一种连续油管作业装置的制作方法

1.本发明涉及煤矿井下作业技术领域，特别涉及一种连续油管作业装置。


背景技术：

2.连续油管作业装置适用于修井、固井、钻井、采油的各个阶段，被誉为“万能作业机”，可以替代常规油管或钻杆进行多种作业，连续油管作业具有带压作业、连续起下的特点，设备体积小，作业周期快，成本低。
3.连续油管作业装置的种种优点使其在煤矿井下具有良好的应用前景。但是，煤矿井下空间较小，搬运困难，传统连续油管作业装置的滚筒和注入头等设备都是独立配合使用的，需要较大空间，难以应用在井下。此外，传统的连续油管作业装置应用于竖直方向的矿井，煤矿井下钻井多为沿煤壁或岩壁设置，传统的连续油管作业装置无法使用。
4.因此，针对以上不足，急需一种连续油管作业装置，能够在煤矿井下进行作业。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种连续油管作业装置，能够在煤矿井下进行作业。
6.本发明实施例提供了一种连续油管作业装置，包括：设置在安装平台底部的履带底盘，依次设置在所述安装平台上部的滚筒单元和牵引装置；所述履带底盘用于带动所述安装平台移动，以及用于旋转所述安装平台，所述滚筒单元用于安装及缠绕连续油管，排管装置与所述滚筒单元连接，所述滚筒单元上连续油管依次穿过所述排管装置和所述牵引装置，所述排管装置用于沿所述滚筒单元轴向调整连续油管的位置，所述牵引装置用于夹紧连续油管并牵引连续油管横向输出。
7.在一种可能的设计中，所述履带底盘包括行走装置、转盘和发动设备，所述行走装置包括两个履带结构以及连接两条所述履带的支撑架，所述履带结构包括驱动轮、支重轮、导向轮、托带轮和履带，所述转盘底部与所述支撑架固定连接，所述转盘上部与所述安装平台转动连接。
8.在一种可能的设计中，所述安装平台包括主框架、连接销、第一安装板、第二安装板和连接板，所述主框架为方钢管组焊形成，所述主框架包括长方形框架和位于所述长方形框架内部的两条安装杆，所述连接销设置在所述安装杆所在直线的所述主框架上，所述连接销为圆锥状结构，圆锥的尖顶设置有内陷的螺纹孔，所述螺纹孔用于连接所述滚筒单元，所述第一安装板固定在所述长方形框架的长的内侧，所述第一安装板用于固定动力装置和液压油箱，所述动力装置用于驱动所述滚筒单元和所述排管装置，所述液压油箱用于驱动所述牵引装置夹紧连续油管，所述第二安装板固定在所述安装杆上，所述第二安装板用于连接所述牵引装置，所述连接板设置在所述安装杆底部，用于连接所述转盘。
9.在一种可能的设计中，所述滚筒单元包括安装底座、筒体、第一侧支撑、马达减速机、主动链轮、第二侧支撑、空心半轴、旋转接头座、高压旋转接头、高压管汇、销套，所述安
装底座设置有销套，所述销套用于与所述连接销连接，所述筒体的轴向两端分别与减速机和空心半轴连接，所述减速机与所述第一侧支撑连接，所述空心半轴与所述第二侧支撑连接，所述第一侧支撑和所述第二侧支撑固定在所述安装底座上，所述旋转接头座一端穿入所述空心半轴与所述高压管汇连接，所述旋转接头座的另一端与高压旋转接头转动连接，所述主动链轮固定在所述筒体的转轴上，通过链条与所述排管装置传动。
10.在一种可能的设计中，所述旋转接头座包括可拆卸的主管和支管，所述主管穿入并固定在所述筒体，所述高压管汇穿设于所述筒体中，所述高压管汇的一端与所述支管连接，另一端穿过所述筒体与连续油管连接。
11.在一种可能的设计中，所述排管装置包括排管支架、传动系统、扭矩限制器、双向丝杠、强排装置、排管小车、导向装置、计数装置，所述排管支架固定在所述安装底座上，所述传动系统的链轮通过链条与所述主动链轮连接，所述传动系统与所述双向丝杠连接，所述传动系统驱动所述双向丝杠转动，以使所述排管小车沿所述双向丝杠轴向运动，所述强排装置用于克服所述传动系统驱动所述排管小车沿所述双向丝杠轴向运动，当所述强排装置克服所述传动系统驱动排管小车时，所述扭矩限制器断开传动系统与所述排管小车的传动连接，所述导向装置设置在所述排管小车的套筒内，所述导向装置为合页搭扣结构，内部设置有滚轮，连续油管穿过导向装置，压紧搭扣使所述导向装置的滚轮压紧连续油管，所述计数装置包括计数轮，所述计数轮压紧连续油管，通过所述计数轮转动的圈数计算连续油管的运动距离。
