一种抽油杆自动上卸扣装置的制作方法

专利2022-05-09  89


本发明涉及修井设备技术领域,具体地说是一种应用于修井作业中抽油杆拆装的辅助装置。



背景技术:

油田多使用抽油泵和抽油杆柱组合的方式将原油举升到地面,其中抽油杆柱是由多根长度8m左右的油杆通过螺纹连接的方式接续形成的。起出井内油杆过程为,使用修井提升设备将抽油杆从采油井筒内向上提出一根,使抽油杆连接接箍露出修井作业平台,再将整个抽油杆柱的重量坐卡于专用设备上,座卡位置为井下第一根抽油杆的方颈,然后通过人力专用工具或液压动力钳将这一根抽油杆从连接螺纹处拆卸下来,然后再继续上提抽油杆柱,如此反复操作直至全部提出抽油杆。抽油杆柱入井时亦然,需要一根一根的接续。

机抽生产的采油井,抽油杆长度多为1000m~2800m,因此,一口井的抽油杆的数量很多,目前主要是采用人力专用工具或液压动力钳来起下抽油杆柱,安装和拆卸非常费时,操作人员长时间在重负荷提升设备下方重复简单机械的动作,易疲劳出现操作失误,导致高空物体坠落打击、机械伤害等人身伤害风险。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明提供了一种抽油杆自动上卸扣装置,该装置代替人工自动完成井口抽油杆柱的上卸扣操作,有效提高抽油杆上卸扣的效率,加快修井进程。同时消减油田修井作业井口操作人员人身伤害风险,实现本质安全。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:

一种抽油杆自动上卸扣装置,包括底板,所述的底板上从前往后依次设置有扶正机构、卡瓦机构和动力钳,且所述的动力钳位于所述卡瓦机构的上方;

所述的卡瓦机构通过支撑架与所述的底板固定连接,所述的动力钳通过滑架与所述的底板滑动连接,且所述滑架和底板之间设置有用于驱动所述滑架滑动的驱动部件;

所述的动力钳包括安装板,所述安装板的上下两侧分别设置有主钳和辅钳,所述的主钳和辅钳之间设置有用于夹紧接箍的夹紧组件;

所述的夹紧组件包括对称布置的夹紧块,所述的夹紧块和安装板之间设置有用于驱动所述的夹紧块夹紧接箍的夹紧油缸。

进一步地,所述安装板的前端固定设置有导向块,所述的导向块上设置有用于容纳抽油杆的第一避让缺口,所述的导向块上位于所述第一避让缺口的左、右两侧分别设置有与所述的夹紧块相配合的导向孔,两个所述的夹紧油缸分别位于所述导向块的两侧。

进一步地,所述导向块的下侧面上位于所述第一避让缺口的左、右两侧分别设置有立板,所述立板的内侧面上设置有与所述的辅钳相配合的滑槽,所述辅钳的后侧设置有腹板,且所述腹板的两端分别于所述的立板固定连接,所述辅钳的后端设置有与所述的腹板滑动连接的第一导向杆,所述的第一导向杆上位于所述辅钳和腹板之间套设有第一弹簧。

进一步地,所述的卡瓦机构包括底座和安装块,所述安装块的上侧滑动设置有滑座,所述的滑座上设置有第一压紧缺口,所述滑座开口端的两侧分别设置有第三耳座,所述底座上位于所述安装块的开口侧设置有第四耳座,所述第四耳座和滑座之间设置有与第一压紧缺口相配合的摆动压紧杆,所述的第四耳座与摆动压紧杆的中部相铰接,所述摆动压紧杆靠近第四耳座的一端设置有第一连接杆,所述第一连接杆的两端分别通过第一拉杆与第三耳座相连,所述的底座和滑座之间设置有用于驱动所述滑座滑动的压紧油缸。

进一步地,所述滑座的上侧面上设置有一安装槽,所述的安装槽内固定设置有可拆卸的承托块,所述的承托块上设置有与所述的摆动压紧杆相配合的第二压紧缺口。

进一步地,所述底座的两端分别设置有刮油组件,所述的刮油组件从外到内依次包括挡板和刮油板,所述的挡板与所述的底座固定连接,所述的刮油板通过第二导向杆与所述的挡板滑动连接,所述的第二导向杆上位于所述的挡板和刮油板之间套设有第二弹簧。

