油田修井自动作业装置.pdf

本发明公开了一种油田修井自动作业装置。包括油管自封、固定卡瓦、油管接箍下定位器、防喷管、液压钳、油管套筒吊卡、机械臂、机械手、机械臂驱动机构、抽油杆套筒吊卡、抽油杆导向机构、抽油杆下定位筒、抽油杆自封、导轨、井架滑轮组件及自动控制系统等组成。其技术改进主要针对包括固定卡瓦、油管套筒吊卡、机械臂、机械臂驱动机构、抽油杆套筒吊卡等驱动方式和结构。改进后的作业装置能充分利用现有修井设备，结构简单，工作可靠，工作效率高，能够完成油管和抽油杆的自动卡紧、上卸、抓起、下放、对接等工作，并且能够防止井内液体污染井场、设备及人员，又可减少工人的劳动强度和危险性，对于油田修井作业具有十分重要的意义。

1、  一种油田修井自动作业装置，包括油管自封、固定卡瓦、油管接箍下定位器、防喷管、液压钳、油管套筒吊卡、机械臂、机械手、机械臂驱动机构、导轨、井架滑轮组件及自动控制系统组成，固定卡瓦、防喷管、液压钳中心线为同一直线，向上对准用于起吊油管套筒吊卡，油管套筒吊卡通过吊座、吊环与井架的大钩连接，机械臂通过轴组件、支座机械臂安装板固定于吊座上，机械手与机械臂副臂下端连接，上部悬吊组件通过导轮组件、导轨辅助定位，井架滑轮组件包括滑轮组件和井架部件组成，滑轮组件为双滑轮结构，安装在井架的顶部，导轮连接于导轮连接板两端，并分别卡在两侧导轨上，两导轨通过连接件垂直固定于井架正面两侧肋上，自动控制系统由可编程控制器PLC和相应的传感器组成，信号经过变送器接入PLC输入端子，经PLC断分析后，输出可执行指令到相应的执行机构，完成预定动作，相关传感器给出信号反馈，经PLC处理，给出指令，完成进一步动作，其中：所述的油管自封由胶皮芯子、钢制支撑环和密封圈组成，钢制支撑环的外侧为与油管挂座内表面相配合的锥面；所述的油管接箍下定位器由传感器固定于固定卡瓦上端环面；所述的防喷管主体为圆筒体，其下端与固定卡瓦上法兰连接，上端与液压钳底座相连，下部一侧设有泄流接管；所述的液压钳的底座与支撑液压缸活塞杆上端相连，并通过液压缸安装座固定于固定卡瓦的下部外壁，液压钳包括上下两部分，下部由弹簧支腿和底座组成，上部为液压钳主体，液压钳主体包括液压马达、外壳、主动齿轮、从动齿轮、摩擦轮、传动大锥齿轮、小锥齿轮、传动轴、顶紧螺杆、卡牙杆、扶正杆、复位弹簧及卡牙组件等部件，驱动马达装于液压钳壳体上部一端，驱动马达轴的下端与主动齿轮连接，从动齿轮与主动齿轮外啮合，从动齿轮通过轴承支撑于摩擦轮上，从动齿轮下部为卡紧传动大锥齿轮，传动大锥齿轮与小锥齿轮转动配合，带动顶紧螺杆将卡牙顶出，卡牙通过卡牙座装于卡牙杆和扶正杆上，扶正杆外部装有复位弹簧；所述的机械手包括机械手卡紧块、机械手驱动机构、机械手连接杆、连接轴、连接板、止转销安装座、机械手止转销驱动气缸、气缸控制器、机械手止转销、机械手连接轴、夹持辊柱、夹持辊柱座、支撑杆、复位弹簧、夹持辊柱轴组成，机械手的连接块与机械臂副臂下端固定；其特征是：所述的机械臂主臂为三段结构，上段为驱动杆，驱动杆为弯曲结构，驱动杆中间设有与机械臂轴连接的孔，中段为中空的圆筒结构，内装有主臂气缸，主臂下段为副臂导向及保护筒，主臂气缸活塞杆下端与副臂相连，副臂下端与机械手连接块连接，机械臂通过机械臂轴组件连接到机械臂支座上；所述的机械臂驱动系统包括一液压缸及其相应液压控制器，液压缸的两端通过液压缸轴组件分别与机械臂上端和机械臂安装座连接，通过液压控制器的控制；所述的固定卡瓦包括卡瓦座、卡瓦体、卡瓦牙及卡瓦驱动系统组成，固定卡瓦座内壁下部为圆柱形，上部为与卡瓦体配合的圆锥面，卡瓦体为部分锥环结构，外侧横断面中部为燕尾结构，与卡瓦座内壁的燕尾槽配合，卡瓦牙嵌入卡瓦体内侧的沟槽中，为部分阶梯环结构，卡瓦驱动系统包括气缸、卡瓦驱动杆、气压控制器组成，每个卡瓦体的相应驱动气缸安装于卡瓦座的相应气缸安装孔中，气缸活塞杆上部与卡瓦驱动杆相连，卡瓦驱动杆插入卡瓦体的滑槽中；所述的油管套筒吊卡主体是一个圆筒体，分为三段，上段通过连接管与油管套筒吊卡吊座连接，中段与上段之间由连接凸缘连接，下段下端内壁为导向斜面，在导向斜面上方径向开设几对凹槽，每个凹槽内有一块卡牙，卡牙为长方体形，内端面下部为部分圆锥面，上部为部分圆柱面，卡牙中部自上而下开有卡牙驱动槽，槽的下部设有导向斜面，推杆从其中穿过，弹簧片、卡牙驱动辊左右对称的安装在推杆上，并嵌入到卡牙驱动槽中，其中卡牙驱动辊与卡牙导向斜面滑动连接，推杆的下端从套筒下部穿出连接推环，卡牙止动和复位机构由触柄、锁定块及压紧弹簧径向装于套筒吊卡主体的最下部，芯管为一中空的管子，安装于油管套筒吊卡内，下端与旋转密封组件相连，上端通过动静接头与倒“L”弯管连接，旋转密封组件的最下端为与油管端部孔配合的密封锥，密封锥后部为止推轴承结构，芯管上部外壁为液压活塞结构，与活动吊卡内壁配合，并与两端密封部件一起构成液压结构。

2、  根据权利要求1所述的油田修井自动作业装置，其特征是：在油管套筒吊卡下部卡入抽油杆套筒吊卡，油管自封改为抽油杆自封，油管下定位筒改为抽油杆下定位筒，所述的抽抽油杆套筒吊卡主体是一个圆筒体，包括上部与油管套筒吊卡卡紧连接的连接端和下部的吊卡部分，吊卡部分包括卡牙推杆、卡牙内推弹簧片、抽油杆卡牙、卡牙止动复位连接杆、推杆复位弹簧、推环、推杆锁定块卡紧弹簧、推杆锁定块、触柄、抽油杆接箍位置传感器组成；所述的抽油杆自封包括油杆自封由下法兰、筒体、胶皮芯子、压盖和上法兰组成，下法兰与井口法兰配合；所述抽油杆下定位筒向上与液压钳连接，向下与固定吊卡连接，内装有抽油杆活动吊卡碰撞盘，抽油杆下定位筒定位筒中部装设抽油杆下定位传感器。

