[发明专利]一种连续管作业机滚筒排管转换装置及其控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及油田用连续管作业机作业领域，特别涉及一种连续管作业机滚筒排管转换装置及其控制系统。 

背景技术

连续管作业机是用于石油油气井作业的一种装置，该装置在使用过程中，必须保证连续管在从连续管缠绕滚筒抽出或从油气井收回的过程中能整齐地缠绕在滚筒上。 

目前，实现连续管整齐缠绕在滚筒上的普遍方法是通过连续管缠绕滚筒自动排管机构完成，同时辅助手动强制排管功能，其传动系统原理如图1所示，主要包括滚筒1、中间轴总成3、超越摩擦离合器4、双向丝杠5、强制排管马达6及手动换向阀7，滚筒与中间轴总成3通过链轮传动连接，超越摩擦离合器4设置于双向丝杠5的一端，且与中间轴总成3的一端实现链轮传动，双向丝杠5的另一端与强制排管马达6通过链轮传动连接。连续管作业机滚筒在缠绕连续管过程中，会使用到自动排管和手动强制排管两种方式，而且经常在两种方式之间进行切换，由于在切换过程中，滚筒一般是不停止的，要实现运动中两个部件的离合最好是采用超越摩擦离合器，同时为了解决在连续管缠绕滚筒上空间位置小的问题，使用的超越摩擦离合器采用轴向接触方式。现有连续管缠绕滚筒排管机构正是通过一种机械控制的超越摩擦离合器实现自动与手动强制排管之间的转换，该排管机构的特点是连续管缠绕滚筒工作过程中超越摩擦离合器在碟形弹簧的作用下始终处于啮合状态。当连续管缠绕滚筒自动排管时，滚筒液压马达驱动滚筒运转，滚筒通过链传动驱动中间轴总成运转，中间轴总成通过链传动驱动超越摩擦离合器的链轮运转，链轮与超越摩擦离合器的摩擦盘在碟形弹簧的正压力作用下产生摩擦副，通过该摩擦副驱动双向丝杠运转，此时控制手动强制排管马达的三路换向阀处于中位位置，未给马达提供液压动力，马达处于空运转状态，此时滚筒运转一圈，连续管在双向丝杠螺旋副作用下自动平移管径距离，实现连续管的自动整齐排管。当连续管缠绕滚筒进行手动强制排管时，连续管作业机操作人员在操作室里手动控制强制排管马达的手动换向阀，换向阀手柄处于非中位位置换向阀输出的液压动力驱动强制排管马达运转，实现连续管手动强制排管。当处于手动强制排管状态时，强制排管马达驱动双向丝杠运转，双向丝杠带动超越摩擦离合器摩擦盘运转，但是摩擦盘运转的前提条件是摩擦盘与超越摩擦离 合器链轮之间的摩擦力矩必须小于马达产生的力矩，否则双向丝杠无法运转，导致连续管作业机无法整齐缠绕连续管。 

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术存在以下技术缺点。 

在手动强制排管时，由于超越摩擦离合器的摩擦片与链轮之间一直处于滑动摩擦状态，摩擦盘和链轮表面都非常容易产生磨损。当自动排管和手动强制排管之间经过多次切换后，摩擦盘的磨损量增大，摩擦盘与链轮之间的摩擦力会逐渐减小，摩擦盘与链轮产生的摩擦力矩也逐渐减小，直至无法驱动双向丝杠运转，不能满足自动排管要求，此时就需要通过人工重新调节碟形弹簧的背紧螺母，恢复摩擦盘与链轮所需的正压力，从而恢复驱动双向丝杠运转的摩擦副。这种机械式超越摩擦离合器背紧螺母的调节比较困难，蝶形弹簧的压缩量难以控制，如果压缩量太小，自动排管所需摩擦力矩不够，自动排管时双向丝杠无法运转，连续管缠绕滚筒自动排管功能失效；如果压缩量太大，将导致强制排管马达力矩不够，克服不了这么大的摩擦力矩，强制排管马达无法驱动双向丝杠运转，连续管缠绕滚筒手动强制排管功能失效。 

同时，由于连续管作业机油气井现场作业时超越摩擦离合器所处位置较高，调节相当不方便，增加了连续管作业机操作人员油田现场作业的危险性。 

发明内容

为了解决现有技术的问题，实现连续管缠绕滚筒自动排管和手动强制排管的快速切换，从而保证连续管的整齐缠绕，避免由于机械式超越摩擦离合器的磨损而进行人为调节的危险，本发明提供了一种连续管作业机滚筒排管转换装置及其控制系统。 

一方面，本发明提供了一种连续管作业机滚筒排管转换装置，所述技术方案如下： 

一种连续管作业机滚筒排管转换装置，包括从动部分、主动部分和离合部分，所述离合部分设置于所述从动部分和主动部分之间，其特征在于，所述主动部分上设有用于控制所述离合部分离合状态的液压转换接头，所述离合部分包括多级主动摩擦片和多级从动摩擦片，所述多级主动摩擦片与所述从动摩擦片呈交错设置，多级所述主动摩擦片与所述主动部分径向相对固定连接，且轴向相对滑动连接，多级所述从动摩擦片与所述从动部分径向相对固定连接，且轴向相对滑动连接，通过控制所述液压转换接头中的液压作用方向控制所述主动摩擦片与从动摩擦片之间的摩擦副大小，实现所述主动部分与所述从动部分间的离合转换。