一种智能化绞车自动排绳装置的制作方法

本实用新型涉及石油钻机配套设备领域，具体地说，是涉及一种智能化绞车自动排绳装置。

背景技术：

绞车在钻井过程中用于提升和下放钻具，钻井钢丝绳缠绕在绞车滚筒上。滚筒旋转时，钢丝绳沿着滚筒轴向左右移动，当钢丝绳移动到滚筒边缘时，钢丝绳反向移动。滚筒在缠绳或放绳时，由于缠绳层数不断变化，钢丝绳会沿着滚筒径向前后移动。

绞车滚筒缠绳时，钢丝绳在没有其他设备辅助的情况下，容易出现乱绳的现象，严重影响绞车工作，同时加大钢丝绳之间的摩擦和挤压，缩短钢丝绳的使用寿命。

目前较常见的排绳装置均为机械式排绳装置，其工作原理是通过限位的方式防止乱绳，即限位装置卡住钢丝绳，限位装置随钢丝绳来回移动，一定程度上能防止钢丝绳工作时摆动幅度过大，起到排绳的作用，但使用效果不明显。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能化绞车自动排绳装置，主要解决现有排绳装置在排绳过程中出现乱绳、同时加大钢丝绳之间的摩擦和挤压，缩短钢丝绳的使用寿命的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种智能化绞车自动排绳装置，包括安装在绞车顶部的支架，安装在支架上的一对轴承座和一对轴固定座，设置于轴固定座内侧的触点开关，通过轴固定座安装于支架上的固定轴，通过轴承安装在轴承座上的旋转轴，安装于固定轴上的直滑套，安装于旋转轴上的螺杆滑套，一端安装于直滑套上另一端安装于螺杆滑套上的两根滚轮轴，分别安装在两根滚轮轴上的大滚轮和小滚轮，安装于轴承座上并通过键连接于旋转轴端内孔上的电机，与电机相连用于控制电机的plc控制系统，以及安装在绞车的滚筒轴端部用于测量滚筒的转速和旋转方向并将信号传输到plc控制系统的速度旋向编码器。

进一步地，所述旋转轴上设置有大螺距螺纹，所述螺杆滑套内孔加工有与旋转轴相同的螺纹，当旋转轴正反转旋转时，螺杆滑套在旋转轴上左右移动。

进一步地，所述直滑套内部设置有铜套，所述直滑套通过铜套套设在固定轴上。

进一步地，所述螺杆滑套和直滑套顶部均焊接有用于安装滚轮轴的u形板。

作为优选，所述直滑套的两端设置有缓冲垫。

作为优选，所述滚轮轴两端加工螺纹，并用螺母锁紧固定在螺杆滑套和直滑套上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过在滚筒轴端设置速度旋向编码器，并在固定轴两端的固定座内侧安装触点开关，结合plc控制系统对电机的旋向和转速进行控制。plc控制系统接收速度旋向编码器和触点开关反馈信号，自动控制电机工作，实现绞车钢丝绳自动排绳，防止钢丝绳缠绳是乱绳，具有结构简单，整体成本不高的特点。

(2)本实用新型的支架采用焊接框架结构，支架通过螺栓直接安装在绞车顶部，安装拆卸简单。并且该装置采用小功率变频电机作为动力，带着整个装置工作，电机直接安装在轴承座上，简化安装。

(3)本实用新型在大小滚轮内部设计铜套，便于大小滚轮在滚轮轴上灵活转动和移动。

(4)本实用新型在直滑套两端设计缓冲垫，有效防止触点开关被直滑套撞坏。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的速度旋向编码器安装位置示意图。

图3为本实用新型的螺杆滑套和直滑套的外形图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-支架，2-轴承座，3-轴固定座，4-触点开关，5-固定轴，6-轴承，7-旋转轴，8-直滑套，9-螺杆滑套，10-滚轮轴，11-大滚轮，12-小滚轮，13-键，14-电机，15-速度旋向编码器，16-u形板，17-缓冲垫，18-滚筒轴，19-滚筒。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1-3所示，本实用新型公开的一种智能化绞车自动排绳装置，包括安装在绞车顶部的支架1，支架采用焊接框架结构，支架通过螺栓直接安装在绞车顶部，安装拆卸简单。支架1上安装有一对轴承座2和一对轴固定座3，在轴固定座3内侧设置有触点开关4，两个轴固定座3之间安装有固定轴5，轴承座2上通过轴承6安装有旋转轴7，并在固定轴5上设置直滑套8，旋转轴7上设置螺杆滑套9，所述螺杆滑套9和直滑套8顶部均焊接有用于安装滚轮轴10的u形板16，所述滚轮轴10两端加工螺纹，并用螺母锁紧固定在螺杆滑套9和直滑套8上。旋转轴和螺杆滑套上设计大螺距螺纹，旋转轴旋转带动螺杆滑套直线移动。