3、  根据权利要求2所述的油田修井自动作业装置，其特征是：在液压钳上部装有抽油杆导向机构，抽油杆导向机构左右对称，包括支座、气缸、气缸控制器、导向块、活塞杆端连接板、导向锥组成。

4、  根据权利要求1所述的油田修井自动作业装置，其特征是：在防喷管主体下部一侧设有泄流接管。

5、  根据权利要求1所述的油田修井自动作业装置，其特征在于：所说的油管套筒吊卡中段与上段之间由连接凸缘连接，连接凸缘承压面镶嵌双金属轴承。

油田修井自动作业装置
一、技术领域：
本发明涉及一种用于油田修井的自动作业装置，能够完成油管和抽油杆的自动卡紧、上卸、抓起、下放、对接等工作，并有环保功能。
二、背景技术：
目前油田修井人工作业量大，需人工倒换油管或抽油杆吊卡、摘挂吊环、推拉液压钳、推放小滑车、辅助油管定位，工作强度大，需要人员多，工作效率低，工作环境恶劣，遇到油套管有溢流或大风、雨雪天气时，不但会影响正常作业，还会造成井内液体喷洒井场、无法对接油管，使人员和设备脏污，并造成环境污染。国内外也曾尝试开发油田自动修井作业机，但该种作业机完全抛弃了老式的修井设备，结构复杂，价格昂贵，对井场要求高，适应性差，不适于我国油田修井作业的基本情况。本申请人在先申请了《油田修井作业自动起下装置》(申请号03112330.9)主要包括油管自封(抽油杆自封)、固定卡瓦、油管接箍下定位器(抽油杆下定位筒)、防喷管、抽油杆导向机构、液压钳、油管套筒吊卡(抽油杆套筒吊卡)、机械臂、机械手、机械臂驱动机构、导轨、井架滑轮组件及自动控制系统组成，较好解决了人工作业和专有设备存在的缺陷。但是在油管套筒吊卡(抽油杆套筒吊卡)、机械臂及机械臂驱动机构和固定卡瓦的设计上还存在不足之处。
三、技术内容：
本发明的目的就是针对现有油田修井作业存在的上述缺陷，充分利用现有的主要修井设备，提出一种新型环保的油田修井自动作业装置。
本发明的技术方案是通过下列方式实现的：
本发明由油管自封、固定卡瓦、油管接箍下定位器、防喷管、液压钳、油管套筒吊卡、机械臂、机械手、机械臂驱动机构、抽油杆套筒吊卡、抽油杆导向机构、抽油杆下定位筒、抽油杆自封、导轨、井架滑轮组件及自动控制系统等组成。油管自封由于密封套管环空，并刮除油管外壁的油污；固定卡瓦用于卡紧油管或抽油杆，使其油管接箍处于防喷管内一定位置、抽油杆接箍位于液压钳内某一位置；油管接箍下定位器用于定位油管接箍，保证接箍高于固定卡瓦；防喷管用于容纳溢流的液体，并通过下部接管导出；油管或抽油杆套筒吊卡用于卡住要上提或下放的油管或抽油杆；机械手用于卡住油管或抽油杆，机械臂旋转可抓起或下放机械手卡住的油管和抽油杆，机械臂驱动机构用于驱动机械臂旋转；抽油杆导向机构用于校正抽油杆端部，使抽油杆顺利进入液压钳，抽油杆下定位筒用于定位抽油杆的接箍，抽油杆自封用于密封油管环空，并清除抽油杆表面的油污；导轨用于扶正并导向套筒吊卡；井架滑轮组件的双滑轮组件用于替代取代现有修井井架的顶部滑轮，使大钩离开井架一段距离；自动控制系统的传感器用于信号反馈，可编程控制器PLC用于分析反馈信号，判断下一步动作，并协调各部件的运动。
油管自封外形与油管挂座内壁配合，可下入油管挂座中，用顶丝压紧，密封油套管环型空间。由胶皮芯子、钢制支撑环和紫铜密封圈组成，胶皮芯子与钢制支撑环制成一个整体，钢制支撑环的外侧为与油管挂座内表面相配合的锥面，锥面上开密封槽，嵌入紫铜圈。
固定卡瓦包括卡瓦座、卡瓦体、卡瓦牙及卡瓦驱动系统等部件，下端为与井口连接的法兰，上端为与其它部件连接的法。固定卡瓦座外部主体为圆柱形，卡瓦座内壁下部为圆柱形，上部为与卡瓦体配合的圆锥面，卡瓦体为部分锥环结构，由高强度钢制成，外侧横断面中部为燕尾结构，与卡瓦座内壁的燕尾槽配合，卡瓦体可沿卡瓦座内壁上下滑动，卡瓦牙嵌入卡瓦体内侧的沟槽中，为部分阶梯环结构，由铁基摩擦片制成，内壁卡紧油管或抽油杆，卡瓦牙可根据不同作业对象(油管或抽油杆)进行更换。卡瓦驱动系统由气缸、卡瓦驱动杆、气压控制器等部件组成，每个卡瓦体的相应驱动气缸安装于卡瓦座的相应气缸安装孔中，气缸活塞杆上部与卡瓦驱动杆相连，卡瓦驱动杆插入卡瓦体的滑槽中，随气缸活塞杆的运动，驱动卡瓦体及卡瓦牙上下移动，卡瓦牙内壁形成的圆内径扩大或缩小。
油管接箍下定位器由保护罩和传感器组成，保护罩下部可用螺栓固定于固定卡瓦上端环面的适当位置。
防喷管主体为上大下小的锥形布袋，其下端法兰与固定卡瓦上法兰连接，上端法兰与液压钳底座相连，下部一侧设有泄流接管，可外接管线，用于辅助放喷。
液压钳的底座与支撑液压缸活塞杆上端相连，并通过液压缸安装座固定于固定卡瓦的下部外壁。液压钳包括上下两部分，下部由弹簧支腿和底座组成，上部为液压钳主体。液压钳主体包括液压马达、外壳、主动齿轮、从动齿轮、摩擦轮、传动大锥齿轮、小锥齿轮、传动轴、顶紧螺杆、卡牙杆、扶正杆、复位弹簧及卡牙组件等部件。驱动马达装于液压钳壳体上部一端，驱动马达轴的下端与主动齿轮连接，从动齿轮与主动齿轮外啮合，从动齿轮通过轴承支撑于摩擦轮上，从动齿轮下部为卡紧传动大锥齿轮，该传动大锥齿轮可驱动小锥齿轮转动，带动顶紧螺杆将卡牙顶出，使卡牙卡紧油管或抽油杆。卡牙通过卡牙座装于卡牙杆和扶正杆上，扶正杆外部装有复位弹簧，液压钳反向旋转，顶紧螺杆撤回，复位弹簧使卡牙复位。上卸作业的切换只需改变液压钳转向。
