方向滚动，靠近出口挡销;调整出口挡销位置及机械臂手臂抓卡距离，使横向抽油杆31与机械手延伸板相适应;调整机械臂底座，使摆动手臂17.3延伸与井口适应;抽油杆强制定位机构25处于低位。按下操作面板12上的〃下抽油杆键〃 12.4，PLC可编程控制器11初始化下抽油杆程序及相关设备，并给出指示，操作面板12上的“下抽油杆键”12.4亮，相关设备处于下抽油杆状态。(再次按下操作面板12上的〃下抽油杆键"12.4，下抽油杆初始化取消。)司机操作手柄，操作柄动作传感器16发出下抽油杆命令，抽油杆吊卡组件29上升，同时抽抽油杆吊卡驱动控制器29.13动作，使抽油杆吊卡牙块29.9外翻。同时，手臂摆动驱动控制器17.28动作，机械手外翻至115°，然后回摆；油杆31卡入机械手中，机械手内传感器17.3.9给出信号，PLC可编程控制器11返回指令，夹紧机械手上、下手爪卡紧;摆动手臂17.3继续回摆至垂直位置。主臂旋转液压控制器17.29动作，机械臂组件17向井口翻转，至竖直位置(液压缸行程控制)。抽油杆吊卡组件29下降，逐渐接近被夹持的横向抽油杆31(此时已经变为竖直方向)接箍，当横向抽油杆31接箍卡入吊卡体29.1，且明显高出吊卡体29.1上表面一段距离，并触动抽油杆吊卡上部传感器29.7，抽油杆吊卡驱动控制器29.13，抽油杆吊卡牙块29.9复位;抽油杆吊卡组件29停止。抽油杆导向锥驱动控制器27.8动作，抽油杆导向机构27复位;机械手驱动液压控制器17.3.12动作，夹紧机械手上、下手爪半开(行程控制)，横向抽油杆31下落，接箍落在抽油杆吊卡牙块29.9上。抽油杆吊卡组件29缓慢下降，当横向抽油杆31接箍明显高出吊卡体29.1上表面一段距离，并触动抽油杆吊卡上部传感器29.7，信号反馈PLC可编程控制器11，横向抽油杆31下端卡入井口抽油杆26接箍。PLC可编程控制器11给液压钳30信号，液压钳摆动驱动控制器23.30动作，液压钳30进给到位卡住被操作的横向抽油杆31。液压钳闭锁传感器24.3给PLC可编程控制器11信号，反馈信号使液压钳启动控制器24.2启动，液压钳30顺时针旋转一定圈数，上扣横向抽油杆31(已提前装设正确的卡牙)，液压钳转数计数器24.1数值大于一定值后，给PLC可编程控制器11反馈信号，表明被操作的横向抽油杆31已上紧，液压钳30停止，并撤离。夹紧机械手上、下手爪完全打开，机械臂组件17外翻。固定卡瓦驱动器4.1动作，使固定卡瓦4处于打开的趋势;抽油杆吊卡组件29上升一段距离，带动井口抽油杆26上升，固定卡瓦4打开，然后抽油杆吊卡组件29下降。当抽油杆吊卡组件29下降至规定高度(估计)，抽油杆强制定位机构25升至中位，抽油杆吊卡组件29落于抽油杆强制定位机构上表面，(游动滑车)抽油杆吊卡组件29停止运动；固定卡瓦4动作，卡紧横向抽油杆31，固定卡瓦卡紧指示灯15亮。井口抽油杆强制定位机构25恢复低位，抽油杆吊卡组件29继续缓慢下降，当横向抽油杆31接箍明显高出吊卡体29.1上表面一段距离，并触动抽油杆吊卡上部传感器29.7，信号反馈PLC可编程控制器11，抽油杆吊卡驱动控制器29.13动作，使抽油杆吊卡牙块29.9外翻;抽油杆吊卡组件29上行，横向抽油杆31接箍脱出。PLC记忆上面动作，重复“司机操作手柄，操作柄动作传感器16发出下抽油杆命令，抽油杆吊卡组件29上升”以后的步骤，完成起多根抽油杆的过程。
[0088]冲砂作业时，需要将旋转密封锥9.5下放，用旋转密封锥9.5密封油管端部，并压紧，可按操作面板12上的“冲砂”键12.5或“手动优先”键12.6来进行作业，操作过程中高压水通过旋转密封锥冲入油管。
[0089]对于其它特殊工况作业，可以按操作面板12上的“手动优先”键12.6，进行手动操作。
【主权项】