此外，所述直滑套8的两端设置有缓冲垫17，防止触点开关被撞坏。所述直滑套8内部设置有铜套，增加耐磨性，所述直滑套8通过铜套套设在固定轴5上。

在两根滚轮轴10分别安装有大滚轮11和小滚轮12，大小滚轮内部设计铜套，可在滚轮轴上灵活转动和移动。

旋转轴7通过安装于轴承座2上并通过键13连接于旋转轴7端内孔上的电机14提供动力，该电机采用小功率变频电机，带着整个装置工作，电机直接安装在轴承座上，简化安装。

所述电机14与plc控制系统相连，并在绞车的滚筒轴18端部用于测量滚筒19的转速和旋转方向并将信号传输到plc控制系统的速度旋向编码器15。

本实用新型的工作原理如下：

当绞车滚筒开始旋转缠绳时，安装在滚筒轴端的速度旋向编码器测量滚筒转速和旋向，假设缠绳为正转，放绳为反转，速度旋向编码器将检测的转速和旋向信息反馈到plc控制系统，plc控制系统控制电机旋转的转速和旋向。

电机旋转，电机带动旋转轴旋转，螺杆滑套开始在旋转轴上移动，此时，包括螺杆滑套、直滑套、滚轮轴、大小滚轮组成的部件在旋转轴和固定轴上平行移动。大小滚轮带动钢丝绳同步移动。

当滑套移动到工作位置边缘时，直滑套触碰到触点开关，开关信号反馈到plc控制系统，电机改变旋转方向，滑套向反方向移动，装置开始反方向排绳。如此循环。

由于缠绳层数不断增加，钢丝绳在前后方向逐步移动，此时，钢丝绳能带动大小滚轮在滚轮轴上前后自由滑动，以适应钢丝绳的实际位置。

绞车滚筒放绳时，滚筒开始反转，速度旋向编码器检测到滚筒旋向后，经plc控制系统控制电机改变旋向，开始排绳，当触碰到触点开关后，电机再次反向，如此循环。

通过上述设计，本实用新型利用速度旋向编码器、触点开关，结合plc控制系统对电机的旋向和转速进行控制。plc控制系统接收速度旋向编码器和触点开关反馈信号，自动控制电机工作，实现绞车钢丝绳自动排绳，防止钢丝绳缠绳是乱绳，具有结构简单，整体成本不高的特点。因此，具有很高的使用价值和推广价值。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种智能化绞车自动排绳装置，其特征在于，包括安装在绞车顶部的支架(1)，安装在支架(1)上的一对轴承座(2)和一对轴固定座(3)，设置于轴固定座(3)内侧的触点开关(4)，通过轴固定座(3)安装于支架(1)上的固定轴(5)，通过轴承(6)安装在轴承座(2)上的旋转轴(7)，安装于固定轴(5)上的直滑套(8)，安装于旋转轴(7)上的螺杆滑套(9)，一端安装于直滑套(8)上另一端安装于螺杆滑套(9)上的两根滚轮轴(10)，分别安装在两根滚轮轴(10)上的大滚轮(11)和小滚轮(12)，安装于轴承座(2)上并通过键(13)连接于旋转轴(7)端内孔上的电机(14)，与电机(14)相连用于控制电机(14)的plc控制系统，以及安装在绞车的滚筒轴端部用于测量滚筒的转速和旋转方向并将信号传输到plc控制系统的速度旋向编码器(15)。

2.根据权利要求1所述的一种智能化绞车自动排绳装置，其特征在于，所述旋转轴(7)上设置有大螺距螺纹，所述螺杆滑套(9)内孔加工有与旋转轴相同的螺纹，当旋转轴(7)正反转旋转时，螺杆滑套(9)在旋转轴(7)上左右移动。

3.根据权利要求2所述的一种智能化绞车自动排绳装置，其特征在于，所述直滑套(8)内部设置有铜套，所述直滑套(8)通过铜套套设在固定轴(5)上。

4.根据权利要求3所述的一种智能化绞车自动排绳装置，其特征在于，所述螺杆滑套(9)和直滑套(8)顶部均焊接有用于安装滚轮轴(10)的u形板(16)。

5.根据权利要求4所述的一种智能化绞车自动排绳装置，其特征在于，所述直滑套(8)的两端设置有缓冲垫(17)。

6.根据权利要求5所述的一种智能化绞车自动排绳装置，其特征在于，所述滚轮轴(10)两端加工螺纹，并用螺母锁紧固定在螺杆滑套(9)和直滑套(8)上。

技术总结
本实用新型公开了一种智能化绞车自动排绳装置，主要解决现有排绳装置在排绳过程中出现乱绳、同时加大钢丝绳之间的摩擦和挤压，缩短钢丝绳的使用寿命的问题。该装置包括支架，安装在支架上的一对轴承座和一对轴固定座，设置于轴固定座内侧的触点开关，安装于支架上的固定轴，安装在轴承座上的旋转轴，安装于固定轴上的直滑套，安装于旋转轴上的螺杆滑套，以及滚轮轴、大滚轮、小滚轮、电机、PLC控制系统，以及安装在绞车的滚筒轴端部的速度旋向编码器。通过上述设计，本实用新型利用PLC控制系统接收速度旋向编码器和触点开关反馈信号，自动控制电机工作，实现绞车钢丝绳自动排绳，防止钢丝绳缠绳是乱绳，具有结构简单，整体成本不高的特点。

技术研发人员：李俭友;陈佳伟;郭丽丽;魏明
受保护的技术使用者：四川昆仑石油设备制造有限公司
技术研发日：2019.08.28
技术公布日：2020.06.30