固定卡瓦、防喷管、液压钳中心线为同一直线，向上对准用于起吊油管或抽油杆的套筒吊卡，油管套筒吊卡的吊座与导轮连接板以螺纹连接，机械臂连接板套在吊座上，并限位于吊座下凸缘的和导轮连接板之间。吊座的上部通过吊环与修井井架的大钩相连，油管套筒吊卡可以在吊座内转动，并有一定距离的上下滑动。
油管套筒吊卡主体是一个圆筒体，分为三段，上段通过连接管与油管套筒吊卡吊座连接，中段与上段之间由连接凸缘连接，连接凸缘承压面镶嵌双金属轴承，以利于承载和减磨。下段下端内壁为导向斜面，在导向斜面上方径向开设几对凹槽，每个凹槽内有一块卡牙。卡牙为长方体形，内端面下部为部分圆锥面，上部为部分圆柱面；卡牙中部自上而下开有卡牙驱动槽，槽的下部设有导向斜面，推杆从其中穿过，弹簧片、卡牙驱动辊左右对称的安装在推杆上，并嵌入到卡牙驱动槽中，其中卡牙驱动辊与卡牙导向斜面滑动连接，推杆的下端从套筒下部穿出连接推环。卡牙止动和复位机构由触柄、锁定块及压紧弹簧径向装于套筒吊卡主体的最下部。芯管为一中空的管子，安装于油管套筒吊卡内，下端与旋转密封组件相连，上端通过动静接头与倒“L”弯管连接，倒“L”弯管外伸端部接有一阀门，阀门另一端接有一能与软管连接的短管。旋转密封组件的最下端为与油管端部孔配合的密封锥，密封锥后部为止推轴承结构。芯管上部外壁为液压活塞结构，与活动吊卡内壁配合，并与两端密封部件一起构成液压结构，可驱动芯管上下移动，以实现芯管的上提和油管端部的密封和压紧。
机械臂通过机械臂支座与机械臂连接板连接，并可随机械臂连接板绕油管套筒吊卡中心线转动。机械臂通过机械臂轴组件连接到机械臂支座上，机械臂本身可绕其安装轴旋转。机械臂驱动系统包括一液压缸及其相应液压控制器，液压缸的两端通过液压缸轴组件分别与机械臂上端和机械臂安装座连接，通过液压控制器的控制，可实现机械臂绕其轴旋转及机械臂制动。机械臂主臂为三段结构，上段为实心矩形驱动杆，驱动杆为弯曲结构，驱动杆中间设有与机械臂轴连接的孔；中段为中空的圆筒结构，主臂中段内装有主臂气缸，主臂下段为副臂导向及保护筒。主臂气缸活塞杆下端与副臂相连，副臂可随主臂气缸活塞杆上下运动，副臂下端与机械手连接块连接。
机械手包括机械手卡紧块、机械手驱动机构、机械手连接杆、连接轴、连接板、止转销安装座、机械手止转销驱动气缸、气缸控制器、机械手止转销、机械手连接轴、夹持辊柱、夹持辊柱座、支撑杆、复位弹簧、夹持辊柱轴等部件。机械手的连接块与机械臂副臂下端用螺母和垫圈固定。机械手连接轴装有销轴止转装置，销轴止转装置由机械手止转销驱动气缸、与气缸联动的止转销和机械手连接轴上的孔插接配合；机械手为左右两半结构，左右两半壳体可绕芯轴转动；机械手后部的卡紧块为楔块结构，卡紧块后部与驱动气缸相连；夹持辊柱外壁上加工有多道凹凸结构。机械手左右壳体为三层法兰结构，支撑杆穿过法兰，相邻两层法兰间每半装有夹持辊柱座。夹持辊柱安装于夹持辊柱座的凹槽内，夹持辊柱可绕自身的轴转动；夹持辊柱座装于支撑杆上，并可沿支撑杆上下滑动，夹持辊柱座下面支撑杆上套有复位弹簧，以起到轴向复位放松作用。在相邻上下夹持辊柱座之间安装有机械手卡紧传感器。机械手闭合后，夹持辊柱外侧母线位于同一圆周上，支撑杆对称位于一锥面的母线上，夹持辊柱座沿支撑杆越向下滑动，夹持辊柱外侧母线所形成的圆越小，从而可以卡紧油管或抽油杆，并具有自紧作用。
导轮连接于导轮连接板两端，并分别卡在两侧导轨上，导轨为工字型钢，两导轨通过连接件垂直固定于井架正面两侧肋上。
进行抽油杆装卸时，油管套筒吊卡下部卡入抽油杆套筒吊卡，井口法兰以上依次为抽油杆自封、固定卡瓦、抽油杆下定位筒、液压钳、抽油杆导向机构。抽油杆自封由下法兰、筒体、胶皮芯子、压盖和上法兰组成，下法兰与井口法兰配合，并与筒体焊接连接，胶皮芯子装于筒体内，其上部锥面相互配合，压盖置于胶皮芯子上面，压盖上端面与上法兰接触，上法兰与筒体通过法兰连接，拧紧上法兰同时使压盖压紧胶皮芯子。抽油杆下定位筒内装有抽油杆活动吊卡碰撞盘。抽油杆下定位筒上法兰与液压钳底座连接，下法兰与固定吊卡上法兰连接，定位筒中部装设抽油杆下定位传感器。液压钳上盖上装有抽油杆导向机构，抽油杆导向机构左右各一套，每套装置由支座、气缸、气缸控制器、导向块、活塞杆端连接板、导向锥组成，支座下端通过螺栓与液压钳上盖连接，上面与气缸连接，活塞杆穿过导向块与端部连接板相连，连接板与导向锥通过螺栓连接。
井架滑轮组件由滑轮组件和井架等部件组成，滑轮组件为双滑轮结构，取代现有修井井架的顶部滑轮，安装在井架的顶部，并对井架进行适当补强。
自动控制系统由可编程控制器PLC和相应的传感器组成，传感器可以为遥感型，也可以为有线型。信号经过变送器接入PLC输入端子，经PLC断分析后，输出可执行指令到相应地执行机构，完成预定动作，相关传感器给出信号反馈，经PLC处理，给出指令，完成进一步动作。
