該技術(shù)屬于石油工業(yè)作業(yè)設(shè)備的領(lǐng)域，主要用于碳纖維連續(xù)抽油桿的起下作業(yè)與運(yùn)輸?shù)?。該碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車，通過設(shè)計(jì)可更換的抽油桿滾筒和攜帶自備吊車與抽油桿清洗系統(tǒng)，能夠一臺(tái)車實(shí)現(xiàn)用碳纖維連續(xù)抽油桿的運(yùn)輸、下入、起出、清洗等操作，可提高油田小修作業(yè)效率，減少抽油桿的彎曲和作業(yè)準(zhǔn)備時(shí)間，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度與作業(yè)成本，提升碳纖維連續(xù)抽油桿的使用壽命，降低作業(yè)成本，為推廣碳纖維連續(xù)抽油桿，提供作業(yè)設(shè)備保障。

背景技術(shù)：

目前，油田現(xiàn)場應(yīng)用的連續(xù)抽油桿有鋼制連續(xù)抽油桿和碳纖維連續(xù)抽油桿兩種，由于兩種抽油桿的材料屬性不同，因此運(yùn)輸、作業(yè)方式有很大不同，主要體現(xiàn)在以下方面：

鋼制連續(xù)抽油桿最小彎曲半徑較大(按照目前的結(jié)構(gòu)，一般不低于2.8m)，因此其運(yùn)輸抽油桿所需滾筒的整體尺寸較大，無法通過一體化作業(yè)機(jī)完成運(yùn)輸、作業(yè)功能，目前一般是單獨(dú)設(shè)計(jì)抽油桿運(yùn)輸車；

鋼制連續(xù)抽油桿的接頭通過焊接完成，因此，其作業(yè)車輛需配備閃光焊運(yùn)輸車，而碳纖維連續(xù)抽油桿的接頭由粘接而成，因此無須配裝焊接作業(yè)設(shè)備；

鋼制連續(xù)抽油桿的作業(yè)現(xiàn)場是在吊車輔助作用下將注入頭、防噴器等部件吊裝至井口上方，因此現(xiàn)場作業(yè)車輛較多、人員密集，安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)較高，且輔助作業(yè)時(shí)間較長，作業(yè)成本高。

目前在油田使用碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車，主要存在以下不足：

碳纖維抽油桿作業(yè)車的滾筒與車上驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用一體化設(shè)計(jì)，因此，需要起下桿柱作業(yè)時(shí)，需要將碳纖維抽油桿從儲(chǔ)存滾筒上倒到作業(yè)滾筒上，作業(yè)完成后，需要再從作業(yè)車滾筒上倒到儲(chǔ)存滾筒上，不僅增加了作業(yè)周期，也增加了抽油桿的彎折次數(shù)，降低了抽油桿的壽命；

作業(yè)車上沒有配置起吊系統(tǒng)，現(xiàn)場作業(yè)時(shí)，需要專門配置吊車，完成輔助起吊作業(yè)工作；

作業(yè)車沒有設(shè)計(jì)抽油桿清洗系統(tǒng)，在碳纖維抽油桿起下工藝中，現(xiàn)場抽油桿無清洗裝置，作業(yè)工人需人工除掉抽油桿覆蓋的井液，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，安全性差，清洗程度低，且井液對作業(yè)現(xiàn)場會(huì)產(chǎn)生污染；

小修作業(yè)現(xiàn)場，抽油桿起升無防噴措施，作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)較高；

為了解決以上問題，設(shè)計(jì)一種碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)機(jī)設(shè)計(jì)方案，采用新的作業(yè)工藝與設(shè)備，能夠明顯提高工作效率，減輕作業(yè)人員的體力勞動(dòng)，降低作業(yè)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了實(shí)現(xiàn)碳纖維連續(xù)抽油桿的運(yùn)輸、作業(yè)一體化，獲得較高的作業(yè)效率，本發(fā)明提供一種碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車整體方案與作業(yè)工藝。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括：一種獨(dú)立式可整體更換抽油桿滾筒系統(tǒng)、車載吊裝系統(tǒng)、抽油桿清洗裝置系統(tǒng)、抽油桿防噴系統(tǒng)、注入頭系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、二類車底盤。其整體結(jié)構(gòu)如附圖1所示。

