專利名稱：一種蓄能修井機使用的力檔控制機構(gòu)及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及的是一種蓄能修井機使用的力檔控制機構(gòu)及其操作方法，屬于機械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
修井機和鉆井機是油田廣泛使用的設(shè)備。通過多年改進，其功率和速度不斷加大，操作性能不斷提高，但還存在一些問題。如工人壓剎把很吃力，重負荷下更是如此，稍不注意就會發(fā)生溜鉆、頓鉆事故，分析可知數(shù)千米的管柱從井內(nèi)提出來，動力機所作的功絕大多數(shù)以勢能的形式儲存于管柱中；而再將管柱一根一根地下入井中時，這些勢能通過剎車發(fā)熱而平衡掉。粗略的估算，每年全國修井機和鉆井機所消耗的油料一百萬噸左右。為此采用一種蓄能器，利用壓縮氣體儲能，管柱提升機構(gòu)能實現(xiàn)起下油管的動作，而且是可逆的，即壓力油能提起管柱，而下放較重的管柱時，也能將油壓回到蓄能器存起來。因為蓄能器中的壓力的波動范圍小，而油缸輸出的力則隨著管柱數(shù)量增減要在很大范圍內(nèi)變化(0～額定值)，因此其輸出力即使不能無級變化，至少要有幾個“檔”。為此提出了一種蓄能修井機使用的力檔控制機構(gòu)。
本發(fā)明專利正是為實現(xiàn)上述要求而設(shè)計的，目的在于克服油缸輸出力的無檔控制狀態(tài)，有效地節(jié)約蓄能器的儲存能量。利用力檔控制機構(gòu)實現(xiàn)修井機提升油缸各腔進油與不進油控制，決定提升油缸輸出力的力檔。
發(fā)明專利內(nèi)容本發(fā)明專利要解決的技術(shù)問題是提供一種蓄能修井機使用的力檔控制裝置及其操作方法，該裝置能夠有效地控制修井機提升油缸的輸出力，本發(fā)明專利的目的是向蓄能修井機提供一種力檔控制機構(gòu)及其操作方法。
為解決上述問題，本發(fā)明專利是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明專利主要包括先導閥、軸、固定銷軸、筒體、手柄、滾輪和凸輪片組等；凸輪片組通過兩根固定銷軸串接在一起，共有兩組凸輪片，每組四片。通過手柄水平操縱凸輪片組在軸上滑動，可以變換檔位，手柄前后移動，可以驅(qū)動相應的先導閥滾輪移動，使之開啟或關(guān)閉，先導閥又控制相應的大流量主換向閥開啟或關(guān)閉，使修井機提升油缸各油腔進油或回油，從而實現(xiàn)修井機提升油缸輸出力的力檔。
本發(fā)明專利能夠使蓄能修井機檔位更換一次性完成，能夠克服力檔控制機構(gòu)換檔過程必須順序掛檔的缺陷，例如要從0檔掛到4檔，必須經(jīng)過1、2、3檔，操作不便、閥的無效動作很多，容易引起蓄能內(nèi)漏和液壓沖擊；該裝置能夠根據(jù)修井機升降需要實現(xiàn)能量吞吐控制。裝置具有結(jié)構(gòu)簡單可靠，操作方便快捷的優(yōu)點。本發(fā)明專利的力檔控制技術(shù)能夠有效地利用和節(jié)約蓄能器的儲存能量，具有非常高的節(jié)能應用價值。


圖1是一種蓄能修井機使用的力檔控制機構(gòu)總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1力檔控制機構(gòu)總體結(jié)構(gòu)A-A剖視圖。
圖3是一種蓄能修井機使用的力檔控制機構(gòu)檔位轉(zhuǎn)換示意圖。
圖4是一種蓄能修井機使用的力檔控制機構(gòu)液壓系統(tǒng)原理圖。
圖5是力檔控制機構(gòu)空檔狀態(tài)圖。
圖6是力檔控制機構(gòu)1檔狀態(tài)圖。
圖7是力檔控制機構(gòu)2檔狀態(tài)圖。
圖8是力檔控制機構(gòu)3檔狀態(tài)圖。
圖9是力檔控制機構(gòu)4檔狀態(tài)圖。
1先導閥I 2先導閥II 3先導閥III 4先導閥V 5凸輪片組6軸 7固定銷軸 8筒體 9手柄 10滾輪 11凸輪片I12凸輪片II 13凸輪片III 14凸輪片V 15凸輪片VI 16凸輪片VII17凸輪片VIII 18凸輪片IX 19主換向閥I 20主換向閥II21主換向閥III 22沖液閥 23油腔I 24油腔II 25油腔III26修井機提升油缸具體實施方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明專利主要包括先導閥I1、先導閥II2、先導閥III3、先導閥V4、軸6、固定銷軸7、筒體8、手柄9、滾輪10和凸輪片組5等；其連接方式為凸輪片組5通過兩根固定銷軸7串接在一起，中心有一根軸6通過，軸6兩端固定于筒體8上，筒體8開有手柄9轉(zhuǎn)換槽口和能夠裝入四個先導閥滾輪的槽形孔。先導閥、手柄、凸輪片組、軸和筒體等組合后就組成一個力檔控制機構(gòu)。