1.一种油田修井机械作业装置，包括防喷器、固定卡瓦、油管/抽油杆导向机构、油管/抽油杆定位机构、油管/抽油杆吊卡组件、机械臂组件、液压钳、液压钳支架、底座组件、管柱排架以及控制系统，其中油管/抽油杆导向机构、油管/抽油杆定位机构、固定卡瓦以及防喷器自上而下同轴安装，并向上同轴对准油管/抽油杆吊卡组件，所述的液压钳安装液压钳支架上，所述的控制系统包括可编程控制器PLC以及传感器、执行器;所述的机械臂组件包括与底座组件固定的铰接座、与铰接座铰接的机械臂以及机械臂上连接的摆动手臂及机械手爪，所述的机械臂与底座组件之间安装主臂旋转驱动液压缸且机械臂受其控制能够在水平位置与竖直位置之间翻转;其特征在于:所述液压钳支架安装于机械臂上并能够随其同步在水平位置与竖直位置之间翻转，且当机械臂处于竖直位置时，所述液压钳支架能够受控在空间内相对机械臂移动来实现液压钳正对井口。2.根据权利要求1所述的油田修井机械作业装置，其特征在于:所述液压钳支架包括由上至下间隔固定在机械臂上的悬臂横梁、悬臂斜梁和液压钳摆动液压缸;所述悬臂斜梁为长度可调结构，且所述悬臂斜梁的下端与所述铰接座铰接、上端与液压钳滑动连接，所述滑动连接为:所述液压钳上设有液压钳耳座，所述液压钳耳座上设有竖向滑孔，所述悬臂斜梁上端设有滑动件，所述滑动件嵌在竖向滑孔内并能沿其上下滑动;所述液压钳摆动液压缸的第一端与所述机械臂铰接、第二端与所述悬臂斜梁中部铰接;所述液压钳通过吊绳与悬臂横梁连接。3.根据权利要求1所述的油田修井机械作业装置，其特征在于:所述的液压钳支架包括立柱、悬臂横梁、悬臂斜梁以及液压钳摆动液压缸，其中所述立柱与机械臂活动连接且能够沿其上下移动，所述悬臂横梁固定在立柱上端，所述悬臂斜梁的第一端铰接在立柱下端，所述液压钳摆动液压缸的两端分别与悬臂斜梁中部、立柱中部铰接;所述液压钳的上部通过长度可调的吊绳与悬臂横梁连接、下部与悬臂斜梁的第二端滑动配合连接;所述滑动配合连接为:所述液压钳上设有液压钳耳座，所述液压钳耳座上设有竖向滑孔，所述悬臂斜梁第二端上设有滑动件，所述滑动件嵌在竖向滑孔内并能沿其上下滑动。4.根据权利要求3所述的油田修井机械作业装置，其特征在于:所述机械臂上安装立柱套筒，所述立柱贯穿所述立柱套筒，所述立柱套筒和立柱之间安装第二伸长调节机构;所述第二伸长调节机构包括通过连接块活动连接在立柱套筒上的调节螺杆、固定在立柱上的调节螺套，所述调节螺杆能够相对连接块自由旋转;所述调节螺杆通过螺纹配合穿过所述的调节螺套;所述悬臂横梁上安装第一伸长调节机构;所述第一伸长调节机构包括固定在悬臂横梁上的调节螺套以及通过螺纹配合贯穿调节螺套的调节螺杆，所述调节螺杆的外端通过连接块与所述吊绳连接，所述调节螺杆能够相对连接块自由旋转;所述立柱内腔固定有内支撑杆，所述内支撑杆中部通过一个或者间隔固定在立柱内壁的多个导向定位块实现定位;所述内支撑杆的上、下两端分别径向延伸穿过立柱壁形成液压缸耳座和斜梁耳座;所述液压钳摆动液压缸通过所述液压缸耳座与所述内支撑杆铰接;所述悬臂斜梁通过所述斜梁耳座与所述内支撑杆铰接;所述立柱内壁相对安装两个弹簧安装座，每个弹簧安装座上均安装有弹簧板;所述内支撑杆上设有扶正板，两个弹簧板相对安装夹紧所述扶正板。5.根据权利要求1-4任一所述的油田修井机械作业装置，其特征在于:所述的机械臂为长度可控制调节结构臂，其包括与铰接座铰接的主臂套筒、与摆动手臂连接的支撑主臂以及主臂伸缩驱动液压缸，其中所述支撑主臂插接于主臂套筒中，且所述主臂伸缩驱动液压缸一端与支撑主臂连接，另一端与主臂套筒连接;所述的主臂旋转驱动液压缸连接在机械臂的主臂套筒上;所述的摆动手臂的一端设有铰接头，并与支撑主臂上的铰接座铰接;所述摆动手臂通过手臂旋转驱动机构控制摆动;所述手臂旋转驱动机构包括液压缸支撑梁、手臂摆动液压缸、驱动杆以及液压缸套筒，其中液压缸支撑梁一端与机械臂主梁连接、另一端与液压缸铰接，所述液压缸外装设液压缸套筒，所述液压缸套筒与驱动杆一端铰接，所述驱动杆另一端通过连接轴与摆动手臂上的手臂转轴连接;所述摆动手臂及机械手爪包括支撑臂主臂以及其前端安装的通过液压控制开闭的机械手爪，其中所述支撑臂主臂的后端连接铰接座，且所述铰接座通过手臂转轴与机械臂铰接;所述机械手爪包括相对布置且通过机械手轴铰接在支撑臂主臂前端的夹紧机械手上手爪和夹紧机械手下手爪;所述支撑臂主臂的中部固定机械手驱动液压缸，所述机械手驱动液压缸的活塞杆前端安装连接头，所述连接头上下分别铰接上、下连接杆，所述上、下连接杆的另一端分别与夹紧机械手上手爪和夹紧机械手下手爪连接。