設(shè)計(jì)的獨(dú)立式可更換抽油桿滾筒系統(tǒng)，從車輛的整體設(shè)計(jì)出發(fā)，為了避免轉(zhuǎn)向橋過載，因此安裝于二類車底盤二、三軸之間中部位置，其主要包括抽油桿滾筒及其支架、滾筒剎車盤、主從鏈輪、鏈條及其支架、液壓馬達(dá)、減速箱；其動(dòng)力傳遞路線為液壓站液壓泵為液壓馬達(dá)提供動(dòng)力及扭矩，經(jīng)過減速箱后，驅(qū)動(dòng)小鏈輪帶動(dòng)大鏈輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，抽油桿滾筒在大鏈輪作用下進(jìn)行回轉(zhuǎn)，進(jìn)行抽油桿的下放及卷收過程。其中，大鏈輪軸與抽油桿滾筒轉(zhuǎn)軸采用獨(dú)立連軸器連接，能夠僅切斷抽油桿滾筒的動(dòng)力傳遞路線實(shí)現(xiàn)抽油桿滾筒及其支架更換；滾筒剎車盤與鏈輪、鏈條及其支架固定在底盤之上，滾筒帶有排桿機(jī)構(gòu)與長度測量裝置，能夠在抽油桿起升時(shí)將抽油緊密纏繞于滾筒，并準(zhǔn)確測量抽油桿下放、卷收長度，便于了解工作進(jìn)度；

車載吊裝系統(tǒng)，安裝在二類車底盤尾部，包括：回轉(zhuǎn)裝置、起重裝置與支撐裝置，回轉(zhuǎn)裝置主要由轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)裝置組成，安裝于二類底盤上方；起重裝置主要由提取裝置(吊鉤)、鋼絲繩、油輪組、起重絞車、吊臂、吊臂伸縮和變幅的驅(qū)動(dòng)裝置組成，安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)上方；車載吊裝系統(tǒng)主要滿足作業(yè)前后注入頭模塊、抽油桿清洗裝置、抽油桿防噴器在井口的吊裝，以及整盤更換抽油桿滾筒的要求，該系統(tǒng)要求具備足夠的起吊能力與吊裝半徑；

注入頭系統(tǒng)，安裝在二類車底盤尾部車載吊裝系統(tǒng)之間，包括：注入頭導(dǎo)向器、注入頭框架、注入頭，注入頭安裝于注入頭框架上方。注入頭導(dǎo)向器滑輪與碳纖維抽油桿接觸，為抽油桿提供支撐，保證抽油桿的合理彎曲半徑，避免抽油桿彎曲半徑過小造成的損傷；注入頭框架為井口上方作業(yè)提供足夠的空間，以便于安裝防噴器及清洗裝置，并支撐抽油桿注入頭夾持與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。注入頭夾持與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于注入頭框架上方，作業(yè)高度可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，注入頭框架上方安裝導(dǎo)軌，能夠?qū)崿F(xiàn)注入頭中心與井口中心的對中；注入頭包括夾持、輸送、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成，為起升、下放抽油桿時(shí)提供起升、下放的動(dòng)力，該系統(tǒng)要求注入頭有足夠的夾持能力及提供合理的起升、下放速度；

液壓系統(tǒng)是碳纖維抽油桿作業(yè)時(shí)的動(dòng)力來源，包括液壓缸、液壓馬達(dá)、液壓泵、液壓管線，作業(yè)機(jī)的動(dòng)力傳遞路線為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與扭矩，經(jīng)過減速器、變速箱、角傳動(dòng)箱、傳動(dòng)軸、液壓泵，將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓系統(tǒng)的液壓能，其中作業(yè)時(shí)液壓支腿伸出，為作業(yè)機(jī)底盤提供支撐，液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為抽油桿滾筒系統(tǒng)、注入頭提供動(dòng)力。

抽油桿清洗裝置系統(tǒng)采用卡箍式結(jié)構(gòu)，包括高壓水泵、水箱、清洗噴嘴、刮水環(huán)、刮泥環(huán)、殼體、端蓋、及其附屬裝置，工作時(shí)先將清洗裝置安裝于注入頭、抽油桿防噴器之間，使抽油桿清洗系統(tǒng)中心線與井口中心線重合；工作時(shí)隨著抽油桿的回收起升，桿體表面泥沙、油污等雜質(zhì)由刮油器(粗刮)刮除后，在重力作用下沿刮泥環(huán)表面流至集污筒；高壓水泵將清洗劑經(jīng)進(jìn)水口，清洗噴嘴節(jié)流作用下，將高壓、高流速液體沖刷桿體，將抽油桿表面油污除去，污水沿清洗噴嘴下端溢流通道流至底部集污筒，經(jīng)過清洗回路回收至作業(yè)機(jī)水箱，經(jīng)過二次分離后，泥沙沉積在水箱底部；抽油桿在提升過程中由清洗裝置上端刮水器將桿體表面水分清除，完成清洗過程。。

防噴系統(tǒng)安裝于井口上方注入頭框架下方，包括半封與剪切，正常作業(yè)時(shí)半封防噴器密封抽油桿、油管環(huán)空，并進(jìn)行帶壓起下；發(fā)生事故時(shí)，通過剪切閘板將碳纖維抽油桿剪斷，實(shí)現(xiàn)緊急封井的目的，該系統(tǒng)要求防噴器具備足夠的帶壓作業(yè)能力。

