防高空落物的箱式桅杆井架修井机

摘要

本实用新型公开了一种防高空落物的箱式桅杆井架修井机，动桅杆面向井口的端面固定有动桅杆导轨，动桅杆导轨上支撑有能够升降的吊卡，动桅杆的顶部安装有顶滑轮，顶滑轮通过钢丝绳与吊卡相连，静桅杆的上端安装有液压钳式制动器，液压钳式制动器包括U形钳体，U形钳体的两钳口延伸至动桅杆导轨的飞边两侧，两钳口的相向端面分别设有制动液压腔，两制动液压腔中分别设有制动柱塞，两制动柱塞的相向端面分别固定有制动摩擦块，两制动摩擦块的制动面相向且对称夹持在动桅杆导轨的飞边两侧，两制动液压腔的底部中心分别设有制动器油口，制动器油口受控于主机液压系统。该修井机可杜绝动桅杆溜车，避免发生高空落物事故，确保施工安全。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种箱式桅杆井架修井机，尤其涉及一种防高空落物的箱式桅杆井架修井机，属于油田修井作业设备技术领域。

背景技术

油田修井作业时经常用到修井机，为了推进油田修井作业设备的自动化进程，提升装备自动化技术水平，中石化与外协单位合作，研发制造了全自动液压修井机。该作业机以液压举升桅杆替代传统的修井机井架，采用单级液压缸作为驱动机构，带动动桅杆通过直线导轨限位装置在静桅杆内举升或下放，动桅杆的顶部设有顶滑轮，顶滑轮通过钢丝绳悬吊吊卡沿动桅杆上的平直导轨举升或下降，吊卡悬吊油管入井或起出，实现起下油水井内管柱作业。

液压自动化修井机在作业过程中，动桅杆的起升、下放或锁止完全受控于单级液压缸，如液压系统出现泄漏、管线损坏、液压阀件卡滞、油封刺漏、举升油缸管线破裂等，会引起动桅杆不受控下落，导致高空落物事故。造成作业管柱受挤压变形、井口设施损坏，甚至造成事故人员伤害的安全事故。存在极大的安全风险。为了解决上述问题，消除安全事故隐患，必须对动桅杆进行不受控状态下的制动防护。

液压盘刹技术目前已比较成熟，在各种车辆和工程机械行驶轮毂或绞车滚筒上应用广泛。但是，现有的液压盘刹制动器均为圆形结构，均为对圆盘的旋转运动进行制动，结构上不适于液压修井机的平直导轨的直线制动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种防高空落物的箱式桅杆井架修井机，杜绝液压修井机动桅杆起下管柱或停车时的溜车现象，避免发生高空落物事故，确保施工时的安全可靠性。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种防高空落物的箱式桅杆井架修井机，包括底盘，所述底盘上铰接有静桅杆和桅杆液压缸，所述静桅杆的方孔中支撑有能够升降的动桅杆，所述桅杆液压缸的柱塞杆上端与所述动桅杆的底部相铰接，所述桅杆液压缸受控于主机液压系统；所述动桅杆面向井口的端面固定有沿动桅杆全长度方向延伸的动桅杆导轨，所述动桅杆导轨上支撑有能够升降的吊卡，所述动桅杆的顶部安装有顶滑轮，所述顶滑轮通过钢丝绳与所述吊卡相连，所述静桅杆的上端安装有液压钳式制动器，所述液压钳式制动器包括U形钳体，所述U形钳体的两钳口延伸至所述动桅杆导轨的飞边两侧，两钳口的相向端面分别设有制动液压腔，两制动液压腔中分别设有制动柱塞，两制动柱塞的相向端面分别固定有制动摩擦块，两制动摩擦块的制动面相向且对称夹持在所述动桅杆导轨的飞边两侧，两制动液压腔的底部中心分别设有制动器油口，所述制动器油口受控于所述主机液压系统。