该装置的主要优点有：1)油管自封是内置式自封，在起下大直径的井下工具时，与现自封相比省去了拆卸自封壳体的环节；2)在带溢流作业时，防喷管的侧面接管可疏导溢流液体流向污油池，芯管密封锥可以密封油管，防止油管内液体喷散空中，污染设备和井场，并且在发生井喷时，芯管密封头可以迅速密封油管，接上水龙带(或其它管线)放喷或压井；3)液压钳可以上卸小于套管直径的井下工具；4)固定卡瓦与套筒吊卡配合无需倒换吊卡和摘挂吊环；5)机械臂和机械手抓举、下放和对接油管功能，省去了推拉小滑车、人工对接油管环节；6)导轨在抵消机械臂扭矩的同时，还可以保证机械臂在大风天气准确的对接油管、套筒吊卡准确对准井口抓起油管，实现了全天候作业；7)机械臂可绕吊座下部圆柱外周转动，能充分利用井场油管排布空间；8)能够充分利用现有的主要修井设备，如通井机、井架和滑车等，造价低，经济效益好；结构紧凑，工作效率高，可减少工人的劳动强度和危险性。
四、附图说明：
图1是依据本发明提出的油田修井自动作业装置油管作业配置示意图；
图2是依据本发明提出的油田修井自动作业装置抽油杆作业配置示意图；
图3是依据本发明所说的油管自封结构示意图；
图4是依据本发明所说的固定卡瓦结构示意图；
图5是依据本发明所说的固定卡瓦图4的俯视图；
图6是依据本发明所说的固定卡瓦图5中B-B剖视结构示意图；
图7是依据本发明所说的油管接箍下定位器结构示意图；
图8是依据本发明所说的防喷管结构示意图；
图9是依据本发明所说的液压钳结构示意图；
图10是依据本发明所说的液压钳图9的A-A剖视结构示意图；
图11是依据本发明所说的油管套筒吊卡结构示意图；
图12是依据本发明所说的机械臂结构示意图；
图13是依据本发明所说的机械臂驱动系统示意图；
图14是依据本发明所说的机械臂安装结构示意图；
图15是依据本发明所说的机械臂驱动液压缸端部安装结构示意图；
图16是依据本发明所说的机械手结构示意图；
图17是依据本发明所说的机械手图16的A-A剖视结构示意图；
图18是依据本发明所说的机械手图17的B-B剖视结构示意图；
图19是依据本发明所说的导轨结构示意图；
图20是依据本发明所说的抽油杆套筒吊卡结构示意图；
图21是依据本发明所说的抽油杆自封结构示意图；
图22是依据本发明所说的抽油杆接箍下定位筒示意图；
图23是依据本发明所说的抽油杆导向机构示意图；
图24是依据本发明所说的井架滑轮组件示意图。
五、具体实施方式：
下面参照附图，作进一步描述：
油管自封2如图3所示，由胶皮芯子2.2、钢制支撑环2.1和紫铜密封圈2.3组成，胶皮芯子2.2与钢制支撑环2.1制成一个整体，钢制支撑环2.1的外侧为与油管挂座1内表面相配合的锥面，锥面上开密封槽，嵌入紫铜圈2.3。
固定卡瓦4如图4、图5、图6所示，包括卡瓦座4.1、卡瓦体4.2、卡瓦牙4.3及卡瓦驱动系统(4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、4.10、4.11、4.12)等部件，下端为与井口油管挂座1连接的法兰，上端为与其它部件连接的法兰。固定卡瓦座4.1外部主体为圆柱形，卡瓦座内壁下部为圆柱形，上部为与卡瓦体4.2配合的圆锥面，卡瓦体4.2为部分锥环结构，由高强度钢制成，外侧横断面中部为燕尾结构，与卡瓦座4.1内壁的燕尾槽配合，卡瓦体4.2可沿卡瓦座4.1内壁上下滑动，卡瓦牙4.3嵌入卡瓦体4.2内侧的沟槽中，为部分阶梯环结构，由铁基摩擦片制成，内壁卡紧油管或抽油杆4.13，卡瓦牙4.3可根据不同作业对象(油管或抽油杆)进行更换。卡瓦驱动系统由气缸4.7、卡瓦驱动杆4.6、气压缸控制器4.11、气路4.10及连接用的螺母4.4、垫圈4.5、螺栓4.8、垫圈4.9和密封用的垫片4.12等部件组成，每个卡瓦体4.2的相应驱动气缸4.7安装于卡瓦座4.1的相应气缸安装孔中，气缸4.7活塞杆上部与卡瓦驱动杆4.6相连，卡瓦驱动杆4.6插入卡瓦体4.2的滑槽中，随气缸4.7活塞杆的运动，驱动卡瓦体4.2及卡瓦牙4.3上下移动，卡瓦牙4.3内壁形成的圆内径扩大或缩小。
如图7所示，油管接箍下定位器5由保护罩5.1和传感器5.2组成，保护罩5.1下部有螺栓孔，可通过螺栓配装于固定卡瓦4上端环面的适当位置。
如图8所示，防喷管6主体为上大下小的锥形布袋6.2，由帆布制成，其下端法兰6.4和上端法兰6.1用不锈钢制成，下端法兰6.4与固定卡瓦4上法兰连接，上端法兰6.1与液压钳7底座相连，布袋下部一侧设有泄流接管6.3，可外接管线，用于辅助放喷。
如图9、图10所示，液压钳7包括上下两部分，下部由弹簧支腿7.2和底座7.1组成，上部为液压钳主体。液压钳主体包括液压马达7.17、外壳7.3、主动齿轮7.9、从动齿轮7.22、摩擦轮7.42、传动大锥齿轮7.19、小锥齿轮7.26、传动轴7.28、顶紧螺杆7.29、卡牙杆7.6、扶正杆7.41、复位弹簧7.46及卡牙组件(7.39、7.40)等部件。驱动马达7.17通过螺栓7.14和垫圈7.15装于液压钳壳体7.3上部一端，驱动马达7.17轴的下端通过键7.13和联轴套7.12与主动齿轮7.9连接，主动齿轮7.9由齿轮轴7.10和键7.11支撑，齿轮轴7.10通过轴承7.8支撑于轴承座7.7上。从动齿轮7.22与主动齿轮7.9外啮合，从动齿轮7.22通过轴承7.23支撑于摩擦轮7.42上，并有上辊子7.18导向，摩擦轮7.42通过摩擦片7.45、螺钉7.43、下辊子7.44支撑于液压钳壳体7.3底板上。从动齿轮7.22下部为卡紧传动大锥齿轮7.19，该传动大锥齿轮7.19通过螺栓7.24和垫圈7.25固定与从动齿轮7.22下部外侧，可驱动小锥齿轮7.26转动，带动顶紧螺杆7.29将卡牙组件(7.39、7.40)顶出，使卡牙7.39卡紧油管或抽油杆。