进一步地,所述的底座内固定设置有一支撑筒,且所述刮油板的内端穿过所述支撑筒的筒壁延伸至所述支撑筒的内部。

进一步地,所述的扶正机构包括安装座板,所述的安装座板上设置有两个对称布置的扶正杆,且所述扶正杆的下端与所述的安装座板相铰接,所述的安装座板上位于两个所述的扶正杆之间设置有扶正油缸,所述的扶正杆分别通过第二拉杆与所述扶正油缸的活塞杆相连,所述扶正杆的上端设置有向后侧延伸的扶正部。

进一步地,所述的安装座板与所述底座的前侧面固定连接。

进一步地,所述的扶正部上设置有扶正板,所述扶正板的内侧设置有呈三角形的导向缺口。

本发明的有益效果是:

1、使用该辅助装置能够替代人工操作完成修井作业井口抽油杆的上卸扣操作,有效提高抽油杆的安装和拆卸速度,加快修井进程。同时消减油田修井作业井口操作人员人身伤害风险,实现本质安全。

2、传统的人工钳或液压动力钳在拆卸抽油杆丝扣时,一般是主钳夹紧位于接箍上方的抽油杆,辅钳或扳手固定位于接箍下方的抽油杆,这种拆卸方式往往上、下抽油杆和接箍之间均会发生相对转动,虽然最终上、下抽油杆中只有一根抽油杆与接箍脱离,但是未脱离的油杆和接箍之间往往也是松动的,容易在修井的过程中发生掉落。本辅助装置中的动力钳通过设置可以夹紧接箍的夹紧块,能够实现定位置拆卸,即仅拆卸接箍和位于接箍上方的抽油杆之间的丝扣,避免上述现象的发生。

3、安装抽动力钳的过程中,只需要推动滑架将主钳卡在位于接箍上方的抽油杆方颈上即可。工作的过程中,位于主钳下方的辅钳,起出井内抽油杆时可以自动夹紧接箍,仅卸开接箍与起出抽油杆连接丝扣,接箍留在井口,有利于抽油杆吊卡定位。抽油杆下井时,辅钳夹持接箍下方井内抽油杆的方颈,使接箍连接的两根抽油杆丝扣同时上紧。无需人工将辅钳卡在位于接箍下方的油杆上,操作方便,有利于提高工作效率。

4、抽油杆卡瓦的导向块将井内提出的抽油杆进入卡瓦座中心,卡瓦座卡持抽油杆方颈下部的弧形过渡段,有利于入井抽油杆的自动上丝扣操作。

5、卡瓦的下方设置刮油板,在拆卸抽油杆的过程中可以将附着在油杆上的油刮下,改善工作环境,避免附着在抽油杆上的油污造成环境污染。

6、该辅助装置整体结构简单而巧妙,成本低廉,具有良好的实用性。

7、通过使用该辅助装置,单人即可完成抽油杆的安装和拆卸工作,能够降低工人的劳动强度。

附图说明

图1为辅助装置的立体结构示意图;

图2为辅助装置的右视图;

图3为动力钳的滑动结构示意图;

图4为图3中a部分的放大结构示意图;

图5为动力钳的立体结构示意图;

图6为动力钳的右视图;

图7为图6中的a-a剖视图;

图8为导向块和辅钳的安装结构示意图;

图9为卡瓦机构的立体结构示意图;

图10为图9中b部分的放大结构示意图;

图11为承重块安装座的滑动结构示意图;

图12为卡瓦机构的右视图;

图13为图12中的b-b剖视图;

图14为刮油组件的立体结构示意图;

图15为处于打开状态的卡瓦机构的立体结构示意图;

图16为扶正机构的立体结构示意图;

图17为扶正机构的主视图;

图18为抽油杆连接处的结构示意图。

图中:11-底板,111-第二通孔,112-导轨,113-第一耳座,12-支撑架,121-上支撑板,122-下支撑板,123-支撑柱,13-滑架,131-平板,132-支腿,1321-滑块,133-第一连接板,134-第二连接板,1341-第二耳座,14-驱动部件,

2-动力钳,21-安装板,211-支撑螺栓,2111-定位柱,2112-背紧螺母,22-主钳,221-承托板,231-夹紧块,232-夹紧油缸,24-辅钳,241-第一导向杆,2411-第一弹簧,25-导向块,251-导向孔,252-夹板,253-立板,2531-滑槽,261-腹板,262-翼板,

