井裝置，其特征在于在控制臺上設(shè)有左右兩個操作手柄，其控制電路為左操作手柄的正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速信號電路與電機(jī)控制器相聯(lián)，正轉(zhuǎn)啟停信號電路與PLC相聯(lián)；右操作手柄的反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速信號電路與電機(jī)控制器相聯(lián)，反轉(zhuǎn)啟停信號電路與PLC相聯(lián)，PLC的啟停信號電路轉(zhuǎn)向信號電路分別與電機(jī)控制器相聯(lián)；PLC的剎車控制電路與剎車控制電路相聯(lián)，剎車控制電路與剎車制動器相聯(lián)；電機(jī)控制器的控制電路與電機(jī)相聯(lián)，電機(jī)軸上的速度傳感器的信號電路與電機(jī)控制器相聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級調(diào)速修井裝置，其特征在于控制柜可以安裝在底座上，也可以安裝在操作室內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級調(diào)速修井裝置，其特征在于電機(jī)與控制柜構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)是開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)或可控硅直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)或變頻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級調(diào)速修井裝置，其特征在于電機(jī)、變速器及剎車制動器可以采用單系統(tǒng)驅(qū)動滾筒，也可以是雙系統(tǒng)驅(qū)動滾筒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的無級調(diào)速修井裝置，其特征在于雙系統(tǒng)驅(qū)動滾筒可采用同功率電機(jī)或不同功率電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級調(diào)速修井裝置，其特征在于底座可與井架聯(lián)體安裝或分體安裝，底座系統(tǒng)可以是撬裝式或車載式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級調(diào)速修井裝置，其特征在于剎車制動方式可采用盤式剎車片或鼓式剎車片，剎車系統(tǒng)可采用液動剎車制動器或氣動剎車制動器或電磁剎車制動器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級調(diào)速修井裝置，其特征在于變速器也可用減速器或液力耦合器代替。
全文摘要
一種無級調(diào)速修井裝置，由操作室、控制臺、液壓機(jī)構(gòu)、底座、液壓鉗、天車、機(jī)架、滾筒、變速器、電動機(jī)、剎車制動器、控制柜、游動滑車及大鉤組成，底座設(shè)為矩形，在底座中部水平設(shè)有滾筒、電動機(jī)及其兩邊的變速器，其前中部固定有機(jī)架，其后部設(shè)有液壓機(jī)構(gòu)和控制柜，其后側(cè)中部設(shè)有操作室和室內(nèi)控制臺；滾筒的兩端軸用聯(lián)軸器與變速器輸出軸相聯(lián)，電機(jī)軸用聯(lián)軸器與變速器的輸入軸相聯(lián)，變速器輸入軸的另一端與剎車制動器相聯(lián)；滾筒纏有鋼絲繩，通過機(jī)架頂部的天車與游動滑車及大鉤相聯(lián)；液壓機(jī)構(gòu)的液壓管路與液壓鉗相聯(lián)；液壓機(jī)構(gòu)和控制柜與電源相聯(lián)，其控制電路分別與控制臺相聯(lián)。本發(fā)明易操作，節(jié)省能源。
文檔編號E21B7/00GK1944941SQ200610069238
公開日2007年4月11日 申請日期2006年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月27日
發(fā)明者劉超, 劉明華, 牟少平, 李鵬, 宋玉全 申請人:勝利油田創(chuàng)新科技開發(fā)中心