一种圆形复合材料连续抽油杆作业机及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油田连续抽油杆的起下作业装置及方法，特别涉及一种圆形复合材料连续抽油杆作业机及方法。
【背景技术】
[0002]目前，油田上使用抽油杆主要是钢质抽油杆，钢质抽油杆中主要是每根长度小于10米定长抽油杆;有很少量的钢质连续抽油杆。定长钢质抽油杆采用常规作业设备起下，速度慢、工人劳动强度大、安全隐患多、作业费用高；钢质定长抽油杆重量大、不耐腐蚀、工作时能耗高。钢质连续抽油杆采用专用设备作业起下，作业速度快，工人劳动强度低、安全隐患少，但钢质连续抽油杆重量大、不耐腐蚀;钢质连续抽油杆作业设备技术不很成熟，复合材料连续抽油杆因材质不同、结构尺寸不同、要求条件不同，不能采用钢质连续抽油杆作业设备起下抽油杆柱；国内外有少数公司在开发扁带型复合材料连续抽油杆，但连续杆产品不成熟，设备也不适用于圆形复合材料连续抽油杆起下井作业;推广圆形复合材料连续抽油杆产品，需研发圆形复合材料连续抽油杆作业机及相关作业工艺。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种圆形复合材料连续抽油杆作业机及方法，适用于圆形碳纤维连续抽油杆柱的起、下作业，解决了复合材料连续抽油杆脆性大、易夹碎、易夹裂、加持力难控制的问题。
[0004]本发明提到的一种圆形复合材料连续抽油杆作业机，包括运输车、动力滚筒、撑杆系统、支撑框架、柴油机液压站、旋升油缸、撬装平台、前后伸缩油缸、移动框架、井口装置总成、液压绞车、导杆架总成、龙门吊机，所述的动力滚筒、撬装平台固定在运输车上，柴油机液压站安装在撬装平台上，支撑框架与动力滚筒的框架固定在一起，撑杆系统一端与导管架总成铰连，另一端与支撑框架铰连;液压绞车固定在移动框架上部，前后伸缩油缸的缸体固定在撬装平台上，前后伸缩油缸的活塞杆连接移动框架，并且移动框架设有左右移动油缸，移动框架在撬装平台内可前后和左右的移动;旋升油缸缸体铰连在移动框架上，旋升油缸的活塞杆与井口装置总成的上端铰连，井口装置总成底端与移动框架铰连;龙门吊机前后两端与井口装置总成铰连，导管架总成前后两端与井口装置总成铰连，井口装置总成、导杆架总成和龙门吊机随移动框架前后、左右移动，实现与井口的对准。
[0005]上述的动力滚筒(2)包括滚筒支架(2.1)、过渡齿轮(2.2)、主动齿轮(2.3)、控制台(2.4)、参数显示屏(2.5)、滚筒(2.8)、压力传感器(2.10)、主马达(2.11)、制动器(2.12)、减速机(2.13)、固定底座(2.14)、浮动底座(2.15)，所述的固定底座(2.14)的上部安装有浮动底座(2.15)、过渡齿轮(2.2)、主动齿轮(2.3)、控制台(2.4)、参数显示屏(2.5)、主马达
(2.11)、制动器(2.12)和减速机(2.13)，且浮动底座(2.15)与固定底座(2.14)之间设有压力传感器(2.10)，在浮动底座(2.15)上固定有滚筒支架(2.1)，滚筒支架(2.1)上安装有滚筒(2.8)，所述的滚筒(2.8)通过过渡齿轮(2.2)与主动齿轮(2.3)啮合，所述的主马达(2.11)通过制动器(2.12)和减速机(2.13)连接主动齿轮(2.3)，从而驱动滚筒(2.8)在滚筒支架(2.1)上转动，并且通过压力传感器(2.10)测量滚筒支架(2.1)上的连续抽油杆的重量。
[0006]上述的滚筒(2.8)的中部安设有排杆器(2.6)，所述的排杆器(2.6)的外端安装有出杆系统和速度传感器(2.7)，排杆器(2.6)由滚筒中部的轴与排杆器驱动轴之间的链传动副传动，在滚筒(2.8)收放杆时可使连续抽油杆有序整齐排列，速度传感器上的滚轮夹持连续抽油杆并随连续抽油杆的进出而转动。