3-卡瓦机构,311-上横板,3111-第一圆孔,312-下横板,3121-第二圆孔,313-竖板,314-支撑筒,32-安装块,321-导向板,322-第四通孔,33-滑座,331-第一压紧缺口,332-第三耳座,333-导向凸台,34-第四耳座,35-摆动压紧杆,351-第一连接杆,352-第一铰接轴,36-第一拉杆,37-压紧油缸,371-第三连接板,38-承托块,381-第二压紧缺口,39-刮油组件,391-挡板,3911-滑套,392-第二导向杆,3921-第二弹簧,393-刮板座,394-刮板,395-压板,

4-扶正机构,41-安装座板,411-耳板,42-扶正油缸,43-第二连接杆,44-扶正杆,441-驱动部,442-第一弯折部,443-第二弯折部,444-扶正部,445-扶正板,4451-导向缺口,45-第三连接杆,46-第二拉杆;

51-抽油杆,511-夹持部,52-接箍。

具体实施方式

为了方便描述,现定义坐标系如图1所示,并以左右方向为横向(行),前后方向为纵向(列),上下方向为竖向。

如图1和图2所示,一种抽油杆自动上卸扣装置包括主架体,且所述的主架体上设置有用于容纳抽油杆的避让孔,且所述的避让孔沿竖向贯穿所述的主架体。所述的主架体上位于所述避让孔的上方设置有卡瓦机构3,所述卡瓦机构3的上方设置有可相对于所述的主架体前后滑动的动力钳2。所述的动力钳2和主架体之间设置有用于驱动所述的动力钳2前后滑动的驱动部件14,所述驱动部件14的固定侧与所述的主架体相连,所述驱动部件14的移动侧与所述的动力钳2相连。

作为一种具体实施方式,本实施例中所述的主架体包括底板11和用于支撑所述卡瓦机构3的支撑架12,所述的支撑架12上设置有沿竖向贯穿所述支撑架12的第一通孔,所述的底板11上设置有与所述的第一通孔同轴的第二通孔111,所述的第一通孔和第二通孔111共同形成了用于容纳所述抽油杆的避让孔。所述的底板11上位于所述支撑架12的后侧设置有用于支撑所述动力钳2的滑架13,所述滑架13的上端与所述的动力钳2固定连接,所述滑架13的下端与所述的底板11滑动连接,所述的驱动部件14设置于所述的滑架13和底板11之间。

作为一种具体实施方式,本实施例中所述的支撑架12包括呈圆环状的上支撑板121和下支撑板122,所述的上支撑板121和下支撑板122之间设置有用于连接所述上支撑板121和下支撑板122的多根支撑柱123,且多根所述的支撑柱123沿圆周方向均匀布置。所述上支撑板121和下支撑板122的内孔共同形成了所述支撑架12的第一通孔。

优选的,所述的下支撑板122通过螺钉与所述的底板11固定连接。

作为一种具体实施方式,如图3所示,本实施例中所述的滑架13包括一沿水平方向延伸的平板131,所述平板131的左、右两端分别固定设置有沿竖直方向向下延伸的支腿132,所述支腿132的下端固定设置有滑块1321,所述底板11上侧面的左、右两侧分别设置有沿纵向延伸的导轨112,所述的滑块1321与导轨112相配合,所述的滑架13可沿所述的导轨112前后滑动。两个所述的支腿132之间设置有第一连接板133,所述第一连接板133的两端分别与所述的支腿132固定连接。

所述的驱动部件14位于所述的第一连接板133和底板11之间。作为一种具体实施方式,本实施例中所述的驱动部件14采用油缸,所述油缸缸体的前端与固定设置于所述底板11上的第一耳座113相铰接。所述的第一连接板133上固定设置有沿水平方向向后延伸的第二连接板134,所述油缸的活塞杆的杆端与固定设置于所述第二连接板134后端的第二耳座1341相铰接。

如图3和图5所示,所述的动力钳2包括一安装板21,且所述安装板21的后端通过螺钉与所述滑架13的平板131固定连接。所述安装板21的前端从上往下依次设置有主钳22、夹紧组件和辅钳24。

