石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩多重保護裝置的制作方法

本發明屬于石油開采領域，特別涉及一種石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩多重保護裝置。

背景技術：

在石油開采井下測試、清蠟等試井作業過程中，由于鋼絲繩受到各種因素的影響，比如在錄井鋼絲滾筒上未排列整齊，相互擠壓造成鋼絲繩磨損，當下放鋼絲繩的過程中，受到磨損的鋼絲繩與滾筒分離后，無法承受負荷，鋼絲繩就會發生斷裂，導致鋼絲繩及工具串落井事故。

申請號為201320759249.1的中國實用新型專利公開了一種鋼絲繩防脫裝置包括筒體、上集油腔、螺栓、頂板、橡膠墊、下集油腔，筒體采用對稱的兩個半筒體分體加工后扣合的形式，扣合后上部是圓柱體，下部為圓柱體凸臺，筒體沿軸線方向開設通孔用于安裝鎖緊部件，鎖緊部件包括螺栓、頂板和橡膠墊，螺栓通過筒體上開設的螺紋孔將頂板和橡膠墊壓緊在鋼絲繩上；現有技術公開的鋼絲繩防脫裝置反應速度和可靠性還需提高。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種能夠在井下作業鋼絲繩發生斷裂時對鋼絲繩對斷裂情況進行檢測并進行快速夾持，防止工具落井的石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩保護裝置。

為了解決本發明所提出的技術問題，本發明公開了一種石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩保護裝置，包括鋼絲繩滾筒、井口高壓防噴管和井口防噴器，還包括滾輪觸點裝置、第一鎖緊鋼絲繩裝置和第二鎖緊鋼絲繩裝置，所述第一鎖緊鋼絲繩裝置、井口高壓防噴管和第二鎖緊鋼絲繩裝置和井口防噴器依次固定連接，所述滾輪觸點裝置與第二鎖緊鋼絲繩裝置對應設置，所述鋼絲繩滾筒的鋼絲穿過滾輪觸點裝置后延伸到第一鎖緊鋼絲繩裝置且由井口防噴器延伸而出，所述第一鎖緊鋼絲繩裝置包括外套筒、第二彈簧、機架、滾輪、齒輪軸、拉桿、鋼絲繩夾緊爪和第四彈簧，所述機架數量為兩個且設置在外套筒內，所述機架之間對稱設置，所述第二彈簧一端與機架固定連接另一端與外套筒固定連接，所述滾輪和齒輪軸設置在機架上，所述滾筒與鋼絲繩滾筒的鋼絲接觸，所述滾輪在快速運動狀態下可帶動齒輪軸旋轉，所述鋼絲繩夾緊爪設置在外套筒內側的轉軸上，所述拉桿一端與齒輪軸鉸接另一端與鋼絲繩夾緊爪鉸接，所述第四彈簧一端與外套筒固定連接另一端與鋼絲繩夾緊爪固定連接。

作為本發明的一種改進，所述外套筒包括下定位板、套筒本體和彈簧定位板，所述套筒本體固定設置在下定位板上，所述彈簧定位板固定設置在套筒本體內側，所述第四彈簧一端與彈簧定位板固定連接另一端與鋼絲繩夾緊爪固定連接，所述滾輪包括滾輪本體、凹槽、第三彈簧和齒，所述滾輪本體設置在機架上，所述凹槽設置在滾輪本體兩側，所述凹槽圍繞滾輪本體均勻分布，所述第三彈簧設置在凹槽內且一端與滾輪本體固定連接另一端與齒固定連接，所述齒設置在凹槽內，所述齒輪軸包括齒輪、定位桿、定位座和連接桿，所述齒輪和定位桿數量為兩個，所述定位桿與齒輪固定連接，所述定位座固定設置在定位桿上，所述定位桿之間通過連接桿固定連接，所述拉桿一端與連接桿鉸接另一端與鋼絲繩夾緊爪鉸接，所述齒輪與齒對應設置。

作為本發明的一種改進，所述機架包括機架底板、第一機架側板、第二機架側板、第一軌道和定位孔，所述第一機架側板固定設置在機架底板兩側，所述第一機架側板之間通過第二機架側板固定連接，所述第一軌道固定設置在機架底板下側，所述定位孔設置在第一機架側板上，所述定位孔之間設置轉軸，所述滾輪本體設置在定位孔之間的轉軸上，所述齒輪設置在定位孔之間的轉軸上，所述下定位板上設置有與第一軌道對應的槽，所述第一軌道設置在下定位板上的槽內。