12.在一种可能的设计中，所述导向装置包括安装轴和导向器，所述安装轴安装于所述排管小车的套筒中，通过松紧所述排管小车的套筒，调节安装轴的高度和水平角度，所述导向器通过轴销连接所述安装轴上端，通过调节轴销以调节所述导向器的俯仰角。
13.在一种可能的设计中，所述牵引装置设置有鹅颈，所述鹅颈包括支撑架、导向滚轮、压紧滚轮，所述支撑架固定在所述牵引装置上，所述支撑架包括汇聚端和分叉端，所述分叉端沿水平方向分叉，连续油管通过所述分叉端调整方向后由汇聚端穿出，所述导向轮垂直设置在所述支撑架中，用于导向连续油管，所述压紧滚轮包括沿竖直方向设置的两个水平滚轮，上部的所述水平滚轮与夹紧油缸连接，通过所述夹紧油缸调节两个所述水平滚轮之间的距离以压紧或释放连续油管。
14.在一种可能的设计中，所述牵引装置包括安装在支撑壳上的驱动装置，压紧装置、夹持装置、撑紧装置，所述支撑壳由5个钢板构成，形成一面开放的长方体空间，所述夹持装置包括闭合链条，以及安装在所述闭合链条上的夹持件，所述压紧装置通过压紧油缸固定在所述支撑壳上，所述压紧装置内置滚轮，通过所述压紧油缸驱动所述压紧装置的滚轮压紧连续油管，所述撑紧装置用于撑紧所述闭合链条，以使所述夹持件和所述压紧装置的滚轮夹紧连续油管，所述驱动装置用于转动所述闭合链条以牵引连续油管进出矿井。
15.在一种可能的设计中，所述牵引装置通过牵引支架安装在所述第二安装板上，所述牵引支架包括后支撑、机械支撑、牵引安装座、液压举升装置，所述后支撑底部固定在所述第二安装板上，所述牵引安装座的一端与所述后支撑顶部铰接，另一端与所述液压举升装置的一端铰接，所述液压举升装置的另一端铰接在所述安装平台上，通过所述液压举升装置调节所述牵引安装座的俯仰角，所述牵引安装座用于安装所述牵引装置，所述牵引安装座设置有机械限位，限位销穿过所述机械限位，所述限位销的两端固定在所述机械支撑
的安装孔上，所述机械支撑设置有多个安装孔，通过将所述限位销固定在不同的安装孔上来调节所述限位销的高度。
16.本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：在本实施例中，安装平台底部安装有履带底盘，履带底盘能够在矿井下运输安装在固定平台上的滚筒单元和牵引装置，灵活机动。滚筒单元和牵引装置用于横向输出连续油管，能够应用于矿井设置在矿壁上的横井。履带底盘、滚筒单元和牵引装置均集成在安装平台上，结构小巧紧凑，能够适应煤矿井下的狭小空间。排管装置安装在滚筒单元上，缠绕在滚筒单元上的连续油管穿过排管装置进入牵引装置，排管装置用于调节连续油管输出的方向，并且随连续油管在滚筒单元上的位置变化而调整位置。牵引装置夹紧排管单元输出的连续油管，并驱动连续油管排出或收回。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明实施例提供的一种连续油管作业装置的结构示意图；图2是本发明实施例提供的一种履带底盘的结构示意图；图3是本发明实施例提供的一种安装平台的结构示意图；图4是本发明实施例提供的一种滚筒单元的结构示意图；图5是本发明实施例提供的另一种滚筒单元的结构示意图；图6是本发明实施例提供的一种滚筒单元的剖面结构示意图；图7是本发明实施例提供的一种排管装置的结构示意图；图8是本发明实施例提供的一种鹅颈的结构示意图；图9是本发明实施例提供的一种牵引装置的结构示意图；图10是本发明实施例提供的一种牵引支架的结构示意图。