二類底盤是作業(yè)機(jī)的載體，滿足作業(yè)機(jī)運(yùn)移、作業(yè)要求，保證底盤前、后橋軸載合理分布以及車輛穩(wěn)定性。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)所有設(shè)備均由同一臺(tái)二類底盤車承載、運(yùn)移，各作業(yè)子系統(tǒng)在二類底盤布置合理，作業(yè)車結(jié)構(gòu)緊湊。

注入系統(tǒng)注入頭框架可根據(jù)現(xiàn)場情況對作業(yè)高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，注入頭可進(jìn)行手動(dòng)進(jìn)行兩個(gè)方向調(diào)節(jié)，保證注入頭中心與井口中心線重合。

作業(yè)車自動(dòng)化程度較高，輔助作業(yè)車輛較少，減少準(zhǔn)備時(shí)間，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

抽油桿起升作業(yè)時(shí)作業(yè)車具備清洗能力。

抽油桿具有快速更換的能力。

作業(yè)車具有防噴系統(tǒng)，作業(yè)安全系統(tǒng)較高。

所述的一種碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車及作業(yè)工藝，可分為下放作業(yè)、起升作業(yè)以及抽油桿更換作業(yè)三個(gè)環(huán)節(jié)：

1、抽油桿下放作業(yè)工藝，包括以下步驟：

1)將作業(yè)車倒至井口合適位置，放下車身支腿并調(diào)平車輛；

2)用隨車吊依次將注入頭框架、注入頭、抽油桿防噴器吊裝至井口，并進(jìn)行調(diào)整，使注入頭中心、防噴器與井口中心線重合；

3)使用隨車吊牽引碳纖維抽油桿，依次穿過注入頭、抽油桿防噴器，并現(xiàn)場粘結(jié)抽油桿接頭后，使用液壓大鉗與加重桿完成上扣操作；

4)操縱滾筒馬達(dá)及注入頭馬達(dá)轉(zhuǎn)速，使抽油桿以合理的下放速度緩慢下放，直至下放完成；

5)現(xiàn)場聯(lián)接抽油桿接頭，使用液壓大鉗與光桿完成上扣操作；

6)隨車吊將注入頭、防噴器等部件調(diào)裝至作業(yè)車指定位置，液壓支腿收回，完成碳纖維連續(xù)抽油桿下放作業(yè)。

2、抽油桿起升作業(yè)工藝，包括以下步驟：

1)將作業(yè)車倒至井口合適位置，放下車身支腿并調(diào)平車輛；

2)用車載起吊系統(tǒng)依次將注入頭框架、注入頭、抽油桿防噴器及抽油桿清洗裝置吊裝至井口，并進(jìn)行調(diào)整，使注入頭中心、防噴器、清洗裝置與井口中心線重合；

3)使用車載起吊系統(tǒng)起升碳纖維抽油桿，依次穿過抽油桿防噴器、清洗裝置與注入頭后，利用注入頭起升，使隨車吊將抽油桿接頭牽引至抽油桿滾筒并固定，在此期間，抽油桿清洗裝置自動(dòng)清洗抽油桿表面；

4)操縱滾筒馬達(dá)與注入頭馬達(dá)轉(zhuǎn)速，使抽油桿以合理的起升速度進(jìn)行卷收，直至抽油桿下端接頭起升至井口；

5)使用吊卡將加重桿卡在井口，使用液壓大鉗完成與加重桿卸扣操作；

6)滾筒將剩余碳纖維抽油桿卷收到位；

7)隨車吊將注入頭、防噴器、抽油桿清洗裝置等部件調(diào)裝至作業(yè)車指定位置，液壓支腿收回，完成碳纖維連續(xù)抽油桿卷收作業(yè)。

3、更換抽油桿滾筒工藝，包括以下步驟：

1)將作業(yè)車倒至合適位置，放下車身支腿并調(diào)平車輛；

2)打開抽油桿滾筒軸與驅(qū)動(dòng)大鏈輪軸聯(lián)軸器，使?jié)L筒動(dòng)力與液壓馬達(dá)脫開；

3)使用隨車吊將抽油桿滾筒吊離作業(yè)車并放置于指定位置；

4)吊裝待更換抽油桿滾筒，至作業(yè)車指定位置；

5)安裝抽油桿滾筒軸與驅(qū)動(dòng)大鏈輪軸聯(lián)軸器，恢復(fù)滾筒動(dòng)力傳遞路線；

6)液壓支腿收縮，抽油桿滾筒更換完成。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對本發(fā)明作進(jìn)一步說明；