如圖5-圖9所示，蓄能修井機的一擋和四檔轉(zhuǎn)換過程是通過手柄9水平向左滑動凸輪片組5，就會有一組凸輪片I11、凸輪片II12、凸輪片III13和凸輪片V14分別與先導閥I1、先導閥II2、先導閥III3和先導閥V4的滾輪接觸；向前轉(zhuǎn)動手柄9，就會得到一擋，先導閥I1、先導閥II2和先導閥V 4換向，相應的沖液閥22開啟，主換向閥I19和主換向閥III21換向，修井機提升油缸26的油腔I23接通和油腔III25接通并補液；向后轉(zhuǎn)動手柄9，就會得到四擋，先導閥I1和先導閥III3換向，相應的沖液閥22開啟，主換向閥II20換向，修井機提升油缸26的油腔II24接通和油腔III25補液；蓄能修井機的二擋和三檔轉(zhuǎn)換過程是通過手柄9水平向右滑動凸輪片組5，就會有另一組凸輪片VI15、凸輪片VII16、凸輪片VIII17和凸輪片IX18分別與先導閥I1、先導閥II2、先導閥III3和先導閥V4的滾輪接觸；向前轉(zhuǎn)動手柄9，就會得到二擋，先導閥I1和先導閥V4換向，相應的沖液閥22開啟，主換向閥III21換向，修井機提升油缸26的油腔III25接通并補液；向后轉(zhuǎn)動手柄9，就會得到三擋，先導閥I1、先導閥II2和先導閥III3換向，相應的沖液閥22開啟，主換向閥I19和主換向閥II20換向，修井機提升油缸26的油腔I23和油腔II24接通，油腔III25補液。
權(quán)利要求
1.一種蓄能修井機使用的力檔控制機構(gòu)，包括先導閥I1、先導閥II2、先導閥III3、先導閥V4、軸6、固定銷軸7、筒體8、手柄9、滾輪10和凸輪片組5，其特征是在軸6上安裝有凸輪片組5，凸輪片組5通過兩根固定銷軸7串接在一起，并套在軸6上，凸輪片上開軌道，軸6兩端固定于筒體8上，筒體8的上方開有槽，筒體中部也開有長槽，長槽內(nèi)安裝有4個先導閥，先導閥右端與凸輪片組吻合。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能修井機使用的力檔控制機構(gòu)，其特征是凸輪片組5中的凸輪片都加工成中心開有3個孔，兩側(cè)帶有軌道。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能修井機使用的力檔控制機構(gòu)，其特征是先導閥I1、先導閥II2、先導閥III3和先導閥V4的一端都安裝有滾輪10。
4.一種蓄能修井機使用的力檔控制機構(gòu)及其操作方法，該操作方法包含下列步驟在空檔位時滾輪與一組凸輪片(凸輪片11、凸輪片12、凸輪片13、凸輪片14)相吻合，且滾輪處于凸輪片軌道中心的最低位置；通過向前操縱手柄9，就會得到1檔，此時先導閥I1、先導閥II2和先導閥V4換向，修井機提升油缸26得到1檔對應的提升輸出力；同樣，向后操縱手柄9就會得到4檔，先導閥I1和先導閥III3換向，相應的沖液閥22開啟，主換向閥II20換向，修井機提升油缸26得到4檔對應的提升輸出力；沿著筒體8的軸向水平操縱手柄9，凸輪片組在軸6上滑動，就會有另一組凸輪片(凸輪片15、凸輪片16、凸輪片17、凸輪片18)與滾輪相吻合，向前操縱手柄9，就會得到2檔，此時先導閥I1、和先導閥V4換向，修井機提升油缸26得到2檔對應的提升輸出力；向后操縱手柄9就會得到3檔，此時先導閥I1、先導閥II2和先導閥III3換向，修井機提升油缸26得到3檔對應的提升輸出力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓄能修井機使用的力檔控制機構(gòu)及其操作方法。先導閥I1、先導閥II2、先導閥III3、先導閥V4、軸6、固定銷軸7、筒體8、手柄9、滾輪10和凸輪片組5組成力檔控制機構(gòu)；其連接方式為凸輪片組5通過兩根固定銷軸7串接在一起，中心有一根軸6通過，軸6兩端固定于筒體8上，筒體8開有手柄9轉(zhuǎn)換槽口和能夠裝入四個先導閥滾輪的槽形孔。通過手柄水平操縱凸輪片組在軸上滑動，可以轉(zhuǎn)換檔位，手柄前后移動，可以驅(qū)動相應的先導閥滾輪移動，使之開啟或關(guān)閉，先導閥又控制相應的大流量主換向閥開啟或關(guān)閉，使修井機提升油缸各油腔進油或回油，從而實現(xiàn)修井機提升油缸輸出力的力檔。
文檔編號E21B15/00GK1818398SQ20051004508
公開日2006年8月16日 申請日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者顧心懌, 李德堂, 張愛恩, 田海慶, 陳玉梅, 潘偉, 鄔可誼, 樊敦秋, 徐松森, 史永晉 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院