专利名称：碳纤维连续抽油杆作业车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种碳纤维连续抽油杆作业车。
背景技术：
目前油田上使用连续抽油杆是钢质的，在井上作业施工都是用钢质连续抽油杆作业车。如果用此车起下碳纤维连续抽油杆，因材质不同、结构尺寸不同、要求条件不同，钢质连续抽油杆作业车是不能胜任的，需设计专用的作业设备及相关作业工艺。
发明内容
本发明的目的是设计一种碳纤维连续抽油杆作业车，适用于碳纤维连续抽油杆的起、下作业，解决钢质连续抽油杆作业车夹持器、牙齿尖、夹持力大、易损碳纤维连续抽油杆及作业车结构布局不合理的问题，提供一种全新的碳纤维连续抽油杆作业车。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的本发明由作业单元、碳纤维抽油杆注入头单元、光杆起升单元、缠绕盘单元、液压控制单元和测控单元组成，其特征在于注入头单元和缠绕盘单元分别设在作业车车板后横侧的前面和后面，光杆起升单元设在作业车车板前横侧的后面，液压控制单元设在作业车车板的前横侧车板的下面和后面的上面，测控单元的可编程，控制器和显示屏设在作业车车板前横侧后面的操作室内，其测试元件及传感器分别设在注入头单元、光杆起升单元、缠绕盘单元、液压控制单元的各自对应的位置，由作业车发动机输出动力，供给液压控制单元的液压泵，液压泵将动力传给各路液马达，液马达控制注入头的动作，起升单元的井架的起立，前后左右位移，由对应的测试元件及对应的传感器向可编程控制器传递信号、存储，并反馈各路的工作参数。
注入头单元在已有夹持器的链条链节处嵌有非金属夹持块，并把注入头固定在作业车车板后横侧的后部，与缠绕盘前后固定在一个水平面的水平线上，车板作为注入头的工作平台。
缠绕盘单元的缠绕盘缠绕碳纤维抽油杆的最大容量为2×2500m，最大盘轴驱动扭矩50-80N.m，盘轴转速为自动无级变速，由力矩电机驱动。
液压控制单元在油箱内设有加热器和冷却器，能自动加热和冷却，由在油箱上或在管路中所设的温度传感器向可编程控制器传递温度信号经A/D转化成的数字信号。
测控单元由设在操作室内的可编程控制器、显示屏、设在油箱上的温度传感器、设在液压管上的压力传感器、流量传感器、设在注入头上或吊钩上载荷传感器、长度传感器、设在井架底座上的位置传感器和设在驾驶室顶上的数码摄像机组成，由各路的传感器所测的各路信号经A/D转换成数字信号传给可编程控制器处理储存并反馈指令各路的工作参数，显示屏显示工作参数，显示摄像图像。
本发明与已有技术相比具有以下优点1、起下碳纤维连续抽油杆的所有设备仪器仪表都设计在作业车上，构思巧妙、结构紧凑、布局合理。
2、注入头的链条节上嵌有非金属卡块，保护了碳纤维连续抽油杆不被卡坏、磨损，根据碳纤维抽油杆重量轻的实况，减轻了注入头的夹持力，从而缩小了注入头的体积。
3、自动化程度高，作业车上各路设备工作均实现自动控制，降低工人的劳动强度，保证了作业施工的质量、安全，提高了作业施工效率。
四
图1-本发明的结构示意图；图2-注入头的结构示意图。
图1中1-注入头 2-缠绕盘 3-井架 4-绞车 5-操作室6-油箱 7-液马达 8-液压管路 9-车身支腿 10-发动机11-发动机输出轴 12-分动箱、液压泵图2中1′-小齿轮 2′-大齿轮 3′-张紧油缸 4′-张紧链轮5′-非金属卡块 6′-传送链条 7′-主动链轮 8′-夹紧油缸9′-夹紧导轨 10′-碳纤维连续抽油杆 11′-导向器五、实施例为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图1、附图2，通过实施例作详细描述本发明由作业车单元、碳纤维连续抽油杆注入头单元、光杆起升单元、缠绕盘单元、液压控制单元和测控单元组成，其特征在于注入头单元1和缠绕盘单元2分别设在作业车车板后横侧的前面和后面，光杆起升单元设在作业车车板前横侧的后面，液压控制单元设在作业车车板的前横侧车板的下面和后面的上面，测控单元的可编程控制器和显示屏设在车板前横侧后面的操作室内，其测试元件及传感器分别设在注入头单元、光杆起升单元、缠绕盘单元、液压控制单元的各自对应的位置，由作业车发动机输出动力，供给液压控制单元的分动箱及液压泵，液压泵将动力传给各路液马达，液马达控制注入头单元，光杆起升单元，作业车单元的工作，由对应的传感器向可编程控制器传递信号、处理、储存并反馈各路的工作参数。
