一種復式組合繞線輪設計探討

明曉峰

【摘 要】在綜合錄井現場施工中，傳感器實現各種參數的檢測，通過計算機系統進行綜合分析和處理。傳感器是外圍設備，檢測到的信號需要經過各自的線路輸送到進一步的分析設備中，以便為油氣勘探決策的制定提供依據。所以，綜合錄井各傳感器信號的輸送線路即信號線是保障數據傳輸的關鍵。線路需要架設和拆卸，需要保養、維護和存儲。同時，所有的參數采集都離不開電源的供應，就是脫氣器工作也需要電力支持，其中也包括氣體線路的安裝和架設。所有這些都涉及到了線路的纏繞和輸送，線路不但有電源線路還有氣體輸送線路，從安裝到拆卸都需要線路的整理。本文探討的是，如何如何創新設計一種線路纏繞裝置，以提高生產作業效率。

【關鍵詞】線路;纏繞;創新;裝置

在油氣勘探現場，以綜合錄井專業為例，與線路布設相關的傳感器包括：進出口密度、進出口溫度、各鉆井液池池體積、立管壓力、懸重、扭距、進出口電導率、出口流量、一氧化碳、二氧化碳、不同安裝部位的硫化氫等，如果把各傳感器的線路、井場通訊的電纜、氣體采集輸送的軟管線及各種電纜等合計起來，總的線路有60條左右，每條線路的長度基本在100米左右的標準范圍。勘探現場安裝時，作業人員需要將各條線路鋪設到位，從而和各傳感器或其它部件連接;勘探結束，需要設備拆卸和搬遷轉移時，作業人員又需要將各條線路收回存放以備運輸。在此作業流程中，需要多人的配合協同，占據了人力資源。

1.常規作業模式分析

常規的作業模式一直在延續著，一個作業人員收集整理線路的基本做法是：首先拆下線頭的連接部位，然后手持一端逐漸向自己的胳膊上纏繞，纏成直徑約為半米的線滾，然后捆扎存放，途中如遇線路打結的地方需要重新開結再纏繞。兩個作業人員收集整理線路的基本做法是一個人負責理順線路，另一個人則在地上按照環形慢慢繞線，最后繞成線滾存放，如果有三個人同時繞線纏線則速度自然會加快。一捆線的重量約為十公斤左右，如果一個作業人員在自己的胳膊上纏繞完一百米的線則會非常累，因為胳膊長時間處于受力狀態。同時，在纏線的過程中人越多也會造成工作的混亂，因為工作的場所限值了作業空間。反之，布線的過程也是一樣的工序。所以，線路的纏繞和拖放一直是項繁重的體力勞動。而對于6到8平方毫米的電源線來說，100米的線重量可能在30公斤左右，這樣的重量需要人為手臂繞制無疑是項繁重的體力勞動，更不利于職業健康保護。

總之，在線路架設和拆卸的過程中存在以下幾個方面的問題：

（1）工作量大，工作時效低;

（2）體力支出過多，影響作業人員的身體健康;

（3）沒有標準的規范可循，降低了工作質量;

（4）線路的纏繞不科學，容易造成線折、線斷等，不利于設備運行成本節約;

（5）參與人員多，不利于安全保障;

（6）工作的標準化程度低，不利于作業環境的維護和保持;

（7）受季節性施工影響大。

在上述情況下，就需要有一種方便快捷的繞線工具以便有力的保障支持線路的架設和整理。

2.復式組合繞線輪的創新設計

通過現場實踐分析，創新設計一種復式組合繞線輪。復式組合繞線輪整體材質設計為不銹鋼制，在構件上主要由底撐、固定座、聯軸、轉盤等組成：

（1）底撐。底撐是繞線輪整體的支撐，設計為梯形板撐，兩側底撐的底部各有兩個走輪，其中單側的一個走輪為可自鎖輪，推動底撐在走輪的作用下可以將整體進行滑移和鎖定;