所述的主钳22为现有技术,可以直接通过外购的方式得到,在此不再对主钳22的具体结构做过多赘述。

如图3、图4和图5所示,所述的主钳22位于所述安装板21的上方,并与所述的安装板21固定连接。作为一种具体实施方式,本实施例中所述主钳22壳体的左侧、右侧和后侧分别固定设置有承托板221,所述的安装板21上位于所述承托板221的下方固定设置有支撑件,所述支撑件的上侧面上固定设置有定位柱2111,且所述定位柱2111的上端面穿过所述的承托板221延伸至所述承托板221的上方。

进一步地,所述的定位柱2111上位于所述承托板221的上方设置有沿径向贯穿所述定位柱2111的销子(图中未示出),所述的销子限制了所述主钳22在上下方向移动的自由度。

优选的,所述的支撑件为一支撑螺栓211,所述的支撑螺栓211上位于所述安装板21的下方设置有背紧螺母2112。这样设计的优点在于,可以根据需要对主钳22的高度进行调整。

所述的夹紧组件包括两个夹紧块231,且两个所述的夹紧块231关于所述安装板21沿纵向延伸的竖直对称面对称布置。所述夹紧块231的内侧面(以两夹紧块231相对的一侧为内侧)设置有与接箍52相配合的弧形凹槽。所述的安装板21上位于所述夹紧块231的外侧分别设置有用于驱动所述的夹紧块231左右移动的夹紧油缸232,所述夹紧油缸的缸体与所述的安装板21固定连接,所述夹紧油缸232的活塞杆与所述的夹紧块231固定连接。

作为一种具体实施方式,如图8所示,本实施例中所述夹紧油缸232的缸体与所述安装板21的前端面固定连接。

进一步地,为了提高夹紧块231左右滑动时的稳定性,所述的夹紧块231和安装板21之间设置有导向结构,所述的导向结构包括设置于所述安装板21前端面上的凸台,所述的凸台内设置有与所述的压紧块相配合的导向孔251,且所述的导向孔251沿横向贯穿所述的凸台。作为一种具体实施方式,如图8所示,本实施例中所述安装板21的前端固定设置有沿水平方向向前延伸的导向块25,所述的导向块25上设置有开口朝向前侧的用于容纳抽油杆的第一避让缺口,且所述的第一避让缺口沿上下方向贯穿所述的导向块25。所述导向块25的左侧面和右侧面上分别设置有沿横向向内侧延伸的导向孔251,所述的夹紧块231位于所述的导向孔251内,并与所述的导向孔251相配合,可沿所述的导向孔251左右滑动。当所述的夹紧油缸232处于伸出状态时,所述夹紧块231的内侧面位于所述的第一避让缺口内,从而对位于第一避让缺口内的接箍52进行夹紧。

进一步地,为了方便安装,如图5和图8所示,所述导向块25后端面的上、下两侧分别设置有沿水平方向向后延伸的夹板252,所述安装板21的前端部被夹持在两个所述的夹板252之间,且所述的夹板252通过螺钉与所述的安装板21固定连接。

所述的辅钳24位于所述安装板21的下方,并与所述的安装板21滑动连接,所述的辅钳24和安装板21之间设置有用于阻碍所述的辅钳24相对于所述的安装板21向后移动的第一弹簧2411。

作为一种具体实施方式,如图5、图6和图7所示,本实施例中所述导向块25的下侧面上位于所述第一避让缺口的左、右两侧分别设置有沿竖直方向向下延伸的立板253,所述立板253的内侧面上分别设置有沿前后方向贯穿所述立板253的与所述的辅钳24相配合的滑槽2531。所述辅钳24的左端部和右端部分别插入到所述的滑槽2531内。两个所述的立板253之间设置有一沿横向延伸的腹板261,所述辅钳24的后端面上设置有两根向后延伸的第一导向杆241,且所述第一导向杆241的后端穿过所述的腹板261延伸至所述腹板261的外侧,所述的第一导向杆241上位于所述辅钳24和腹板261之间套设有第一弹簧2411,所述的第一导向杆241上位于所述腹板261的后侧固定设置有用于防止所述的导杆从所述的腹板261上滑脱的挡块(图中未示出)。优选的,所述的挡块为一止挡螺母,所述的第一导向杆241上设置有与所述的止挡螺母相配合的外螺纹。