顶紧螺杆7.29通过轴承压盖7.21、轴承7.31、套筒7.32及螺母7.30固定与摩擦轮7.42的孔中，并通过键7.27与小锥齿轮7.26周向固定。卡牙7.39由螺栓7.38固定于卡牙座7.40内侧，卡牙座7.40装于卡牙杆7.6和扶正杆7.41上，扶正杆7.41由销7.20锁定。复位弹簧7.46套于扶正杆7.41外伸部分，由螺母7.4和垫圈7.5锁定。液压钳7反向旋转，顶紧螺杆7.29撤回，复位弹簧7.46使卡牙7.9复位。液压钳7转动圈数计数器7.34由螺栓7.35和垫圈7.36固定与液压钳7主体下端适当位置，并通过记数齿轮7.33与摩擦轮7.42下部齿啮合。液压钳下接箍定位传感器7.37配装于液压钳7主体下部，上卸作业的切换只需通过液压马达控制器7.16改变液压钳7转向。
如图11所示，油管套筒吊卡14的吊座14.7与导轮连接板14.10以螺纹连接，机械臂连接板14.9套在吊座上，并限位于吊座14.7下凸缘的和导轮连接板14.10之间。吊环14.1下端与吊座14.7的上部相连，并由挡板14.35和螺栓14.8封闭。通过与修井井架20的大钩相连，油管套筒吊卡14可以在吊座14.7内转动，并有一定距离的上下滑动。油管套筒吊卡14主体是一个圆筒体，分为三段，上段14.16通过连接管14.4与油管套筒吊卡吊座14.7连接，中段14.20与上段14.16之间由连接凸缘14.17连接，连接凸缘承14.17压面镶嵌双金属轴承，以利于承载和减磨。下段14.32下端内壁为导向斜面，在导向斜面上方径向开设2对凹槽，每个凹槽内有一块卡牙14.31。卡牙14.31为长方体形，内端面下部为部分圆锥面，上部为部分圆柱面；卡牙14.31中部自上而下开有卡牙驱动槽，槽的下部设有导向斜面，推杆14.28从其中穿过，推杆弹簧片14.30和卡牙驱动辊14.29左右对称的安装在推杆14.28上，卡牙驱动辊14.29与卡牙导向斜面滑动连接，推杆14.28的下端从套筒下部穿出连接推环14.25，推杆14.28下部装有推杆复位弹簧14.26。卡牙止动和复位机构由触柄14.23、连接杆14.27、锁定块14.21及压紧弹簧14.22径向装于套筒吊卡主体的最下部。芯管14.18为一中空的管子，安装于油管套筒吊卡14内，下端通过连接套14.19与旋转密封组件14.34相连，上端通过动静接头14.36与倒“L”弯管14.37连接，倒“L”弯管外伸端部接有一阀门14.38，阀门另一端接有一能与软管连接的短管14.39。旋转密封组件14.34的最下端为与油管端部孔配合的密封锥，密封锥后部为止推轴承结构。芯管14.18上部外壁为装有O形圈14.11的液压活塞结构，与活动吊卡连接管14.4内壁配合，并与两端密封部件(14.3、14.5、14.6、14.12、14.13、14.14、14.15)一起构成液压结构，可驱动芯管14.18上下移动，以实现芯管14.18的上提和油管14.24端部的密封和压紧，该液压缸的控制器14.2通过管路与活动吊卡连接管14.4内的油道相通。
如图12所示，机械臂13主臂为三段结构，上段13.1为实心矩形驱动杆，驱动杆为弯曲结构，驱动杆中间设有与机械臂轴15连接的孔。中段13.14与上段13.1及下段13.5法兰连接，中段13.14为中空的圆筒结构，内装有主臂气缸13.2，主臂汽缸13.2的运动由机械臂汽缸控制器13.3控制。中段13.14外壁适当位置配装机械臂竖直传感器13.15。主臂下段13.5的末端装有导向套13.7，并由带O形密封圈13.9的的压盖13.8封闭封闭。套筒吊卡开启气缸13.11通过连接座13.10配装于主臂下段13.5的适当位置，气缸13.11活塞杆顶部连接套筒吊卡顶开环13.13，气缸13.11的运动由套筒吊卡开启气缸控制器13.12控制。主臂气缸13.2活塞杆下端穿过挡圈13.4与副臂13.6相连，副臂13.6可随主臂气缸13.2活塞杆上下运动，副臂13.6下端与机械手10连接块连接。
如图13所示，机械臂驱动系统19包括一液压缸19.1及机械臂驱动液压缸控制器19.2，液压缸19.1的运动由机械臂驱动液压缸控制器19.2控制。
如图14所示，机械臂13安装孔内衬滑动轴承15.2，并通过机械臂轴15.1和螺母15.3固定于机械臂安装座17上。
如图15所示，液压缸端部安装孔内衬滑动轴承18.2，并通过连接轴18.1和螺母18.3固定于机械臂13或机械臂安装座17上。
如图16、图17、图18所示，机械手10为左右两半的钳形结构，包括驱动机构和夹持机构。驱动机构为机械手10后面部分，包括驱动气缸10.19、卡紧块10.18、驱动架(10.13、10.25)和复位弹簧10.24等部件，驱动气缸10.19通过机械手驱动气缸安装座10.23安装于左驱动架10.13的后部，机械手卡紧传感器10.21安装在机械手芯轴10.12的中间部位上，驱动气缸10.19活塞杆端部连接卡紧块10.18，卡紧块10.18的另一侧与驱动架(10.13、10.25)的加力部分配合，驱动气缸10.19将卡紧块推向外止点，驱动架(10.13、10.25)夹持部分闭合，机械手卡紧。驱动架(10.13、10.25)加力部分的外端有弹簧悬挂柱10.22，复位弹簧10.24挂在弹簧悬挂柱10.22上，在自由状态下，驱动气缸10.19复位，在复位弹簧10.24作用下机械手张开，机械手10处于常开状态；驱动气缸10.19的动作由机械手驱动气缸控制器10.20控制。