作为本实用新型的改进，所述主机液压系统的主压力油管与单向阀的入口相连，所述单向阀的出口分别与蓄能器的入口及两位三通电磁换向阀的P口相连，两位三通电磁换向阀的T口与主机液压系统的油箱相连，两位三通电磁换向阀的A口与桅杆制动总油管相连，所述桅杆制动总油管分别通过桅杆制动支油管与所述液压钳式制动器的制动器油口相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述两位三通电磁换向阀的A口通过安全阀与主机液压系统的油箱相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述动桅杆导轨为工字钢，所述工字钢同侧的两飞边两侧各安装有一只所述液压钳式制动器。

作为本实用新型的进一步改进，两液压钳式制动器的钳体分别安装在制动器支架上，所述制动器支架固定于所述静桅杆的上端。

作为本实用新型的进一步改进，所述两位三通电磁换向阀的线圈回路中串联有紧急制动开关，所述紧急制动开关安装于司控箱控制面板上。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、当主机液压系统或液压管路出现泄漏、管线损坏、液压阀件卡滞、油封刺漏、举升油缸管线破裂时，通过对修井机动桅杆进行制动或减缓其不受控的下落速度，避免发生高空落物事故。提升设备本质安全，避免造成作业管柱受挤压变形、井口设施损坏带来财产损失，经济效益明显。

2、制动装置对于在平直导轨上运动的设备、设施和部件具有良好的制动效果，控制灵敏，刹车平稳，即使液压系统出现泄漏，仍可以实现动桅杆的可靠制动，消除高空落物造成的人身伤害风险，安全效益明显。为油田作业现场的施工安全保驾护航，对于油田未来应用的类似自动化设备，具有很好的应用前景。

3、提高了油田油水井小修作业自动起下油管施工的安全性，取得安全效益的同时，树立企业良好的社会形象，取得很好的社会效益。

4、可采用主液路的30MPa液压油直接作为动力源，液压钳式制动器的夹持力极大，液压钳式制动器的制动力矩与动桅杆导轨的运动方向无关，易于在修井机上安装改造；

5、所增设制动器的热稳定性好，易散热，且尺寸小、质量轻；工作稳定，制动效果好，寿命长；

6、操作简单，制动摩擦块的压力分布均匀，磨损量均匀，配件价格便宜，维修方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型中防高空落物的箱式桅杆井架修井机的结构示意图；

图2为本实用新型中液压钳式制动器在动桅杆导轨上制动的示意图；

图3为本实用新型的液压原理图。

图中：1.底盘；2.井架气缸；3.静桅杆；4.动桅杆；5.动桅杆导轨；6.顶滑轮；7.钢丝绳；8.吊卡；9.液压钳式制动器；9a.U形钳体；9b.制动液压腔；9c.制动器油口；9d.制动柱塞；9e.制动摩擦块；10.主机液压系统；AC.蓄能器；G1.桅杆制动总油管；G2.桅杆制动支油管；D1.单向阀；YV1.两位三通电磁换向阀；F1.安全阀。

具体实施方式

在本实用新型的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。

如图1所示，本实用新型防高空落物的箱式桅杆井架修井机包括底盘1，底盘1上铰接有静桅杆3和桅杆液压缸，静桅杆3的方孔中支撑有能够升降的动桅杆4，桅杆液压缸的柱塞杆上端与动桅杆4的底部相铰接，桅杆液压缸受控于主机液压系统10；动桅杆4面向井口的端面固定有沿动桅杆4全长度方向延伸的动桅杆导轨5，动桅杆导轨5上支撑有能够升降的吊卡8，动桅杆4的顶部安装有顶滑轮6，顶滑轮6通过钢丝绳7与吊卡8相连。

箱式桅杆井架修井机到达现场后，井架气缸2的活塞杆伸出，将静桅杆3竖起在井口上，吊卡8吊住油管的上端，主机液压系统10将压力油注入桅杆液压缸的下腔，桅杆液压缸的柱塞杆伸出，驱动动桅杆4沿静桅杆3的方孔和导轨上行，钢丝绳7牵引吊卡8沿桅杆导轨上行，将油管完全吊起呈悬垂状态，油管下端的公扣与井口中油管上端的母扣旋接后，桅杆液压缸的柱塞杆缩回，动桅杆4及吊卡8下行，油管入井。