作為本發明的一種改進，所述鋼絲繩夾緊爪包括鉸接部、連接部、夾緊部和鉸接座，所述連接部兩端分別與鉸接部和夾緊部固定連接，所述鉸接座固定設置在鉸接部上。

作為本發明的一種改進，所述外套筒由兩個分開的半圓柱筒構成。

作為本發明的一種改進，所述滾輪觸點裝置包括底板、第一彈簧、連接板、接觸棒、耳板架、螺栓、銷軸、開口銷和滑輪，所述第一彈簧一端與底板固定連接另一端與連接板固定連接，所述連接板設置在底板上側，所述接觸棒固定設置在連接板上且位于連接板下側，所述耳板架通過螺栓固定設置在連接板上側，所述銷軸通過開口銷設置在耳板架上，所述滑輪設置在銷軸上。

作為本發明的一種改進，所述第二鎖緊鋼絲繩裝置包括過渡法蘭套、錐套、楔形塊、電磁鐵和第五彈簧，所述過渡法蘭套固定設置在錐套上，所述楔形塊設置在錐套上，所述電磁鐵分別固定設置在錐套和楔形塊上，所述錐套和楔形塊之間通過第五彈簧固定連接。

作為本發明的一種改進，所述錐套包括錐套本體、第一固定板和第二軌道，所述第一固定板固定設置在錐套本體上側，所述第二軌道設置在錐套本體內側，所述楔形塊包括楔形塊本體、第二固定板和滑槽，所述第二固定板與楔形塊本體固定連接，所述滑槽設置在楔形塊本體上且與第二軌道對應設置，所述電磁鐵分別固定設置在第一固定板和第二固定板上，所述第五彈簧兩端分別與第一固定板和第二固定板固定連接。

作為本發明的一種改進，所述楔形塊本體兩端為圓弧形。

總的來說本發明具有如下有益效果：

1.本發明公開的石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩多重保護裝置能避免因鋼絲繩突然斷裂打撈工具等落井的事故，該裝備能檢測到鋼絲繩斷裂并且第一時間鎖緊鋼絲繩，不會將工具掉入生產井內，避免落井事故發生，簡化事故處理程序；

2.本發明公開的石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩多重保護裝置具備雙重鎖緊鋼絲繩的功能，防止一個鎖緊裝置出現故障不能及時鎖緊鋼絲繩，該裝置使用過程更加可靠，穩定性好；

3.第一鎖緊鋼絲繩裝置，外套筒是分開的半圓柱筒，安裝拆卸方便，不影響鋼絲繩吊裝重物；

4.第一鎖緊鋼絲繩裝置采用純機械方式能達到鎖緊鋼絲繩的目的，節約能源，使用時環保，正常動作時，松開鋼絲繩只需上提一下鋼絲繩即可，操作方便，降低操作難度，提高維修效率；

5.第二鎖緊鋼絲繩裝置采用電磁鐵控制楔形塊的方式夾緊鋼絲繩，電磁鐵動作速度快，能瞬間鎖緊鋼絲繩，鎖緊速度快，提供工作穩定性，楔塊兩端做成圓弧形狀，不會將鋼絲繩夾斷，

6.本發明公開的石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩多重保護裝置結構簡單，控制方便，操作簡單，工作人員操作過程方便，不用擔心打撈工具等落井事故發生。