机械手10的驱动架(10.13、10.25)夹持部分为左右两半，每半包括三层法兰半环，法兰环之间有数根支撑杆10.26穿过，相邻两层法兰间支撑杆10.26上装有夹持滚柱座10.14，夹持滚柱座10.14内侧凹槽内装设夹持滚柱10.15，夹持滚柱10.15为外壁带螺纹沟槽的圆柱体，通过夹持滚柱轴10.16嵌在夹持滚柱座10.14内侧的槽中，可以围绕自身轴10.16转动，夹持滚柱座10.14下端支撑杆10.26上套有复位弹簧10.17，夹持滚柱座10.14可压缩复位弹簧10.17沿支撑杆10.26向下滑动。夹持滚柱10.15外壁的螺纹沟槽是增加与油管的磨擦力，防止油管在机械手10中下滑，而且由于夹持滚柱10.15可以在夹持滚座10.14中转动，所以机械手10可以抓着油管进行上卸扣作业，防止大风吹偏油管，影响正常油管对接、上卸扣作业，有效的起到扶正作用。机械手安装杆10.1一端插到机械手连接块10.4下端的安装孔中，用调节螺母10.2、10.3固定，另一端带有机械手连接轴孔，该轴孔中有机械手连接轴10.10穿过，轴孔的上方丌有止转销孔，连接轴10.10上开有止转销槽，机械手10与机械臂13平行时，槽口对准止转销10.9，实现止转，正常情况下止转销10.9仅穿过安装座10.5连接轴孔上的止转销孔。机械手连接轴10.10两端与机械手连接板10.11连接，连接板10.11下部与机械手芯轴10.12连接。止转销10.9通过销子10.8连接到止转驱动气缸10.6的活塞杆上，止转驱动气缸10.6安装在止转销安装座10.5上，机械手止转销安装座10.5固定在机械手10的连接块10.4上；止转销10.9主要是为了抵消机械手10的偏心力，使机械手10与机械臂13保持平行，防止大风天气和机械手10到达下止点时，油管带动机械手连接轴10.1发生摆动；止转驱动气缸10.6由机械手止转气缸控制器10.7控制。机械手的显著特征是机械手10闭合后，夹持滚柱10.15外侧母线位于同一圆周上，支撑杆10.26分别对称位于一锥面的母线上，夹持滚柱座10.14沿支撑杆10.26越向下滑动，夹持滚柱10.15外侧母线所形成的圆越小，从而可以卡紧油管(或抽油杆)，并具有自紧作用。当机械手夹持滚柱10.15夹住油管上行时，在油管的重力和磨擦力作用下，夹持滚柱10.15和夹持滚柱座10.14会随油管沿支撑杆10.26压缩复位弹簧10.17下行，使夹持滚柱10.15向内收缩，达到自紧功能，当机械手松开油管后，夹持滚柱座10.14在复位弹簧10.17的作用下，带动夹持滚柱复位。当机械手10下行从地面油管(抽油杆)架上抓油管(抽油杆)时，机械手10的前端接触油管时，机械手10不能下行，但机械臂带动机械手后端继续下行，使机械手10围绕机械手连接轴10.10向上转动，当油管完全卡入机械手中时，压缩机械手卡紧传感器10.21给出机械手10状态信号。
如图19所示，两个导轨22主体22.2都为工字钢，并分别通过上连接杆22.1和下连接杆22.3固定于井架正面两侧肋上。
如图20所示，抽油杆套筒吊卡34，其中34.1是上部卡紧连接端，34.13是吊卡部分，34.4为卡牙推杆，34.5是卡牙内推弹簧片，34.6是抽油杆卡牙，34.7是卡牙止动复位连接杆，34.8是推杆复位弹簧，34.9是推环，34.10是推杆锁定块卡紧弹簧，34.11是推杆锁定块，34.12是触柄，34.3是抽油杆接箍位置传感器。上部连接端34.1与油管接箍结构相同，可卡入油管套筒吊卡14中，如图2中所示；下部吊卡部分34.13与油管套筒吊卡14下部相同，但结构尺寸与抽油杆34.2相适应。抽油杆套筒吊卡34与油管套筒吊卡14的工作原理相同，套筒吊卡34筒壁上距卡牙一段距离处装设抽油杆接箍位置传递器34.3，在此不赘述。但是当起下抽油杆34.2时，吊卡开启汽缸13.11要沿中轴旋转180°。
抽油杆自封39如图21所示，图中39.1是下法兰，39.2是筒体，39.3是上法兰，39.4是压盖，39.5是胶皮芯子。下法兰39.1与井口油管挂座法兰1连接，并与筒体39.2焊接连接，胶皮芯子39.5装于筒体39.2内，其上部锥面与筒体内壁面相互配合，压盖39.4置于胶皮芯子39.5上面，压盖39.4上端面与上法兰39.3接触，上法兰39.3与筒体39.2通过螺纹连接，拧紧上法兰39.3同时使压盖39.4压紧胶皮芯子39.5。
如图22所示，抽油杆接箍下定位筒36.1上部一侧装设抽油杆套筒吊卡内接箍定位传感器36.2。
抽油杆导向机构32如图23所示，其中32.3是驱动汽缸控制器，32.1是支座，32.2是驱动汽缸，32.4是导向块，32.5是活塞杆端连接板，32.6是导向锥体，32.7是辅助导向杆。支座32.1下端通过螺栓与液压钳7上盖连接，支座32.1上面与驱动气缸32.2连接，驱动气缸活塞杆穿过导向块32.4与端部连接板32.5相连，连接板32.5与导向锥体32.3通过螺栓连接，辅助导向杆32.7一端连接导向锥体32.3，另一端在支座32.1下部的孔中滑动，起辅助扶正作用。
如图24所示，井架滑轮组件20由滑轮组件20.1和井架20.2等部件组成，滑轮组件20.1为双滑轮结构，取代现有修井井架的顶部滑轮，安装在井架20.2的顶部，并对井架20.2进行适当补强。