进一步地,如图5和图7所示,所述腹板261的左、右两端分别设置有向前延伸的翼板262,且所述的翼板262通过螺钉与对应的立板253固定连接。

如图9所示,所述的卡瓦机构3包括与所述的支撑架12固定连接的底座,所述的底座上设置有沿竖直方向贯穿所述的底座的第三通孔,且所述的第三通孔与所述支撑架12上的第一通孔同轴布置。所述底座的上侧面上设置有一截面呈方形的安装块32,且所述的安装块32通过螺钉与所述的底座固定连接。所述的安装块32上设置有一沿竖直方向贯穿所述安装块32的第四通孔322,且所述的第四通孔322与所述底座上的第三通孔同轴布置。

如图9和图11所示,所述安装块32的上侧面上滑动设置有一滑座33,且所述的滑座33可相对所述的安装块32左右滑动。所述的滑座33上设置有一开口朝向左侧的第一压紧缺口331,且所述的第一压紧缺口331沿上限方向贯穿所述的滑座33。优选的,所述第一压紧缺口331的右侧面为一呈半圆形的弧形面。所述安装块32的第四通孔322的轴线与所述第一压紧缺口331的弧形面的轴线重合。

作为一种具体实施方式,本实施例中所述安装块32的前、后两侧分别设置有一导向板321,且所述导向板321的上端面位于所述安装块32上侧面的上方。所述滑座33的前侧面和后侧面上分别设置有导向凸台333,所述导向板321的内侧面上设置有与所述的导向凸台333相配合的导向槽。

如图9和图10所示,所述滑座33左端面的前、后两侧分别设置有第三耳座332,且所述的第三耳座332通过螺钉与所述的滑座33固定连接。所述的底座上位于所述安装块32的左侧设置有第四耳座34,所述的第四耳座34和滑座33之间设置有与所述的第一压紧缺口331相配合的具有一次折弯的摆动压紧杆35,且所述摆动压紧杆35折弯部的折弯角为钝角。所述的第四耳座34通过第一铰接轴352与所述摆动压紧杆35的中部相铰接,所述摆动压紧杆35的靠近所述第四耳座34的一端设置有一沿纵向延伸的第一连接杆351,所述第一连接杆351的两端分别通过第一拉杆36与所述的第三耳座332相连,所述第一拉杆36的一端与所述的第三耳座332相铰接,所述第一拉杆36的另一端与所述的第一连接杆351相铰接。

如图9和图15所示,当所述的滑座33相对于所述的安装块32左右滑动时,所述的摆动压紧杆35绕所述的第一铰接轴352摆动。

如图9和图12所示,所述的底座和滑座33之间设置有用于驱动所述滑座33左右滑动的压紧油缸37,所述压紧油缸37的缸体与所述的底座固定连接,所述压紧油缸37的活塞杆的杆端通过第三连接板371与所述滑座33的右端面固定连接。作为一种具体实施方式,本实施例中所述的压紧油缸37位于所述安装块32的后侧。

进一步地,如图11和图13所示,所述滑座33的上侧面上设置有一左侧开口的安装槽,且所述第一压紧缺口331在水平面内的投影完全位于所述安装槽在水平面投影的内部。所述的安装槽内设置有一承托块38,所述的承托块38上设置有一左端开口的第二压紧缺口381,且所述的第二压紧缺口381沿竖直方向贯穿所述的承托块38,所述第二压紧缺口381在平面内的投影与所述第一压紧缺口331在平面内的投影完全重合。所述的承托块38通过螺钉与所述的滑座33固定连接。

进一步地,如图9、图12和图13所示,所述的底座包括上横板311、下横板312和用于连接所述上横板311和下横板312的两个平行布置的竖板313,作为一种具体实施方式,本实施例中两个所述的竖板313分别位于所述上横板311和下横板312的前、后两侧,且所述的上横板311、下横板312和竖板313共同形成了一左、右两端开口的方形筒状结构。所述的上横板311和下横板312上分别设置有第一圆孔3111和第二圆孔3121,所述的第一圆孔3111和第二圆孔3121共同形成了贯穿所述底座的第三通孔。