圖1中：1-二類車底盤；2-液壓站；3-清洗水箱；4-滾筒系統(tǒng)；5-注入頭系統(tǒng)；6-1-抽油桿防噴器；6-2-抽油桿清洗裝置；7-注入頭框架；8-司鉆工作室；9-隨車吊系統(tǒng)；10-液壓支腿。

圖2中：1-抽油桿滾筒；2-滾筒軸端蓋；3-滾筒半軸；4-滾筒支架；5-鏈條；6-液壓馬達(dá)；7-小鏈輪；8-盤式制動(dòng)器；9-制動(dòng)盤；10-大鏈輪；11-滾筒半軸-鏈輪軸聯(lián)軸器；12-鏈輪軸；13-鏈輪軸端蓋；14-鏈輪支架。

圖3中：1-刮水環(huán)；2-清洗器上端蓋；3-清洗器上殼體；4-清洗噴嘴；5-清洗器下殼體；6-刮泥環(huán)；7-碳纖維抽油桿。

具體實(shí)施方法

所述的一種碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車，可分為下放作業(yè)、起升作業(yè)以及抽油桿更換作業(yè)三個(gè)環(huán)節(jié)：

結(jié)合附圖1、2、3，具體說明該系統(tǒng)自動(dòng)化起下作業(yè)的操作流程：

1、從油井內(nèi)起升碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)工藝，包括以下步驟：

1)將作業(yè)車1倒至井口合適位置，放下車身支腿10并調(diào)平車輛；

2)用隨車吊9依次將注入頭框架7、注入頭5、抽油桿防噴器6-1及抽油桿清洗裝置6-2吊裝至井口，并進(jìn)行調(diào)整，使注入頭5中心、防噴器6-1、清洗裝置6-2與井口中心線重合；

3)使用隨車吊9起升碳纖維抽油桿，依次穿過抽油桿防噴器6-1、清洗裝置6-2與注入頭5后，利用注入頭5液壓馬達(dá)帶動(dòng)起升鏈輪起升，使隨車吊9將抽油桿接頭牽引至抽油桿滾筒1并固定，在此期間，抽油桿清洗裝置6-2自動(dòng)清洗抽油桿表面；

4)操縱滾筒1動(dòng)力馬達(dá)與注入頭5馬達(dá)轉(zhuǎn)速，使抽油桿以合理的起升速度進(jìn)行卷收，直至抽油桿下端接頭起升至井口；

5)使用吊卡將加重桿卡在井口，使用液壓大鉗完成與加重桿卸扣操作；

6)滾筒將剩余碳纖維抽油桿卷收到位；

7)隨車吊9將注入頭5、防噴器6-1、抽油桿清洗裝置6-2等部件調(diào)裝至作業(yè)車1指定位置，液壓支腿10收回，完成碳纖維連續(xù)抽油桿卷收作業(yè)。

2、從碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車下放抽油桿作業(yè)工藝，包括以下步驟：

1)將作業(yè)車1倒至井口合適位置，放下車身支腿10并調(diào)平車輛；

2)用隨車吊9依次將注入頭框架7、注入頭5、抽油桿防噴器6-1吊裝至井口，并進(jìn)行調(diào)整，使注入頭中心、防噴器與井口中心線重合；

3)使用隨車吊9牽引碳纖維抽油桿，依次穿過注入頭5、抽油桿防噴器6-1，并現(xiàn)場粘結(jié)抽油桿接頭后，使用液壓大鉗與加重桿完成上扣操作；

4)操縱滾筒馬達(dá)及注入頭馬達(dá)轉(zhuǎn)速，使抽油桿以合理的下放速度緩慢下放，直至下放完成；

5)現(xiàn)場粘結(jié)抽油桿接頭，使用液壓大鉗與光桿完成上扣操作；

6)隨車吊將注入頭5、防噴器6-1等部件調(diào)裝至作業(yè)車1指定位置，液壓支腿10收回，完成碳纖維連續(xù)抽油桿下放作業(yè)。

3、從碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車更換抽油桿滾筒工藝，包括以下步驟：

1)將作業(yè)車1倒至合適位置，放下車身支腿10并調(diào)平車輛；

2)打開抽油桿滾筒半軸-鏈輪軸聯(lián)軸器11，使?jié)L筒半軸3與液壓馬達(dá)6脫開；

3)使用隨車吊9將抽油桿滾筒1吊離作業(yè)車并放置于指定位置；

4)使用隨車吊9將更換后抽油桿滾筒吊裝至作業(yè)車指定位置；

5)安裝抽油桿滾筒半軸-鏈輪軸聯(lián)軸器11，恢復(fù)抽油桿滾筒1動(dòng)力傳遞路線；

6)液壓支腿收縮，抽油桿滾筒更換完成；

上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)連接方式都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。