自动控制系统由可编程控制器PLC和相应的传感器组成，传感器可以为遥感型，也可以为有线型。自动控制系统采用标准可编程控制器和相应传感器组成，如图23所示，可编程控制器和传感器的原理与现有通用设备的原理相同。
如图1、图2所示，其中1是油管挂座，2是油管自封，3是顶丝，4是固定卡瓦，5是油管接箍下定位器，6是防喷管，7是液压钳，8是支撑液压缸，9是液压缸安装座，10是机械手，11是螺母，12是垫圈，13是机械臂，14是油管套筒吊卡组件，15是机械臂轴，16是机械臂转角定位传感器，17是机械臂安装座，18是液压缸安装轴，19是机械臂驱动系统，20是井架滑轮组件，21是导轮组件，22是导轨，23是辅助控制面板，24是显示器C，25是显示器B，26是显示器A，27是操作柄传感器，28是PLC，29是固定卡瓦卡紧的油管，30是套筒吊卡悬吊的油管，31是机械手夹持的油管，32是抽油杆导向机构，33是抽油杆套筒吊卡悬吊的抽油杆，34是抽油杆套筒吊卡，35是抽油杆钳牙，36是抽油杆接箍下定位筒，37是抽油杆活动吊卡碰撞盘，38是抽油杆卡瓦牙，39是抽油干套筒吊卡，40是固定卡瓦卡紧的抽油杆，41是机械手夹持的抽油杆，4.11是固定卡瓦驱动气缸控制器，5.2是油管接箍下定位传感器，7.16是液压钳液压马达控制器，7.34是液压钳转动圈数记数器，7.37是液压钳下接箍定位传感器，10.21是机械手卡紧传感器，10.20是机械手驱动气缸控制器，10.7是机械手止转气缸控制器，13.3是机械臂主臂气缸控制器，13.12是套筒吊卡开启气缸控制器，13.15是机械臂竖直传感器，14.2是芯管驱动液压缸控制器，14.33是套筒吊卡内油管接箍位置传感器，19.2是机械臂驱动液压缸控制器，32.3是抽油杆导向机构气缸控制器，34.10是抽油杆吊卡内抽油杆接箍定位传感器，36.2是抽油杆接箍下定位传感器。
如图1所示的油管作业配置，油管自封2可下入油管挂座1中，上下位置由顶丝3固定，油管自封2外壁与油管挂座1内壁配合，密封油套管环空。固定卡瓦4下法兰与井口油管挂座1法兰连接，固定卡瓦4上法兰与防喷管6下法兰连接，油管接箍下定位器5可用螺栓固定于固定卡瓦4上端环面的适当位置。液压钳7的底座与支撑液压缸8活塞杆上端相连，并通过液压缸安装座9固定于固定卡瓦4的下部外壁。防喷管6上端法兰与液压钳底座相连，并可随液压钳7升降运动。固定卡瓦4、防喷管6、液压钳7中心线为同一直线，向上对准用于起吊油管或抽油杆的套筒吊卡14、34，油管套筒吊卡14的吊座14.7与导轮连接板14.10以螺纹连接，机械臂连接板14.9套在吊座14.7上，并限位于吊座14.7下凸缘的和导轮连接板14.10之间。吊座14.7的上部通过吊环14.1与修井井架20的大钩相连，油管套筒吊卡14可以在吊座内转动，并有一定距离的上下滑动。机械臂13通过机械臂支座17与机械臂连接板连接，并可随机械臂连接板绕油管套筒吊卡14中心线转动。机械臂13通过机械臂轴组件15连接到机械臂支座17上，机械臂13本身可绕其安装轴15旋转。机械臂驱动系统19包括一液压缸及其相应液压控制器，液压缸的两端通过液压缸轴组件18分别与机械臂13上端和机械臂安装座17连接，机械臂安装座17和机械臂连接板14.9螺纹连接，机械臂的运动由机械臂液压缸控制器的控制19.2，可实现机械臂13绕其轴15旋转及机械臂13制动。机械手10的连接块通过螺母11和垫圈12固定于机械臂副臂下端。导轮组件21连接于油管套筒吊卡组件的导轮连接板两端，并分别卡在两侧导轨22上。
如图2所示的抽油杆作业配置，上部配置与图1所示的油管作业配置基本相同，只油管套筒吊卡下部卡入抽油杆套筒吊卡，并用芯管旋转密封组件压紧，井口油管挂座1法兰以上依次为抽油杆自封39、固定卡瓦4、抽油杆下定位筒37、液压钳7、抽油杆导向机构32。
正常操作程序如下述：
起油管作业时，首先按下辅助控制面板23上的“起油管”键，PLC可编程控制器28初始化起油管程序及相关设备，并给出指示，辅助控制面板上“起油管键”亮，相关设备处于起油管状态。司机操作使吊钩下降，操作柄传感器27给出信号，可编程控制器28给出指令机械臂13外展，展至与油管套筒吊卡中心线成70°，机械臂转角定位传感器16给可编程控制器28信号，机械臂驱动系统19停，机械臂驱动液压缸控制器19.2动作，实现机械臂刹车；机械手止转气缸控制器10.7动作，止转销退出，机械手10可在一定角度内转动。机械臂13外展的同时，吊钩继续下落，油管套筒吊卡14到达油管接箍下定位传感器5.2，信号传到PLC28，A显示器26显示“套筒吊卡下位”，表明油管套筒吊卡14已下入到防喷管6中，司机准备刹车；套筒吊卡内油管接箍位置传感器14.33给出信号，B显示器25显示“套筒卡住接箍”，表明油管接箍已卡入，司机刹住车，操作柄传感器27给PLC信号，机械手10中油管31(触及油管支架)，机械手10打开油管31落下，机械手卡紧传感器10.21给PLC28信号，C显示器24显示“机械手放开”，机械手止转气缸控制器10.7动作，止转销锁定机械手10，使其夹持中心线与机械臂13保持平行，机械手卡紧传感器10.21给PLC28信号，PLC 28返回指令使固定卡瓦驱动气缸控制器4.11切换气路，固定卡瓦4有复位松开油管29的趋势，并给PLC信号，A显示器26闪烁显示“上提”。