19.图中：100-履带底盘； 101-行走装置； 102-转盘； 103-发动设备；200-安装平台； 201-主框架； 202-连接销； 203-第一安装板； 204-第二安装板； 205-连接板；300-滚筒单元； 301-安装底座；
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302-筒体； 303-第一侧支撑； 304-马达减速机； 305-主动链轮； 306-第二侧支撑； 307-空心半轴； 308-旋转接头座； 309-高压旋转接头； 310-高压管汇； 311-销套；400-排管装置； 401-排管支架； 402-传动系统； 403-扭矩限制器； 404-双向丝杠； 405-强排装置； 406-排管小车； 407-导向装置； 408-计数装置；500-动力装置；600-鹅颈； 601-支撑架 602-导向滚轮； 603-压紧滚轮；700-牵引装置； 701-驱动装置； 702-压紧装置； 703-夹持装置； 704-撑紧装置； 705-支撑壳；800-牵引支架； 801-后支撑； 802-机械支撑； 803-牵引安装座； 804-液压举升装置。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.本说明书的描述中，需要理解的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
23.如图1至图10所示，本发明实施例提供了一种连续油管作业装置，包括：设置在安装平台200底部的履带底盘100，依次设置在安装平台200上部的滚筒单元300和牵引装置700；履带底盘100用于带动安装平台200移动，以及用于旋转安装平台200，滚筒单元300用于安装及缠绕连续油管，排管装置400与滚筒单元300连接，滚筒单元300上连续油管依次穿过排管装置400和牵引装置700，排管装置400用于沿滚筒单元300轴向调整连续油管的位置，牵引装置700用于夹紧连续油管并牵引连续油管横向输出。
24.在本实施例中，安装平台200底部安装有履带底盘100，履带底盘100能够在矿井下运输安装在固定平台上的滚筒单元300和牵引装置700，灵活机动。滚筒单元300和牵引装置700用于横向输出连续油管，能够应用于矿井设置在矿壁上的横井。履带底盘100、滚筒单元300和牵引装置700均集成在安装平台200上，结构小巧紧凑，能够适应煤矿井下的狭小空间。排管装置400安装在滚筒单元300上，缠绕在滚筒单元300上的连续油管穿过排管装置400进入牵引装置700，排管装置400用于调节连续油管输出的方向，并且随连续油管在滚筒单元300上的位置变化而调整位置。牵引装置700夹紧排管单元输出的连续油管，并驱动连续油管排出或收回。
25.在本发明的一些实施例中，履带底盘100包括行走装置101、转盘102和发动设备103，行走装置101包括两个履带结构以及连接两条履带的支撑架601，履带结构包括驱动轮、支重轮、导向轮、托带轮和履带，转盘102底部与支撑架601固定连接，转盘102上部与安装平台200转动连接。
26.在本实施例中，行走装置101包含两个履带结构及连接两条履带的支撑架601，两边履带结构选用传统的“四轮一带”结构，即驱动轮、支重轮、导向轮、拖带轮及履带，中间采用支撑架601连接，转盘102底部焊接在支撑架601上，转盘102上部与安装平台200采用螺栓连接，转盘102上部与底部中间安装有回转支撑，可通过液压马达利用齿轮传动带动转盘102转动，从而带动安装平台200上设备随之转动。
27.在本发明的一些实施例中，安装平台200包括主框架201、连接销202、第一安装板203、第二安装板204和连接板205，主框架201为方钢管组焊形成，主框架201包括长方形框