[0007]上述的滚筒(2.8)的外径外侧设有压辊(2.9)，压辊压住连续抽油杆，防止连续抽油杆松弛和不整齐排列。
[0008]上述的撑杆系统采用伸缩结构，一端与导管架总成铰连，另一端与支撑框架铰连，可满足对正井口时的长度需求和抵消动力滚筒与导管架总成之间的拉力，保持系统稳定。
[0009]上述的井口装置总成通过旋升油缸绕底部铰连旋升或放倒，实现井口装置总成及与之连接的导杆架总成和龙门吊机立起或放倒，实现连续抽油杆作业或运输。
[0010]上述的导杆架总成可前后左右移动，并可绕与井口装置上前铰连旋转，以便在行车状态不超高；导杆架总成的整体结构采用前宽后窄的喇叭结构，导杆架总成内的导向轮能随连续抽油杆沿支撑轴左右移动。
[0011]上述的龙门吊机采用伸缩结构，龙门吊机总成通过龙门吊机内的举升油缸实现上下伸缩，龙门吊机与井口装置总成前铰连销轴取下后，龙门吊机可绕与井口装置总成后铰连销轴旋转，以便在行车状态不超高。
[0012]本发明提到的作业机不设连续杆注入装置，通过液压龙门吊机、起吊液压钳和井口液压钳提升复合材料连续抽油杆柱至连续杆接头可固定于动力滚筒上；起吊液压钳(13.1)和井口液压钳(13.2)上分别设有夹持块，所述的夹持块由夹持块体(a2)、摩擦块(a3 )和托板(a I)组成，夹持块体(a2 )上通过托板(a I)连接摩擦块(a3 )，所述的夹持块体(a2)和托板(al)由钢材制造，摩擦块(a3)采用树脂和增强纤维复合制造。
[0013]本发明提到的圆形复合材料连续抽油杆作业机的使用方法，包括以下步骤:
(1)启动柴油机液压站:启动柴油机，使液压站达到稳定工作状态；
(2)作业机立起:通过控制前后伸缩油缸使井口装置总成移动出运输车平台，保证井口装置总成起升无干涉;控制旋升油缸使井口装置总成及与之连接的导杆架总成和龙门吊机立起并锁定；
(3)对正井口:通过前后、左右调整移动框架和左右移动导杆架总成对正井口；控制井口装置总成上的四腿支撑液缸调整和支撑在设备垫木块上，旋出四腿支撑螺旋千斤顶；
(4)连接撑杆:旋升井口装置总成过程中控制撑杆移动液缸使撑杆系统对正就位并使撑杆系统伸出、调整和锁定；
(5)下杆作业工作原理:柴油机液压站输出液压动力驱动动力滚筒出杆系统工作，使得复合材料连续抽油杆通过导杆架总成导向进入井口，在抽油杆柱自重拉动作用下实现复合材料连续抽油杆下杆作业，控制动力滚筒转速可控制下杆速度；
(6)起杆作业工作原理:导杆架总成往后移动实现井口完全让位后，通过井口装置总成
(10)上的井口液压钳和龙门吊机上的起吊液压钳交替夹持和松开复合材料连续抽油杆柱和液压绞车起升和下放，实现能可靠的、步进式起升复合材料连续抽油杆柱到足够长度，将复合材料连续抽油杆柱接头可靠固定在动力滚筒上，使导管架总成复位并锁定，控制动力滚筒转动将复合材料连续抽油杆柱盘绕在动力滚筒上实现起杆作业。
[0014]本发明的有益效果是:本发明的动力滚筒采用浮动结构能够在动力滚筒框架内前后移动，以便通过压力传感器测量连续抽油杆柱重量;撑杆系统采用伸缩结构，可满足对正井口时的长度需求和抵消动力滚筒与导管架之间的拉力，保持系统稳定;移动框架可沿撬装平台前后左右移动，容易对准井口；井口装置总成通过旋升油缸绕底部铰连旋升或放倒，实现井口装置总成及与之连接的导杆架总成和龙门吊机立起或放倒，实现连续抽油杆作业或运输;起吊液压钳和井口液压钳上的夹持块采用复合材料制造，夹持复合材料连续抽油杆时不损伤杆、夹持力大，液压钳夹持压力调节方便；
本发明适用于圆形碳纤维连续抽油杆柱的起、下作业，解决复合材料连续抽油杆脆性大、易夹碎、易夹裂、加持力难控制的问题;也实现井口对正、下圆形复合材料连续抽油杆、起圆形复合材料连续抽油杆功能。
【附图说明】
[0015]附图1是本发明的圆形复合材料连续抽油杆作业机行车状态；
附图2是本发明的撬装平台和移动框架的俯视图
附图3是本发明的圆形复合材料连续抽油杆作业机下杆状态；
附图4是本发明的