[實用新型]一種載荷自適應式卷揚機用優化排繩裝置

無效

• 申請號: 200820015411.8
• 申請日: 2008-09-04
• 公開（公告）號: CN201280402Y
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 劉寶;龍日升;嚴玉中;牟忠良;宋學成;李慶杰
• 申請（專利權）人: 遼河石油勘探局
• 主分類號: B66D1/36
• 分類號: B66D1/36
• 代理公司: 盤錦遼河專利代理有限責任公司
• 代理人: 吳士華

技術領域：

本實用新型涉及一種用于石油、建筑等行業卷揚機特別是油井撈油作業使用的卷揚機專用裝置。

背景技術：

卷揚機是石油、建筑等行業生產過程中應用廣泛、數量眾多的機械設備，排繩裝置則是此種設備的重要組成部分。隨著油田開發時間的延長和油井油層壓力和生產能力的下降，需要采用撈油車進行撈油作業的井次日益增多。撈油車撈油設備主要由機械傳動的卷揚機、井架和液壓輔助機構等組成，傳統撈油車卷揚機的排繩工作主要依靠增大井架頂端定滑輪和滾筒間的距離使導向角變小來完成，這種單純依靠增大距離來實現排繩的方式使得撈油車既體積大又笨重。目前，現場通常使用的卷揚機排繩裝置可分為三種：手搖式排繩裝置、液壓助力手動式排繩裝置和機械傳動式排繩裝置，手搖式排繩裝置由人工手搖來實現排繩，因而勞動強度大，并且容易產生誤差，不能很好地避免鋼絲繩堆壓現象；液壓助力手動式排繩裝置現已廣泛用于測井車上，但它還是屬于手動排繩之列，雖然勞動強度大大降低了，但是還是需要人工操作，不能實現全自動排繩；機械傳動式排繩裝置主要由鏈條、齒輪、絲杠及換向離合器組成，其缺點主要是換向時排繩不整齊，易亂繩，并且可靠性低，換向離合器易發生故障。此外，上述各種排繩裝置雖然都在一定程度上解決了排繩問題，但都沒有考慮鋼絲繩等繩索在不同負荷下直徑變化的情況，鋼絲繩的直徑變化將直接導致卷揚機滾筒上不同纏繞繩纏繞圈數不一致，從而在局部易產生堆壓或亂繩現象，對安全作業和提高工作效率構成不利影響。

實用新型內容：

本實用新型的目的在于提供一種可以大大提高卷揚機鋼絲繩排繩自動化程度及其作業安全性、可靠性的載荷自適應式卷揚機用優化排繩裝置。

本實用新型是這樣實現的。此種排繩裝置由伺服電機、絲杠、鋼絲繩直徑監測模塊、導繩模塊、導桿、位置傳感器和滾筒碼盤組成。絲杠通過聯軸器與伺服電機相連，用來驅動和實現導繩裝置的往復運動；導繩模塊上方固定有鋼絲繩直徑監測模塊，導繩模塊后部通過橫向孔滑配在滾筒上方的導桿上，中部連接在絲杠上；導桿兩端旁側分別設有位置傳感器，用來控制伺服電機的正反轉，從而實現排繩裝置的往復運功；滾筒碼盤安裝在滾筒卷揚機一側的軸端，與滾筒同步旋轉，用來測量滾筒的轉速以及判斷滾筒的正反轉，并反饋給伺服電機的控制器。卷揚機工作時，鋼絲繩的一端與負載相連，另一端纏繞在滾筒上。當鋼絲繩有負載時，鋼絲繩直徑監測模塊利用光學方法通過監測被鋼絲繩遮擋面積寬度的大小來實現對鋼絲繩直徑的測量，并反饋給伺服電機，然后通過實時調節伺服電機的轉速來維持鋼絲繩與卷揚機之間導向角的恒定，從而確保鋼絲繩在滾筒上纏繞整齊。如果卷揚機負載很輕，伺服電機的轉速主要由滾筒碼盤決定，此時伺服電機的轉速與卷揚機的轉速一致。當卷揚機大負載工作時，如果負載變大，鋼絲繩直徑變細，此時鋼絲繩直徑監測模塊監測到鋼絲繩直徑變化值并將其反饋到伺服電機的控制器中，控制器根據實際測試數據和經驗降低絲杠的轉速，導繩模塊的移動速度也同步降低，從而維持鋼絲繩和卷揚機滾筒之間導向角的恒定；如果負載變小，鋼絲繩直徑變粗，此時鋼絲繩直徑監測模塊監測到鋼絲繩直徑變化值并將其反饋到伺服電機的控制器中，控制器根據實際試驗數據和經驗增大杠桿的轉速，導繩模塊的移動速度也同步增大，從而維持鋼絲繩與卷揚機滾筒之間的導向角恒定；當導繩模塊運動到滾筒邊緣時，位置傳感器給伺服電機發出信號，伺服電機反轉，從而實現排繩裝置的往復運動。卷揚機放繩時，滾筒碼盤首先監測到滾筒反轉并將信號反饋給伺服電機的控制器，此時伺服電機反轉，從而改變排繩裝置的運動方向，變排繩為放繩。

本實用新型結構簡單，體積重量較小，工作可靠，利用它可以從根本上解決手搖式排繩裝置可靠性差、危險性大的缺點，大大提高卷揚機工作自動化程度，有利于延長鋼絲繩使用壽命，獲得良好的經濟效益。

附圖說明：

附圖為本實用新型在工作狀態下的結構示意圖。圖中，標號“7”、“8”分別為卷揚機鋼絲繩和滾筒。

具體實施方式：

如圖所示，本實用新型由伺服電機1、絲杠2、鋼絲繩直徑監測模塊3、導繩模塊4、導桿5、位置傳感器6和滾筒碼盤9組成，其結構，組裝關系如下：絲杠2通過聯軸器與伺服電機1相連接，導繩模塊4上方固定有鋼絲繩直徑監測模塊3，導繩模塊4后部通過橫向孔滑配在卷揚機滾筒上方的導桿5上，中部連接在絲杠2上；導桿5兩端旁側分別設有位置傳感器6，滾筒碼盤9安裝在滾筒一端的軸端。