如图13所示,所述底座的左、右两端分别设置有刮油组件39。如图14所示,所述的刮油组件39包括一挡板391,且如图9和图15所示,所述挡板391的两端分别通过螺钉与所述竖板313的端面固定连接。如图13和图14所示,所述挡板391的内侧设置有刮油板,所述刮油板的外侧面上设置有两根沿横向向外侧延伸的第二导向杆392,且所述第二导向杆392的外端穿过所述的挡板391延伸至所述挡板391的外侧,所述挡板391的内侧面上固定设置有与所述的第二导向杆392相配合的滑套3911。所述的第二导向杆392上位于所述挡板391的外端设置有用于防止所述的第二导向杆392从所述的挡板391上滑脱的限位结构。所述的第二导向杆392上位于所述的刮油板和滑套3911之间套设有第二弹簧3921。

所述的刮油板从下往上依次包括刮板座393、刮板394和压板395,所述的刮板394由橡胶材料制作而成,且所述的刮板394被压紧固定在所述的刮板座393和压板395之间。所述的刮板座393和压板395上分别设置有第二避让缺口和第三避让缺口,且所述的第二避让缺口和第三避让缺口在水平面内的投影完全重合。所述的刮板394上位于所述的第二避让缺口内设置有第四避让缺口,且所述第四避让缺口的边缘处均布设置有多个切口。优选的,所述第二导杆的内端与所述的刮板座393固定连接。

进一步地,如图13所示,所述的上横板311和下横板312之间设置有一与所述的第一圆孔3111和第二圆孔3121同轴布置的支撑筒314,且所述的支撑筒314的上端通过焊接的方式与所述的上横板311固定连接,所述支撑筒314的下侧面通过焊接的方式与所述的下横板312固定连接。所述支撑筒314的左、右两侧分别设置有用于容纳所述刮油板的限位孔。这样设计的原因在,当抽油杆向上运动时,刮油板和抽油杆之间的摩擦力会使刮油组件39有内端向上运动的趋势,此时支点在所述刮油组件39的挡板391处,受力点与支点之间的距离较长,第二导向杆392容易在支点处发生变形,通过设置支撑筒314,并将刮油板插入到所述的支撑筒314内,可以有效解决上述问题。

进一步地,所述的主架体上位于所述卡瓦机构3的一侧设置有扶正机构4,作为一种具体实施方式,本实施例中所述的扶正机构4位于所述卡瓦机构3的前侧。

如图16所示,所述的扶正机构4包括安装座板41,作为一种具体实施方式,本实施例中所述的安装座板41通过螺钉与所述底座的前侧面固定连接。

所述安装座板41的前侧面上设置有一扶正油缸42,所述扶正油缸42的缸体的下端与所述的安装座板41上的耳板411相铰接,所述扶正扶正油缸42的活塞杆的杆端设置有一沿前后方向延伸的第二连接杆43。

所述扶正油缸42的左、右两侧分别设置有一扶正杆44。所述的扶正杆44从下往上依次包括驱动部441、第一弯折部442和第二弯折部443。所述驱动部441的下端与所述的安装座板41相铰接,所述驱动部441的上端设置有沿前后方向延伸的第三连接杆45。所述的第三连接杆45上位于所述扶正杆44的前、后两侧分别设置有第二拉杆46,所述第二拉杆46的下端与所述的第三连接杆45相铰接,四个所述第二拉杆46的上端均与所述的第二连接杆43相铰接。

当所述的扶正油缸42处于极限伸出状态时,两根所述扶正杆44的第一弯折部442和第二弯折部443共同形成了一正置的水滴形状,且此时,所述扶正杆44的驱动部441与设置于该扶正杆44上的第二拉杆46之间的夹角α大于150°。

这样设计的原因在于,当抽油杆51已经扶正,不需要太大的夹紧力,只需要对扶正杆44施加一个向上提拉力就可以避免抽油杆51倾斜,若夹紧力太大反而容易夹伤抽油杆51。本实施方式通过设置扶正杆44的特殊形状,一方面能够避免与位于中间的扶正油缸发生干涉,另一方面,所述扶正杆44的驱动部441与设置于该扶正杆44上的第二拉杆46之间的夹角α大于150°时,第二拉杆46的拉力大部分分解为竖直向上的提拉力,只有小部分分解为水平向内的夹紧力,符合上述要求。

