專利名稱：一種載荷自適應(yīng)式卷揚機用優(yōu)化排繩裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于石油、建筑等行業(yè)巻揚機特別是油井撈油作業(yè) 使用的巻揚機專用裝置。
技術(shù)背景
巻揚機是石油、建筑等行業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用廣泛、數(shù)量眾多的機械設(shè)備， 排繩裝置則是此種設(shè)備的重要組成部分。隨著油田開發(fā)時間的延長和油井油 層壓力和生產(chǎn)能力的下降，需要采用撈油車進行撈油作業(yè)的井次日益增多。 撈油車撈油設(shè)備主要由機械傳動的巻揚機、井架和液壓輔助機構(gòu)等組成，傳 統(tǒng)撈油車巻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(xiàn)排繩的方式使得撈油車 既體積大又笨重。目前，現(xiàn)場通常使用的巻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(xiàn)排繩，因而勞動強度大，并且容易產(chǎn)生誤差，不能很 好地避免鋼絲繩堆壓現(xiàn)象；液壓助力手動式排繩裝置現(xiàn)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(xiàn)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(fā)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巻揚機滾筒上不同纏繞繩纏繞圈數(shù)不一致，從而在局部易產(chǎn)生堆壓或亂繩現(xiàn)象，對安全作業(yè)和提高工作效率構(gòu)成不 利影響
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種可以大大提高巻揚機鋼絲繩排繩自動 化程度及其作業(yè)安全性、可靠性的載荷自適應(yīng)式巻揚機用優(yōu)化排繩裝置。'
本實用新型是這樣實現(xiàn)的。此種排繩裝置由伺服電機、絲杠、鋼絲繩直 徑監(jiān)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(lián)軸 器與伺服電機相連，用來驅(qū)動和實現(xiàn)導繩裝置的往復運動；導繩模塊上方固 定有鋼絲繩直徑監(jiān)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(cè)分別設(shè)有位置傳感器，用來控制伺服 電機的正反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)排繩裝置的往復運功；滾筒碼盤安裝在滾筒巻揚機
一側(cè)的軸端，與滾筒同步旋轉(zhuǎn)，用來測量滾筒的轉(zhuǎn)速以及判斷滾筒的正反轉(zhuǎn)， 并反饋給伺服電機的控制器。巻揚機工作時，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(jiān)測模塊利用光學方 法通過監(jiān)測被鋼絲繩遮擋面積寬度的大小來實現(xiàn)對鋼絲繩直徑的測量，并反 饋給伺服電機，然后通過實時調(diào)節(jié)伺服電機的轉(zhuǎn)速來維持鋼絲繩與巻揚機之 間導向角的恒定，從而確保鋼絲繩在滾筒上纏繞整齊。如果巻揚機負載很輕， 伺服電機的轉(zhuǎn)速主要由滾筒碼盤決定，此時伺服電機的轉(zhuǎn)速與巻揚機的轉(zhuǎn)速 一致。當巻揚機大負載工作時，如果負載變大，鋼絲繩直徑變細，此時鋼絲 繩直徑監(jiān)測模塊監(jiān)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(jù)實際測試數(shù)據(jù)和經(jīng)驗降低絲杠的轉(zhuǎn)速，導繩模塊的移動速度
也同步降低，從而維持鋼絲繩和巻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(jiān)測模塊監(jiān)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(jù)實際試驗數(shù)據(jù)和經(jīng)驗增大杠桿 的轉(zhuǎn)速，導繩模塊的移動速度也同步增大，從而維持鋼絲繩與巻揚機滾筒之 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(fā) 出信號，伺服電機反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)排繩裝置的往復運動。巻揚機放繩時，滾 筒碼盤首先監(jiān)測到滾筒反轉(zhuǎn)并將信號反饋給伺服電機的控制器，此時伺服電 機反轉(zhuǎn)，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(jié)構(gòu)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，大大提高巻揚機工作自動 化程度，有利于延長鋼絲繩使用壽命，獲得良好的經(jīng)濟效益。


附圖為本實用新型在工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，標號"7" 、"8" 分別為巻揚機鋼絲繩和滾筒。
具體實施方式
如圖所示，本實用新型由伺服電機l、絲杠2、鋼絲繩直徑監(jiān)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(jié)構(gòu)，組裝關(guān)系
如下絲杠2通過聯(lián)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(jiān)測模塊3，導繩模塊4后部通過橫向孔滑配在巻揚機滾筒上方的導 桿5上，中部連接在絲杠2上；導桿5兩端旁側(cè)分別設(shè)有位置傳感器6，滾 筒碼盤9安裝在滾筒一端的軸端。
權(quán)利要求1、一種載荷自適應(yīng)式卷揚機用優(yōu)化排繩裝置，由伺服電機(1)、絲杠(2)、鋼絲繩直徑監(jiān)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，其特征在于絲杠(2)通過聯(lián)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(jiān)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(cè)分別設(shè)有位置傳感器(6)，滾筒碼盤(9)安裝在滾筒一端的軸端。
專利摘要本實用新型涉及一種載荷自適應(yīng)式卷揚機用優(yōu)化排繩裝置，由伺服電機、絲杠、鋼絲繩直徑監(jiān)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(lián)軸器與伺服電機相連接，導繩模塊上方固定有鋼絲繩直徑監(jiān)測模塊，導繩模塊后部通過橫向孔滑配在卷揚器滾筒上方的導桿上，中部連接在絲杠上，導桿兩端旁側(cè)分別設(shè)有位置傳感器，滾筒碼盤裝在滾筒一端的軸端。該裝置結(jié)構(gòu)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(jīng)濟效益。
文檔編號B66D1/36GK201280402SQ20082001541
公開日2009年7月29日 申請日期2008年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日
發(fā)明者嚴玉中, 寶 劉, 宋學成, 李慶杰, 牟忠良, 龍日升 申請人:遼河石油勘探局