架和位于长方形框架内部的两条安装杆，连接销202设置在安装杆所在直线的主框架201上，连接销202为圆锥状结构，圆锥的尖顶设置有内陷的螺纹孔，螺纹孔用于连接滚筒单元300，第一安装板203固定在长方形框架的长的内侧，第一安装板203用于固定动力装置500和液压油箱，动力装置500用于驱动滚筒单元300和排管装置400，液压油箱用于驱动牵引装置700夹紧连续油管，第二安装板204固定在安装杆上，第二安装板204用于连接牵引装置700，连接板205设置在安装杆底部，用于连接转盘102。
28.在本实施例中，连接销202底部设置有延长杆，延长杆穿设于所述主框架201中，延长杆通过焊接与所述主框架201的上下表面固定。
29.在本发明的一些实施例中，滚筒单元300包括安装底座301、筒体302、第一侧支撑303、马达减速机304、主动链轮305、第二侧支撑306、空心半轴307、旋转接头座308、高压旋转接头309、高压管汇310、销套311，安装底座301设置有销套311，销套311用于与连接销202连接，筒体302的轴向两端分别与减速机和空心半轴307连接，减速机与第一侧支撑303连接，空心半轴307与第二侧支撑306连接，第一侧支撑303和第二侧支撑306固定在安装底座301上，旋转接头座308一端穿入空心半轴307与高压管汇310连接，旋转接头座308的另一端与高压旋转接头309转动连接，主动链轮305固定在筒体302的转轴上，通过链条与排管装置400传动。
30.在本实施例中，高压流体通过高压旋转接头309进入旋转接头座308，然后进入高压管汇310，最后经高压管汇310进入连续油管，实现带压作业。
31.在本发明的一些实施例中，旋转接头座308包括可拆卸的主管和支管，主管穿入并固定在筒体302，高压管汇310穿设于筒体302中，高压管汇310的一端与支管连接，另一端穿过筒体302与连续油管连接。
32.在本实施例中，旋转接头座308的主管和支管互相连通，为了节省空间，将二者设计为可拆卸结构，主管和支管互相垂直，如此设置，既能节省空间，又能连通两个不同方向的流体。
33.在本发明的一些实施例中，排管装置400包括排管支架401、传动系统402、扭矩限制器403、双向丝杠404、强排装置405、排管小车406、导向装置407、计数装置408，排管支架401固定在安装底座301上，传动系统402的链轮通过链条与主动链轮305连接，传动系统402与双向丝杠404连接，传动系统402驱动双向丝杠404转动，以使排管小车406沿双向丝杠404轴向运动，强排装置405用于克服传动系统402驱动排管小车406沿双向丝杠404轴向运动，当强排装置405克服传动系统402驱动排管小车406时，扭矩限制器403断开传动系统402与排管小车406的传动连接，导向装置407设置在排管小车406的套筒内，导向装置407为合页搭扣结构，内部设置有滚轮，连续油管穿过导向装置407，压紧搭扣使导向装置407的滚轮压紧连续油管，计数装置408包括计数轮，计数轮压紧连续油管，通过计数轮转动的圈数计算连续油管的运动距离。
34.在本实施例中，传动系统402的链轮与主动链轮305采用链条连接，筒体302转动通过传统系统带动双向丝杠404转动，双向丝杠404转动带动排管小车406横向往复运动实现自动排管，当自动排管不能满足排管要求时，利用强排装置405带动横向运动，这时扭矩限制器403超过设定扭矩，断开传动系统402，实现了强制排管。传动系统402包含链轮、链条，实现动力传输。双向丝杠404转动带动排管小车406内部的滑块沿着螺纹横向运动以带动小