各单元工作参数。
1、作业车单元(1)作业车型号SX2190H/6×6；(2)发动机功率206KW；(3)全车长12.5m；(4)全车高3.6m；(5)全车宽2.45m；(6)最大载重量160KN；(7)分动箱功率一70KW；(8)分动箱功率二30KW；(9)分动箱输出转速1500r/min；2、碳素杆注入头单元(1)最大起升载荷100KN；(2)起升工作载荷60KN；(3)起下速度范围7.2-12m/min；(4)单元消耗功率≤50KW；(5)最大单元横向位移0.3m；(6)最大单元纵向位移1.6m；(7)最大传送链移动边位移0.05m；(8)适用碳杆规格30mm×3.0mm、32mm×4.2mm、35mm×5.0mm
3、光杆起升单元(1)起升最大载荷100KN；(2)下速度≤10m/min；(3)单元消耗功率≤50KW；(4)滚筒缠绳容量120m；(5)钢丝绳直径22mm；(6)使用轮系2×3；(7)井架有效高度11m；(8)井架最大前后倾斜角度≤8°；(9)井架旋转角度90°4、缠绕盘单元(1)缠绕杆容量2×2500m；(2)盘轴最大驱动扭矩50N.m；(3)盘轴最大转速3.5r/min；(4)最大单元横向位移0.3m；(5)盘轴转速自动无级变速5、液压控制单元(1)单元压力18-25mPa；(2)油箱容量1.8m3；(3)工作环境温度-15-65℃；(4)单元连续工作时间≥12h；
(5)温度控制自动加热与冷却6、测控单元(1)载荷测量误差≤±500N；(2)杆长测量误差≤±0.2m；(3)扶正器位置误差≤±0.2m；(4)温度测量误差≤±1℃；(5)压力测量误差≤±0.5mPa；(6)流量测量误差≤±5％(7)具有智能化非常工作报警功能；(8)具有液压单元失效“溜杆”刹车功能；(9)具有扶正器安放位置自动停机功能；(10)具有天车防碰自动应急功能；(11)具有井场实时调参优化设计功能；(12)具有防冲距预报功能；(13)具有参数数字化显示功能；(14)具有油井及工艺参数建库功能；(15)具有修井工艺参数建库功能；(16)具有作业过程全程数字化录象功能。
(一)主要设备见附图1，全套设备的动力均来自于作业车发动机分动箱，主要由注入头1(包括碳素杆传送链条、夹紧块、支撑轴承、张紧链轮、紧急制动装置等)、缠绕盘2(包括碳素杆滚筒、力矩电机、换杆推力缸等)、井架3(包括天车、游车、大钩)、绞车4(包括滚筒、盘式刹车、钢丝绳等)、操作室5(包括各种手动、电动控制手柄、开关、操作员座椅等)、油箱6、液马达7(包括注入头液马达、绞车液马达、操作室转动液马达)、液压管路8(包括传动、控制等液压回路的全部软硬油管)、车身支腿9(包括左右共六个车身支腿)、发动机10、发动机输出轴11、分动箱和液压泵12(包括分动箱、液压泵)注入头的基本功能是夹持碳纤维抽油杆(以下简称碳素杆)将其从油井中起出(下入)并控制碳素杆的起出(下入)速度。注入器的主要结构如图2所示，它主要由小齿轮1′、大齿轮2′、张紧油缸3′、张紧链轮4′、非金属卡块5′、链条6′、主动链轮7′、夹紧油缸8′、夹紧导轨9′、碳纤维连续抽油杆10′等组成，其基本工作原理为由一台液马达驱动，带动链条；链条的外侧嵌装碳素杆卡块。夹紧油缸夹持导轨夹住链条的内侧，使碳素杆卡块卡紧碳素杆，将碳素抽油杆从井里起出(下入)。
(二)基本工作流程碳纤维复合材料连续抽油杆的起下井作业分为加重杆作业、碳纤维连续抽油杆作业、光杆作业三个环节。
