[发明专利]替代井口人工操作的修井作业机械化系统

说明书

技术领域

本发明涉及油田上进行石油修井井口作业时，上卸管子螺纹的一种作业机械化系统，具体的说是涉及一种可以替代井口人工操作的修井作业机械化系统。

背景技术

修井作业是保持油井和注水井按计划正常生产所必需采取的措施。油管、抽油杆以及封隔器、配产器等井下工具的上卸扣、起下是石油井修井作业的一项重要内容，现有石油修井上卸管柱操作主要由人工操作开口型液压钳和倒换吊卡来完成。 

分析现有的井口作业工具发现：修井作业钳重达上百公斤，悬挂于修井架上，需要人工推进或移出井口，吊卡和吊环也需要频繁倒换，劳动强度非常大；此外，作业工人也面临高空落物、井喷、因地面湿滑而摔倒、被液压钳击倒甚至咬伤手指等诸多安全隐患问题。因此说，应用现有修井工具，劳动强度大、安全性差、环境污染严重，虽然上述问题还与现有井口操作工艺有密切关系，但主要是修井作业系统不能实现自动化的原因。虽然近几十年来，管柱上卸扣经历了从使用人工管钳到使用液压作业钳，井口操作自动化水平有所提高，但是井口作业工艺并没有发生实质性的改变，修井工人仍然无法离开井口，劳动强度大、安全性差、等问题仍然存在，因此实现修井井口作业的机械化与自动化已经成为油田生产上的急需。

发明内容

为了解决现有修井井口作业时不能实现机械化与自动化的问题，本发明提供一种替代井口人工操作的修井作业机械化系统，该种修井作业机械化系统将动力钳、动力卡瓦、移动机构以及吊卡一体化后实现自动控制，实施后，可以改变现有修井作业工艺，从而使修井井口作业达到较高的机械化与自动化水平，保证作业工人完全远离井口，通过遥控方式即可实现管柱上卸扣等操作。 

本发明的技术方案是：该种替代井口人工操作的修井作业机械化 系统，其主体分为上、下两部分结构，分别称为移动工作机和底座，此移动工作机和底座之间为滑动配合。 

其中，所述移动工作机上垂直固定有一对动力主钳和动力背钳；动力主钳和动力背钳均为开口型，之间安放减震弹簧。所述动力主钳外部为壳体结构，内部包括驱动机构、卡紧机构、制动机构、换向机构、变速机构以及对缺口机构。 

所述驱动机构，包括主钳液压马达、主钳驱动机构主动轴、主钳驱动机构主动齿轮、主钳驱动机构空套小齿轮、主钳驱动机构空套阶梯齿轮、主钳驱动机构从动大齿轮、主钳驱动机构从动小齿轮、主钳驱动机构从动轴、主钳驱动机构1号小惰轮、主钳驱动机构1号大惰轮、主钳驱动机构1号惰轮轴、主钳驱动机构2号惰轮以及主钳驱动机构2号惰轮轴；其中，主钳液压马达通过螺栓连接在主钳壳体的上部，主钳驱动机构主动轴的上端铣有内花键，与主钳液压马达相配合以传递扭矩；主钳驱动机构主动轴穿过主钳壳体固定，在此轴上依次有主钳驱动机构空套小齿轮、主钳驱动机构主动齿轮和主钳驱动机构空套阶梯齿轮，其中，主钳驱动机构主动齿轮通过花键与主钳驱动机构主动轴连接；主钳驱动机构从动轴亦固定于主钳壳体上，主钳驱动机构从动大齿轮和主钳驱动机构从动小齿轮均为空套齿轮，主钳驱动机构从动大齿轮和主钳驱动机构从动小齿轮依次连接于主钳驱动机构从动轴上；主钳驱动机构1号惰轮轴亦固定在主钳壳体上，该轴上通过平键依次连接主钳驱动机构1号小惰轮和主钳驱动机构1号大惰轮；主钳驱动机构2号惰轮轴亦安装在主钳壳体上，上面连接有主钳驱动机构2号惰轮；主钳驱动机构空套小齿轮与主钳驱动机构从动大齿轮外啮合，主钳驱动机构从动大齿轮与主钳驱动机构1号小惰轮啮合，主钳驱动机构1号小惰轮通过键连接将扭矩传递到主钳驱动机构1号惰轮轴，主钳驱动机构1号惰轮轴通过平键将扭矩传递到主钳驱动机构1号大惰轮，主钳驱动机构1号大惰轮同时与卡紧机构中的主钳卡紧机构大齿轮和主钳驱动机构从动小齿轮啮合，主钳驱动机构从动小齿轮与主钳驱动机构2号惰轮啮合，主钳驱动机构2号惰轮与卡紧机构中的主钳卡紧机构大齿轮啮合，完成动力的传动，此对啮合为慢速挡；主钳驱动机构空套阶梯齿轮与主钳驱动机构从动小齿轮外啮 合，主钳驱动机构从动小齿轮同时与主钳驱动机构2号惰轮和主钳驱动机构1号大惰轮啮合；主钳驱动机构2号惰轮和主钳驱动机构1号大惰轮同时与卡紧机构中的主钳卡紧机构大齿轮啮合，完成动力的传动，该对啮合为快速挡。