车横向移动。导向装置407安装在排管小车406的套筒内，自适应连续油管的高度、左右位置，导向装置407设置合页搭扣结构，内部为滚轮，连续油管穿过后，扣住上部滚轮，用搭扣压紧，确保连续油管经导向器滚轮内部穿过。计数装置408利用计数轮压紧连续油管，随连续油管转动，利用链传动带动机械计数器转动。
35.在本发明的一些实施例中，导向装置407包括安装轴和导向器，安装轴安装于排管小车406的套筒中，通过松紧排管小车406的套筒，调节安装轴的高度和水平角度，导向器通过轴销连接安装轴上端，通过调节轴销以调节导向器的俯仰角。
36.在本实施例中，通过松紧排管小车406的套筒，能够调节安装轴的高度，以及能够旋转安装轴，从而改变安装轴上导向器的水平方位角，调节导向器的俯仰角以调节连续油管排出的俯仰角度。
37.在本发明的一些实施例中，牵引装置700设置有鹅颈600，鹅颈600包括支撑架601、导向滚轮602、压紧滚轮603，支撑架601固定在牵引装置700上，支撑架601包括汇聚端和分叉端，分叉端沿水平方向分叉，连续油管通过分叉端调整方向后由汇聚端穿出，导向轮垂直设置在支撑架601中，用于导向连续油管，压紧滚轮603包括沿竖直方向设置的两个水平滚轮，上部的水平滚轮与夹紧油缸连接，通过夹紧油缸调节两个水平滚轮之间的距离以压紧或释放连续油管。
38.在本实施例中，鹅颈600呈喇叭口状，沿水平方向分叉，排管装置400输出的连续油管平滑弯曲由分叉端进入鹅颈600，并通过鹅颈600的汇聚端输出，通过鹅颈600使不同水平位置的连续油管平滑地弯曲，然后从固定的水平位置输出，连续油管由汇聚端输出后直接进入与其位置匹配的牵引装置700。
39.在本发明的一些实施例中，牵引装置700包括安装在支撑壳705上的驱动装置701，压紧装置702、夹持装置703、撑紧装置704，支撑壳705由5个钢板构成，形成一面开放的长方体空间，夹持装置703包括闭合链条，以及安装在闭合链条上的夹持件，压紧装置702通过压紧油缸固定在支撑壳705上，压紧装置702内置滚轮，通过压紧油缸驱动压紧装置702的滚轮压紧连续油管，撑紧装置704用于撑紧闭合链条，以使夹持件和压紧装置702的滚轮夹紧连续油管，驱动装置701用于转动闭合链条以牵引连续油管进出矿井。
40.在本实施例中，驱动装置701包括驱动马达、刹车、减速机、连轮轴、链条，工作时马达转动经刹车、减速机带动链轮轴转动，带动链条转动。
41.在本发明的一些实施例中，牵引装置700通过牵引支架800安装在第二安装板204上，牵引支架800包括后支撑801、机械支撑802、牵引安装座803、液压举升装置804，后支撑801底部固定在第二安装板204上，牵引安装座803的一端与后支撑801顶部铰接，另一端与液压举升装置804的一端铰接，液压举升装置804的另一端铰接在安装平台200上，通过液压举升装置804调节牵引安装座803的俯仰角，牵引安装座803用于安装牵引装置700，牵引安装座803设置有机械限位，限位销穿过机械限位，限位销的两端固定在机械支撑802的安装孔上，机械支撑802设置有多个安装孔，通过将限位销固定在不同的安装孔上来调节限位销的高度。
42.在本实施例中，液压举升装置804包含双耳板、举升油缸，双耳板焊接在安装平台200的框架上，与举升油缸底部用销轴铰接，举升油缸的上部与牵引安装座803的前双耳板铰接。牵引装置700安装时，首先与牵引安装座803采用螺栓连接固定，后支撑801顶部用两
个单耳板与牵引安装座803的双耳板采用销轴铰接，用来支撑牵引装置700尾部，形成牵引装置700上下摆动的转轴。液压举升装置804利用举升油缸推动牵引装置700上下摆动来调节连续油管出口角度。连续油管达到合适角度后，利用机械支撑802对牵引装置700进行机械限位。
43.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。