如图16所示,所述第二弯折部443上端设置有沿向后侧延伸的扶正部444,所述的扶正部444上设置有扶正板445。

进一步地,所述扶正板445的内侧(以两扶正杆44相对的一侧为内侧)设置有导向缺口4451。

进一步地,所述的导向缺口4451呈三角形。

进一步地,其中一个扶正板445通过焊接的方式固定设置于扶正部444的上侧,另一个扶正板445通过焊接的方式固定设置于扶正部444的下侧。当所述的扶正油缸42处于极限伸出状态时,两个所述的扶正板445分别位于所述扶正杆44的扶正部444的上下两侧,且两个所述的扶正板445相互平行。

拆卸抽油杆时,首先通过修井机器人向上提拉抽油杆一定的距离,然后向前移动动力钳2,使动力钳2的主钳22夹持在位于接箍52上方的抽油杆51的夹持部511上。然后夹紧油缸232动作,带动夹紧块231向内侧移动,从而夹紧接箍52(此时,辅钳24的状态时任意的,有可能夹持在位于下方的抽油杆51的夹持部511上,有可能未夹持在位于下方的抽油杆51的夹持部511上)。然后启动主钳22,带动位于上方的抽油杆51转动,直至位于上方抽油杆51和接箍52脱离。然后卡瓦机构3的压紧油缸37的活塞杆缩回,驱动摆动压紧杆35摆动,从而压紧位于接箍52下方的抽油杆51,防止抽油杆下落。然后驱动部件14带动动力钳2向后移动,为修井机器人移走已经拆卸下来的抽油杆51让出操作空间。然后修井机器人将拆卸下来的抽油杆51移走。重复上述操作,直至完成所有抽油杆51的拆卸。

安装抽油杆时,首先通过修井机器人将抽油杆51送到井口上方,然后向前移动动力钳2,使动力钳2的主钳22夹持在位于接箍52上方的抽油杆51的夹持部511上。此时,辅钳24的状态是任意的,有可能夹持在位于下方的抽油杆51的夹持部511上,有可能未夹持在位于下方的抽油杆51的夹持部511上,用于夹紧接箍52的夹紧块231处于打开状态。然后动力钳2的主钳22启动,带动位于上方的抽油杆51转动,使位于上方抽油杆51和接箍52拧在一起。主钳22继续转动动作,如果辅钳24夹持在位于下方的抽油杆51的夹持部511上,下方抽油杆51不会跟着转动,让主钳22保压一定时间后,使上方抽油杆51和下方抽油杆51与接箍52上下端都拧紧;如果如果辅钳24未夹持在位于下方的抽油杆51的夹持部511上,则下方抽油杆51会跟着转动,当转到合适的位置时,辅钳24会在弹簧的驱动下卡住下方的抽油杆51的夹持部511上。因此,无论起初辅钳24是否夹持在位于下方的抽油杆51的夹持部511上,最终辅钳24都会夹持在位于下方的抽油杆51的夹持部511上。然后,修井机器人上提一段抽油杆,卡瓦机构3的压紧油缸37的活塞杆伸出,驱动摆动压紧杆35摆动,从而打开摆动压紧杆35,修井机器人输送抽油杆下落。同时驱动部件14带动动力钳2向后移动,为修井机器人下移抽油杆让出操作空间。当下移一定距离后,卡瓦机构3的压紧油缸37的活塞杆缩回,驱动摆动压紧杆35摆动,从而关闭摆动压紧杆35,防止抽油杆坠落。然后修井机器人将抽油杆放置在抽油杆卡瓦上,再输送下一根抽油杆51到井口上方继续上扣和下井。重复上述操作,直至完成所有抽油杆51的上扣和下井。


技术特征:

1.一种抽油杆自动上卸扣装置,其特征在于:包括底板,所述的底板上从前往后依次设置有扶正机构、卡瓦机构和动力钳,且所述的动力钳位于所述卡瓦机构的上方;

所述的卡瓦机构通过支撑架与所述的底板固定连接,所述的动力钳通过滑架与所述的底板滑动连接,且所述滑架和底板之间设置有用于驱动所述滑架滑动的驱动部件;

所述的动力钳包括安装板,所述安装板的上下两侧分别设置有主钳和辅钳,所述的主钳和辅钳之间设置有用于夹紧接箍的夹紧组件;