液压系统出现泄漏、管线损坏、液压阀件卡滞、油封刺漏、举升油缸管线破裂等，使得桅杆液压缸的下腔油液不受控泄漏，将导致动桅杆4下溜，导致高空落物事故，一根油管的成本在1000多元，每次溜车造成油管或井口设施损坏，少则几千元，多则上万元，如果造成人员伤害事故，则损失难以估量。

如图2所示，为解决液压系统故障，导致动桅杆4不受控溜车的问题。在静桅杆3的上端安装液压钳式制动器9，液压钳式制动器9包括U形钳体9a，U形钳体9a的两钳口延伸至动桅杆导轨5的飞边两侧，两钳口的相向端面分别设有制动液压腔9b，两制动液压腔9b中分别设有制动柱塞9d，两制动柱塞9d的相向端面分别固定有制动摩擦块9e，两制动摩擦块9e的制动面相向且对称夹持在动桅杆导轨5的飞边两侧，两制动液压腔9b的底部中心分别设有制动器油口9c，制动器油口9c受控于主机液压系统10。

如图3所示，主机液压系统10的主压力油管与单向阀D1的入口相连，单向阀D1的出口分别与蓄能器AC的入口及两位三通电磁换向阀YV1的P口相连，两位三通电磁换向阀YV1的T口与主机液压系统10的油箱相连，两位三通电磁换向阀YV1的A口与桅杆制动总油管G1相连，桅杆制动总油管G1的油压为30MPa，桅杆制动总油管G1分别通过桅杆制动支油管G2与液压钳式制动器9的制动器油口9c相连。

两位三通电磁换向阀YV1的A口通过安全阀F1与主机液压系统10的油箱相连。当桅杆制动总油管G1中的油压超过安全阀F1的设定值时，安全阀F1打开卸压，向油箱回油。

两位三通电磁换向阀YV1的线圈回路中串联有紧急制动开关，紧急制动开关安装于司控箱控制面板上。

正常修井作业时，主机液压系统10的主压力油管建压，通过单向阀D1向蓄能器AC注油储能，同时高压油液到达两位三通电磁换向阀YV1的P口，此时两位三通电磁换向阀YV1处于得电状态，其A口与T口相连，各制动器油口9c卸压，各制动摩擦块9e没有夹持力，动桅杆导轨5及动桅杆4自由升降。

当主压力油管出现故障例如泄漏时，按下司控箱控制面板上的紧急制动开关，两位三通电磁换向阀YV1的线圈失电，其P口与A口相通，蓄能器AC中储存的高压油液通过桅杆制动总油管G1进入桅杆制动支油管G2，再通过桅杆制动支油管G2进入液压钳式制动器9的制动器油口9c。高压油液进入U形钳体9a的一对制动液压腔9b，分别将制动柱塞9d推出，两制动柱塞9d分别驱动制动摩擦块9e夹紧在动桅杆导轨5的飞边两侧，也可以夹持在某一段钢板的两侧。如此将动桅杆导轨5锁定，动桅杆4同步被锁定，不会发生因动桅杆4溜车而发生高空坠落事故。

只要与蓄能器AC相连的液压管完好，即使单向阀D1以下的液压油路完全损坏，蓄能器AC上部的氮气憋压，所储存的高压液压能足以保证液压钳式制动器9将动桅杆导轨5可靠制动。

在修井作业过程中，如果现场意外断电，两位三通电磁换向阀YV1的线圈失电，则其P口与A口相通，蓄能器AC中储存的高压油液进入各液压钳式制动器9的制动器油口9c，自动将动桅杆导轨5锁定。

如图2所示，动桅杆导轨5为工字钢，工字钢同侧的两飞边两侧各安装有一只液压钳式制动器9。两液压钳式制动器9的两对钳口同步夹持，一方面夹持力更大，另一方面夹持更加平衡。

两液压钳式制动器9的钳体分别安装在制动器支架上，制动器支架固定于静桅杆3的上端，便于快捷安装。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。