6.根据权利要求5所述的油田修井机械作业装置，其特征在于:所述夹紧机械手上手爪和夹紧机械手下手爪外端部一对朝向相反的侧面上分别向内延伸固定辅助收拢手爪。7.根据权利要求2或3所述的油田修井机械作业装置，其特征在于:所述液压钳耳座上固定有支撑板，所述机械臂上固定有固定板，且所述支撑板和固定板均开有通孔;且当所述机械臂处于水平位置时，所述支撑板和固定板相互叠合至通孔相对应后通过连接螺栓锁紧。8.根据权利要求1-4任一所述的油田修井机械作业装置，其特征在于:所述底座组件包括固定底盘、安装在固定底盘上的滑动底盘以及安装在滑动底盘的滑动底座;所述滑动底盘与固定底盘之间通过安装左右调节液压缸实现滑动底盘相对固定底盘左右移动;所述滑动底座通过滑动配合安装在滑动底盘上且二者之间通过安装前后调节液压缸实现滑动底座相对滑动底盘前后移动;所述滑动底座的前后部分别设有用于与机械臂以及主臂旋转驱动液压缸铰接的支座。9.根据权利要求8所述的油田修井机械作业装置，其特征在于:所述固定底盘上安装多个地锚固定装置且地锚固定装置能够实现横向伸缩;所述地锚固定装置连接用于与地面固定的地锚组件，其中:所述地锚组件包括地锚、连接轴、压紧套、连接套以及动接头，所述地锚通过连接轴与连接套连接，所述压紧套与连接套通过螺纹连接，所述动接头置于压紧套与连接套之间且可以四处摇动，所述地锚固定装置通过竖直设置的地锚调节液压缸连接动接头。10.根据权利要求8所述的油田修井机械作业装置，其特征在于:所述固定底盘上安装辅助支撑装置，所述辅助支撑装置包括底座、支撑管、套管、螺母a、螺杆、轴承、挡块、螺母b、连接块以及底座挡板，所述支撑管下端固定连接块、上端固定螺母a，所述连接块置于底座的凹槽内并被其上的底座挡板封挡;所述螺杆位于支撑管内且其上端贯穿螺母a并与其实现螺纹配合;所述螺杆上端设有圆台，所述套管环套在支撑管外部且通过其上端设有的挡块与所述圆台实现台阶定位配合，所述挡块与所述圆台之间设有轴承实现套管绕轴向转动;所述挡块外侧通过安装在螺杆外端的螺母b封挡;所述固定底盘上固定补强板，所述套管通过外螺纹与所述补强板配合连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种油田修井机械作业装置，包括防喷器、固定卡瓦、油管/抽油杆导向机构、油管/抽油杆定位机构、油管/抽油杆吊卡组件、机械臂组件、液压钳、液压钳支架底座组件、管柱排架及控制系统，所述的机械臂组件安装在底座组件上，所述液压钳支架安装于机械臂上并能够随其同步在水平位置与竖直位置之间翻转，且当机械臂处于竖直位置时，所述液压钳支架能够受控在空间内相对机械臂移动来实现液压钳正对井口。本实用新型能够实现油管和抽油杆抓起、对接、卡紧、上卸、上提、下放和排布等动作的自动化，替代人工在井口的管柱起下作业，并尽量简化设备机构，优化操作程序。
【IPC分类】E21B17/10, E21B19/14, E21B19/06, E21B19/00, E21B19/16
【公开号】CN205370468
【申请号】CN201620187861
【发明人】崔诗光, 郭建伟, 崔灿
【申请人】崔诗光
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年3月13日