附圖說明

圖1 石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩多重保護裝置使用示意圖；

圖2 石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩多重保護裝置使用狀態剖視圖；

圖3 石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩多重保護裝置鎖緊狀態示意圖；

圖4 石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩多重保護裝置鎖緊狀態剖視圖；

圖5 滾輪觸點裝置立體圖；

圖6 第一鎖緊鋼絲繩裝置立體圖；

圖7 第一鎖緊鋼絲繩裝置使用狀態剖視圖；

圖8 第一鎖緊鋼絲繩裝置鎖緊狀態剖視圖；

圖9 石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩多重保護裝置部分組裝第一示意圖；

圖10 石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩多重保護裝置部分組裝第二示意圖；

圖11 機架立體圖；

圖12 滾輪主視圖；

圖13 圖12的A-A方向剖視圖；

圖14 圖13的B-B方向剖視圖；

圖15 齒輪軸立體圖；

圖16 鋼絲繩夾緊爪立體圖；

圖17 第二鎖緊鋼絲繩裝置使用狀態剖視圖；

圖18 第二鎖緊鋼絲繩裝置鎖緊狀態剖視圖；

圖19 錐套立體圖；

圖20 錐套剖視圖；

圖21 楔形塊立體圖；

其中：

1—鋼絲繩滾筒；

2—滾輪觸點裝置，21—底板，22—第一彈簧，23—連接板，24—接觸棒，25—耳板架，26—螺栓，27—銷軸，28—開口銷，29—滑輪；

3—第一鎖緊鋼絲繩裝置，31—外套筒，311—下定位板，312—套筒本體，313—彈簧定位板，32—第二彈簧，33—機架，331—機架底板，332—第一機架側板，333—第二機架側板，334—第一軌道，335—定位孔，34—滾輪，341—滾輪本體，342—凹槽，343—第三彈簧，344—齒，35—齒輪軸，351—齒輪，352—定位桿，353—定位座，354—連接桿，36—拉桿，37—鋼絲繩夾緊爪，371—鉸接部，372—連接部，373—夾緊部，374—鉸接座，38—第四彈簧；

4—井口高壓防噴管；

5—第二鎖緊鋼絲繩裝置，51—過渡法蘭套，52—錐套，521—錐套本體，522—第一固定板，523—第二軌道，53—楔形塊，531—楔形塊本體，532—第二固定板，533—滑槽，54—電磁鐵，55—第五彈簧；

6—井口防噴器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，石油開采用井口快速鎖緊鋼絲繩多重保護裝置，包括鋼絲繩滾筒1、井口高壓防噴管4和井口防噴器6，還包括滾輪觸點裝置2、第一鎖緊鋼絲繩裝置3和第二鎖緊鋼絲繩裝置5，所述第一鎖緊鋼絲繩裝置3、井口高壓防噴管4、和第二鎖緊鋼絲繩裝置5和井口防噴器6依次固定連接，所述滾輪觸點裝置2與第二鎖緊鋼絲繩裝置5對應設置，所述鋼絲繩滾筒1的鋼絲穿過滾輪觸點裝置2后延伸到第一鎖緊鋼絲繩裝置3且由井口防噴器6延伸而出。

如圖5所示，滾輪觸點裝置2包括底板21、第一彈簧22、連接板23、接觸棒24、耳板架25、螺栓26、銷軸27、開口銷28和滑輪29，所述第一彈簧22一端與底板21固定連接另一端與連接板23固定連接，所述底板21與接觸棒24對應的部位為導電材料，其余部位為絕緣材料制成，所述底板21使用時固定在地面上，所述連接板23設置在底板21上側，所述接觸棒24固定設置在連接板23上且位于連接板23下側，所述耳板架25通過螺栓26固定設置在連接板23上側，所述銷軸27通過開口銷28設置在耳板架25上，所述滑輪29設置在銷軸27上。

如圖6、圖7和圖8所示，第一鎖緊鋼絲繩裝置3包括外套筒31、第二彈簧32、機架33、滾輪34、齒輪軸35、拉桿36、鋼絲繩夾緊爪37和第四彈簧38，所述機架33數量為兩個且設置在外套筒31內，所述機架33之間對稱設置，所述第二彈簧32一端與機架33固定連接另一端與外套筒31固定連接，所述第二彈簧32用于推動機架33使設置在機架33上的滾輪34與鋼絲繩緊貼，所述滾輪34和齒輪軸35設置在機架33上，所述滾輪34與鋼絲繩滾筒1的鋼絲接觸，所述滾輪34在快速運動狀態下可帶動齒輪軸35旋轉，所述鋼絲繩夾緊爪37設置在外套筒31內側的轉軸上，所述拉桿36一端與齒輪軸35鉸接另一端與鋼絲繩夾緊爪37鉸接，所述第四彈簧38一端與外套筒31固定連接另一端與鋼絲繩夾緊爪37固定連接。

如圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14、圖15和圖16所示，外套筒31包括下定位板311、套筒本體312和彈簧定位板313，所述外套筒31由兩個分開的半圓柱筒構成，所述套筒本體312固定設置在下定位板311上，所述彈簧定位板313固定設置在套筒本體312內側，所述第四彈簧38一端與彈簧定位板313固定連接另一端與鋼絲繩夾緊爪37的鉸接部371固定連接；所述機架33包括機架底板331、第一機架側板332、第二機架側板333、第一軌道334和定位孔335，所述第一機架側板332固定設置在機架底板331兩側，所述第一機架側板332之間通過第二機架側板333固定連接，所述第一軌道334固定設置在機架底板331下側，所述定位孔335設置在第一機架側板332上，所述定位孔335之間設置轉軸，所述滾輪本體341設置在定位孔335之間的轉軸上，所述齒輪351設置在定位孔335之間的轉軸上，所述下定位板311上設置有與第一軌道334對應的槽，所述第一軌道334設置在下定位板311上的槽內；所述滾輪34包括滾輪本體341、凹槽342、第三彈簧343和齒344，所述滾輪本體341設置在機架33上，所述凹槽342設置在滾輪本體341兩側，所述凹槽342圍繞滾輪本體341均勻分布，所述第三彈簧343設置在凹槽342內且一端與滾輪本體341固定連接另一端與齒344固定連接，所述齒344設置在凹槽342內；所述齒輪軸35包括齒輪351、定位桿352、定位座353和連接桿354，所述齒輪351和定位桿352數量為兩個，所述定位桿352與齒輪351固定連接，所述定位座353固定設置在定位桿352上，所述定位桿352之間通過連接桿354固定連接，所述拉桿36一端與連接桿354鉸接另一端與鋼絲繩夾緊爪37的鉸接座374鉸接，所述齒輪351與齒344對應設置；所述鋼絲繩夾緊爪37包括鉸接部371、連接部372、夾緊部373和鉸接座374，所述連接部372兩端分別與鉸接部371和夾緊部373固定連接，所述鉸接座374固定設置在鉸接部371上。

如圖17和圖18所示，第二鎖緊鋼絲繩裝置5包括過渡法蘭套51、錐套52、楔形塊53、電磁鐵54和第五彈簧55，所述過渡法蘭套51固定設置在錐套52上，所述楔形塊53設置在錐套52上，所述電磁鐵54分別固定設置在錐套52和楔形塊53上，所述錐套52和楔形塊53之間通過第五彈簧55固定連接。

如圖17、圖18、圖19、圖20和圖21所示，錐套52包括錐套本體521、第一固定板522和第二軌道523，所述第一固定板522固定設置在錐套本體521上側，所述第二軌道523設置在錐套本體521內側，所述楔形塊53包括楔形塊本體531、第二固定板532和滑槽533，所述第二固定板532與楔形塊本體531固定連接，所述楔形塊本體531兩端為圓弧形，所述滑槽533設置在楔形塊本體531上且與第二軌道523對應設置，所述電磁鐵54分別固定設置在第一固定板522和第二固定板532上，所述第五彈簧55兩端分別與第一固定板522和第二固定板532固定連接。

下面對本發明的工作原理作簡要說明：

首先，工作時鋼絲繩滾筒1的鋼絲由井口防噴器6延伸而出的一端掛重物，鋼絲繩正常工作時，因鋼絲繩兩端受到拉力使鋼絲繩繃緊，鋼絲繩將第一彈簧22上側部件托起使接觸棒24與底板21分離，在正常工作時滾輪34與鋼絲繩相互接觸，下放鋼絲繩時將帶動滾輪旋轉，在鋼絲斷裂時，托起接觸棒24的力消失，第一彈簧22收縮將使接觸棒24與底板21接觸，此時電磁鐵54通電，電磁鐵54之間的吸引力克服第五彈簧55的彈力，楔形塊本體531將沿著第二軌道523滑動進而使楔形塊本體531將鋼絲進行夾持；同時，鋼絲斷裂后快速下滑過程中將帶動滾輪本體341快速旋轉，滾輪本體341快速旋轉時齒344在離心力的作用下克服第三彈簧343由凹槽342內延伸而出，所述齒344將與齒輪351接觸進而帶動齒輪軸35旋轉，齒輪軸35旋轉時帶動拉桿36，而拉桿36與鋼絲繩夾緊爪37鉸接，鋼絲繩夾緊爪37將運動對鋼絲進行夾持。

以上所述僅為本發明的較佳實施方式，本發明并不局限于上述實施方式，在實施過程中可能存在局部微小的結構改動，如果對本發明的各種改動或變型不脫離本發明的精神和范圍，且屬于本發明的權利要求和等同技術范圍之內，則發明也意圖包含這些改動和變型。