所述的夹紧组件包括对称布置的夹紧块,所述的夹紧块和安装板之间设置有用于驱动所述的夹紧块夹紧接箍的夹紧油缸。

2.根据权利要求1所述的一种抽油杆自动上卸扣装置,其特征在于:所述安装板的前端固定设置有导向块,所述的导向块上设置有用于容纳抽油杆的第一避让缺口,所述的导向块上位于所述第一避让缺口的左、右两侧分别设置有与所述的夹紧块相配合的导向孔,两个所述的夹紧油缸分别位于所述导向块的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种抽油杆自动上卸扣装置,其特征在于:所述导向块的下侧面上位于所述第一避让缺口的左、右两侧分别设置有立板,所述立板的内侧面上设置有与所述的辅钳相配合的滑槽,所述辅钳的后侧设置有腹板,且所述腹板的两端分别于所述的立板固定连接,所述辅钳的后端设置有与所述的腹板滑动连接的第一导向杆,所述的第一导向杆上位于所述辅钳和腹板之间套设有弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种抽油杆自动上卸扣装置,其特征在于:所述的卡瓦机构包括底座和安装块,所述安装块的上侧滑动设置有滑座,所述的滑座上设置有第一压紧缺口,所述滑座开口端的两侧分别设置有第三耳座,所述底座上位于所述安装块的开口侧设置有第四耳座,所述第四耳座和滑座之间设置有与第一压紧缺口相配合的摆动压紧杆,所述的第四耳座与摆动压紧杆的中部相铰接,所述摆动压紧杆靠近第四耳座的一端设置有第一连接杆,所述第一连接杆的两端分别通过第一拉杆与第三耳座相连,所述的底座和滑座之间设置有用于驱动所述滑座滑动的压紧油缸。

5.根据权利要求4所述的一种抽油杆自动上卸扣装置,其特征在于:所述滑座的上侧面上设置有一安装槽,所述的安装槽内固定设置有可拆卸的承托块,所述的承托块上设置有与所述的摆动压紧杆相配合的第二压紧缺口。

6.根据权利要求4所述的一种抽油杆自动上卸扣装置,其特征在于:所述底座的两端分别设置有刮油组件,所述的刮油组件从外到内依次包括挡板和刮油板,所述的挡板与所述的底座固定连接,所述的刮油板通过第二导向杆与所述的挡板滑动连接,所述的第二导向杆上位于所述的挡板和刮油板之间套设有弹簧。

7.根据权利要求6所述的一种抽油杆自动上卸扣装置,其特征在于:所述的底座内固定设置有一支撑筒,且所述刮油板的内端穿过所述支撑筒的筒壁延伸至所述支撑筒的内部。

8.根据权利要求1所述的一种抽油杆自动上卸扣装置,其特征在于:所述的扶正机构包括安装座板,所述的安装座板上设置有两个对称布置的扶正杆,且所述扶正杆的下端与所述的安装座板相铰接,所述的安装座板上位于两个所述的扶正杆之间设置有扶正油缸,所述的扶正杆分别通过第二拉杆与所述扶正油缸的活塞杆相连,所述扶正杆的上端设置有向后侧延伸的扶正部。

9.根据权利要求8所述的一种抽油杆自动上卸扣装置,其特征在于:所述的安装座板与所述底座的前侧面固定连接。

10.根据权利要求8所述的一种抽油杆自动上卸扣装置,其特征在于:所述的扶正部上设置有扶正板,所述扶正板的内侧设置有呈三角形的导向缺口。

技术总结
本发明公开了一种抽油杆自动上卸扣装置,涉及修井设备技术领域。具体包括底板,所述的底板上从前往后依次设置有扶正机构、卡瓦机构和动力钳,且所述的动力钳位于所述卡瓦机构的上方。卡瓦机构通过支撑架与底板固定连接,动力钳通过滑架与所述的底板滑动连接,且所述滑架和底板之间设置有用于驱动所述滑架滑动的驱动部件。动力钳包括安装板,安装板的上下两侧分别设置有主钳和辅钳,主钳和辅钳之间设置有用于夹紧接箍的夹紧组件。夹紧组件包括对称布置的夹紧块,所述的夹紧块和安装板之间设置有夹紧油缸。该装置能够有效提高抽油杆的安装和拆卸速度,加快修井进程,同时消减油田修井作业井口操作人员人身伤害风险,实现本质安全。

技术研发人员:宋其仓;申忠玺;陶桂荣;何双军;王超;周水元;刘梨
受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司;济港智能科技(山东)有限公司;济南悦创液压机械制造有限公司
技术研发日:2021.06.21
技术公布日:2021.08.03

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