1、下井作业如图1所示，将整车倒至井口附近，将车身支腿9支起使整车调平；井架3立起、悬转，使其工作中心与油井井口轴线对正，进行加重杆的下井作业；加重杆下井完成后，井架3悬转让位，将注入头1通过位置调整，使其工作中心线与油井井口轴线对正，夹持住碳纤维连续抽油杆进行下井作业，碳纤维连续抽油杆由缠绕盘2输出；碳纤维连续抽油杆下井作业完成后，由注入头1夹持住碳纤维连续抽油杆，将井架3旋转，使其工作中心与油井井口轴线对正并将光杆吊起，光杆与碳纤维连续抽油杆连接好后，放松注入头1，整根杆柱由井架3悬挂，进行光杆的作业，完成下井作业全过程。
2、起井作业如图1所示，将整车倒至井口附近，将车身支腿9支起使整车调平；井架3立起、悬转，使其工作中心与油井井口轴线对正，进行光杆的起井作业；光杆起井完成后，将注入头1通过位置调整，使其工作中心线与油井井口轴线对正并夹持住碳纤维连续抽油杆，井架3悬转让位，由注入头1进行碳纤维连续抽油杆起井作业；起出的碳纤维连续抽油杆以一定张力收卷在缠绕盘2上；碳纤维连续抽油杆起井作业完成后，注入头1放送，悬转让位；井架3旋转，使其工作中心与油井井口轴线对正，进行加重杆的起井作业，完成起井作业全过程。
权利要求
1.一种碳纤维连续抽油杆作业车，由作业单元、碳纤维抽油杆注入头单元、光杆起升单元、缠绕盘单元、液压控制单元和测控单元组成，其特征在于注入头单元和缠绕盘单元分别设在作业车车板后横侧的前面和后面，光杆起升单元设在作业车车板前横侧的后面，液压控制单元设在作业车车板的前横侧车板的下面和后面的上面，测控单元的可编程，控制器和显示屏设在作业车车板前横侧后面的操作室内，其测试元件及传感器分别设在注入头单元、光杆起升单元、缠绕盘单元、液压控制单元的各自对应的位置，由作业车发动机输出动力，供给液压控制单元的液压泵，液压泵将动力传给各路液马达，液马达控制注入头的动作，起升单元的井架的起立，前后左右位移，由对应的测试元件及对应的传感器向可编程控制器传递信号、存储，并反馈各路的工作参数。
2.根据权利要求1所述的碳纤维连续抽油杆作业车，其特征是注入头单元在已有夹持器的链条链节处嵌有非金属夹持块，并把注入头固定在作业车车板后横侧的后部，与缠绕盘前后固定在一个水平面的水平线上，车板作为注入头的工作平台。
3.根据权利要求1所述的碳纤维连续抽油杆作业车，其特征是缠绕盘单元的缠绕盘缠绕碳纤维抽油杆的最大容量为2×2500m，最大盘轴驱动扭矩50-80N.m，盘轴转速为自动无级变速，由力矩电机驱动。
4.根据权利要求1所述的碳纤维连续抽油杆作业车，其特征是液压控制单元在油箱内设有加热器和冷却器，能自动加热和冷却，由在油箱上或在管路中所设的温度传感器向可编程控制器传递温度信号经A/D转化成的数字信号。
5.根据权利要求1所述的碳纤维连续抽油杆作业车，其特征是测控单元由设在操作室内的可编程控制器、显示屏、设在油箱上的温度传感器、设在液压管上的压力传感器、流量传感器、设在注入头上或吊钩上载荷传感器、长度传感器、设在井架底座上的位置传感器和设在驾驶室顶上的数码摄像机组成，由各路的传感器所测的各路信号经A/D转换成数字信号传给可编程控制器处理储存并反馈指令各路的工作参数，显示屏显示工作参数，显示摄像图像。
全文摘要
一种碳纤维连续抽油杆作业车，由作业单元、碳纤维抽油杆注入头单元、光杆起升单元、缠绕盘单元、液压控制单元和测控单元组成，注入头单元和缠绕盘单元分别设在作业车车板后横侧的前面和后面，光杆起升单元设在作业车车板前横侧的后面，液压控制单元设在作业车车板的前横侧车板的下面和后面的上面，测控单元的可编程，控制器和显示屏设在作业车车板前横侧后面的操作室内，其测试元件及传感器分别设在各单元各自对应的位置，由作业车发动机输出动力，供给液压控制单元的液压泵，液压泵将动力传给各路液马达，液马达控制注入头的动作，起升单元的井架的起立，前后左右位移，由对应的测试元件及对应的传感器向可编程控制器传递信号、存储，并反馈各路的工作参数。
文档编号E21B19/22GK1584280SQ200410024159
公开日2005年2月23日 申请日期2004年5月27日 优先权日2004年5月27日
发明者顾雪林, 彭勇, 常德友, 高纪念, 阎文辉, 司剑, 朱立峰, 吴永春, 李峰 申请人:中国石化集团胜利石油管理局工程机械总厂