王〓倩1，高广启2
                                   (1.青岛科技大学机电工程学院，山东 青岛〓266061)
                      (2.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，山东 东营〓257000)
摘要：为实现吊卡的机械化操作，解决修井作业中人力占用多、劳动强度大以及工作效率低等缺点，设计了机械化吊卡转运装置。在完成总体结构以及尺寸设计的基础上，应用ANSYS软件对转运平台面及连接板处所受应力、应变和变形情况进行了分析，结果表明新设计转运平台的强度和变形满足要求，设计合理，可以实现吊卡转运的机械化。
关键词：吊卡；机械化；结构设计；ANSYS
中图分类号：TE935〓文献标识码：A〓文章编号：2095-509X(2018)06-0053-03

   随着人类对能源的需求越来越大，石油在人类的生活中扮演着越来越重要的角色。目前国内大部分油田已经进入“三高”时期，修井作业已成为油田稳产、增产的重要措施，但国内油田的修井作业总体还是采用传统的方式，井口操作的机械化程度很低、安全性差。在进行修井作业时，提升和下放油管都必须用到油管吊卡。多年来我国油田修井一直沿用传统的作业方式，用月牙吊卡来实现管柱的提升和下放。管柱在提升和下放过程中，需要人工倒换吊卡、摘挂吊环、推拉液压钳、推放小滑车、辅助油管定位，工序复杂，自动化程度低，劳动强度大，需要人员多，工作效率低，作业危险性大，因此提高吊卡的自动化程度，对提高修井作业效率、降低修井作业成本显得尤为重要。本文针对油田修井作业中自动化程度低的问题，设计并分析了机械化吊卡转运装置，该装置旨在实现吊卡的自动化，以期提高修井作业效率。

1〓吊卡转运技术研究
1.1〓吊卡转运装置三维运动轨迹设计
吊卡转运装置转运吊卡时，转运装置既能转运吊卡又不能影响正常的施工作业，这就要求空吊卡需要转运至远离井口位置，同时在井口有悬吊吊卡时，还需要空吊卡能与吊环实现连接，即吊卡转运〖CM(21*2〗装置的运动轨迹为满足吊卡旋转以及升降的三维〖运动轨迹。该装置中，采用一个举升液压缸实现举升吊卡的运动，一个旋转液压缸实现吊卡转运装置携带吊卡进行旋转的运动。起油管时，一个吊卡转运装置将吊卡转运至井口悬挂油管，另一个吊卡转运装置上升后旋转至井口上方，承接另一个空载吊卡，当空载吊卡放于吊卡转运装置上时，吊卡转运装置携带空载吊卡旋离井口，从而实现吊卡的转运。下油管时，工作步骤与起油管相反。吊卡转运装置搬运吊卡示意图如图1所示。

图1〓吊卡转运装置搬运吊卡示意图

1.2〓吊卡转运装置结构设计吊卡转运装置的运动是三维的，包含旋转运动与升降运动，因此吊卡转运装置设计有旋转机构和升降机构，其结构示意图如图2所示。吊卡转运装置主要由吊卡转运平台、连接板、升降轨道、升降小车、推力轴承、支撑外管、旋转内管、旋转液压缸、升〖CM(21*2〗降液压缸等组成。升降轨道、升降小车、升降液压〖CM)〗

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基金项目：中石化科技攻关项目（312053）
作者简介：王倩（1990—），女，山东莱西人，青岛科技大学硕士研究生，主要研究方向为机械传动设计理论与方法.

文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）

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