（2）固定座。固定座和底撐通過絲帽連接固定，固定座支撐聯軸及主要附件;

（3）聯軸。聯軸為空心主轉軸，聯軸由通軸的凹凸兩部分通過連桿組成。①連桿。連桿是坐落在凹凸兩軸內的滑桿，連桿上有塞環，分別位于凹凸兩個聯軸內，塞環直徑等于聯軸內徑，塞環和聯軸內徑無縫暢滑，同時，塞環有保持凹凸兩聯軸同軸的作用;②凹凸聯軸。凹凸聯軸上各有兩處螺紋絲扣，螺紋絲扣可旋接轉盤，旋接到絲扣中間位置用絲帽固定轉盤兩側，松開絲帽則可取出轉盤。凹聯軸上有凹進，凸聯軸上有凸起，當對接插入凹進和凸起時則可實現凹凸兩軸同軸同步動，如果分離兩個凹凸則可只轉動凹或凸一個聯軸，而另一個轉軸可不轉動，從而實現不同轉動的需要;同時，凹凸聯軸間距內或是全絲扣軸，這樣就可以隨意調整轉盤間的間距，以適應不同繞線長度的需要;③軸承。軸承是提供聯軸轉動的支撐件，軸承通過軸承座固定在固定座上;④接箍。在凹凸聯軸的外側各有一個接箍，用于連接凹凸兩個聯軸和軸承兩側的同軸部分，在凹凸聯軸上有和接箍絲孔對應的孔。凹凸聯軸的兩側包括螺帽、齒輪、軸承和接箍，和凹凸兩軸同徑，通過接箍上的螺絲和軸兩側連接。如果卸開螺絲，則將凹凸聯軸從聯軸整體上分離開，從而也就可以將聯軸上的各部分卸開，形成相互獨立的個件;⑤螺帽。螺帽和聯軸絲扣旋接，轉動螺帽則可手動轉動聯軸整體和轉盤;⑥齒輪。齒輪可連接電機，如果需要電動轉動則可將電機輪帶套接在齒輪上帶動齒輪轉動，從而不需手動轉動轉盤。齒輪上開均勻分配的絲孔，擰入螺絲可將齒輪和軸固定在一起。

（4）轉盤。圍繞中心聯軸孔均勻布設內外圈同徑柱孔和中間柱孔，柱孔用于穿插盤線柱。盤線柱為空心管，盤線柱的兩端有銷孔，插入到兩個轉盤的兩端后插入插銷固定。設置同心圓柱孔是為了可以根據需要變換繞線線徑，作為凹凸聯軸兩部分的盤線柱可以是不同的，以此同軸繞制不同直徑的線圈。不同圈的柱孔插入盤線柱，然后將線頭呈之字形繞制在盤線柱上，可形成防止線滑脫的線卡。

復式組合繞線輪的整體設計如圖1所示。

3.效果驗證

“復式組合繞線輪”的創新設計采用同

軸對接組合結構，整體可拆卸組裝。通過走輪可以方便地將整體進行挪移，轉盤的同心柱孔可以根據需要連接盤線柱，以滿足不同盤繞線徑的需要。手動螺帽或用電機帶動齒輪均可實現轉盤的同軸轉動，同時，對接或拉開凹凸聯軸則可進行單軸轉動。該裝置的靈巧組合滿足了不同線徑的繞線需要，降低了人員的勞動強度，提升了作業自動化水平。

4.結束語

創新設計的復式組合繞線輪實現了以下性能和優點：

（1）降低了操作人員的工作量，提升了工作時效;

（2）減少了體力支出，維護了作業人員的身體健康;

（3）形成了線路架設和管理的標準及規范，提高了工作質量;

（4）線路的纏繞和釋放科學，消除了線折、線斷等事項，有利于節約設備運行成本;

（5）無需多人參與操作，支持了作業安全保障;

（6）提高了工作標準化程度，利于作業環境的維護和保持;

（7）不受季節性施工作業影響，可全天候應用。