司机操作上提大钩，油管套筒吊卡14卡住油管30上升，固定卡瓦4打开，A显示器26闪烁显示“上提中”。当下一根油管29上接箍到达油管接箍下定位传感器5.2时，A显示器26闪烁显示“接箍下位”，司机准备刹车，机械臂驱动液压缸控制器19.2动作，机械臂13开始旋转复位。油管29上接箍通过，A显示器显示“刹车、缓放”，司机刹住车；司机缓慢下放，接箍又到达油管接箍下定位传感器5.2，显示器A显示“刹住”，司机立即刹住，柄传感器27给PLC 28信号，返回指令使固定卡瓦4卡住下面油管29。司机再操作吊钩下落，油管套筒吊卡14下降，当套筒吊卡内油管接箍位置传感器14.33触及油管29上接箍时给出固定卡瓦卡紧信号，显A示器显示“卡紧、刹车”，表明下面油管已卡住，司机刹住车。PLC 28给液压钳7信号，液压钳7启动，开始卸油管30(已提前装设正确的卡牙)。计数器7.34值到一定值后，给PLC 28信号，表明油管30已卸下，液压钳7反转一定圈数，A显示器26显示“上提”，司机操作，油管套筒吊卡上升一段距离，机械臂13回转到竖直位，机械臂竖直传感器13.15给PLC28信号。PLC返回指令，使机械臂主臂气缸控制器13.3动作，机械手10升起一段距离，接着机械手驱动器控制器10.20动作，卡住油管30，机械手后部的传感器10.21给PLC 28信号，机械臂主臂气缸控制器13.3动作，气缸放气；同时套筒吊卡开启气缸控制器13.12动作，顶环上行顶开卡牙，此时油管30和机械手副臂同时下落，油管离开油管套筒吊卡14，但仍被机械手抓住，B显示器显示“套筒吊卡空”，C显示器显示“机械手卡紧”，A显示器显示“下放”。司机操纵操作柄动油管套筒吊卡14下降，同时操作柄传感器27给PLC出信号，返回信号使机械臂13外展。机械臂13外展至与套筒吊卡成70°，机械臂转角定位传感器16给出信号，机械臂驱动系统停19，并刹车；机械手止转气缸控制器10.7动作，止转销退出，机械手10可在一定角度内转动。重复“机械臂13外展的同时，吊钩继续下落”以后步骤。
下油管作业时，按下辅助控制面板23上的“下油管”键，PLC 28初始化下油管程序及相关设备，并给出指示，辅助控制面板23上的“下油管键”亮，相关设备处于下油管状态。司机操纵吊钩下降，同时操作柄传感器27给出信号，机械臂13外展，展至与油管套筒吊卡14成70°机械臂转角定位传感器16给出信号，机械臂驱动系统19停，并刹车；机械手止转气缸控制器10.7，止转销退出，机械手10可在一定角度内转动。油管套筒吊卡14继续下落，油管套筒吊卡14到达油管接箍下定位传感器5.2，信号传到PLC 28，返回指令使固定卡瓦4卡紧油管30，A显示器显示“套筒吊卡下位”。油管套筒吊卡14先下降一段距离，顶开卡牙，油管29接箍触及套筒吊卡内油管接箍位置传感器14.33，B显示器“套筒吊卡开”；同时机械手10中卡入油管31，并触动后部的机械手卡紧传感器10.21，信号传到PLC 28，给出指令，机械手10闭合，C显示器显示“机械手卡紧”，A显示器显示“上提”，司机操作，油管套筒吊卡14上升，上升过程中油管29接箍使卡牙复位。油管套筒吊卡14继续上升，一段距离后，机械臂驱动气缸控制器19.2动作，机械臂13回转，机械手止转气缸控制器10.7动作，机械手10锁住，机械手10与油管套筒吊卡14中心保持同一直线。套筒吊卡升高超过油管长度，机械臂13竖直，机械臂竖直传感器13.15给PLC 28信号，返回指令，使A显示器显示“刹车”，司机刹车，机械臂主臂气缸控制器13.3动作，上提油管30卡入油管套筒吊卡14，触动套筒吊卡内油管接箍位置传感器14.33，返回指令使主气缸控制器30.6动作，气缸放气下行，油管30落在卡牙面上，同时机械手10下落，机械手10在复位弹簧作用下松开，机械手10只起扶正作用。套筒吊卡内油管接箍位置传感器14.33复位，PLC给出信号，B显示器显示“套筒卡住接箍”，A显示器显示“下放”。司机操作，吊钩下落，油管30下降，在导轨22和吊钩作用下接箍对中到已下好的油管29接箍中，吊钩继续下落，套筒吊卡内油管接箍位置传感器14.33给PLC 28信号，A显示器显示“刹车、对接”。液压钳7开始转动，转动一定圈数后，计数器7.34给出信号，表明油管30已上紧。液压钳7反转一定圈数，液压钳转动圈数记数器7.34给PLC 28信号，机械手10松开，C显示器显示“机械手松开”。固定卡瓦4驱动气缸控制器4.11动作切换气路，固定卡瓦4有复位放松的趋势，机械臂13外展，吊钩先上提再下放；机械臂13展至与套筒吊卡成70°时，机械手止转气缸控制器10.7动作，止转销退出，机械手10可在一定范围内转动。重复“油管套筒吊卡14继续下落，油管套筒吊卡14到达油管接箍下定位传感器5.2”后面的步骤。
起抽油杆作业时，按下辅助控制面板23上的″手动优先″键，手动操作将抽油杆套筒吊卡34卡入油管套筒吊卡14，并通过芯管压紧液压缸控制器14.2将抽油杆套筒吊卡34卡紧。按下辅助控制面板23上的“起抽油杆”键，PLC 28初始化起抽油杆程序及相关设备，并给出指示，辅助控制面板23上的“起抽油杆键”亮。相关设备处于起抽油杆状态，抽油杆导向机构32始终处于全开位置。司机操纵吊钩下降，同时操作柄传感器27给出信号，机械臂13外展，展至与套筒吊卡成70°机械臂转角位置传感器16给出信号，机械臂驱动系统19停，并刹车；机械手止转气缸控制器10.7动作，止转销退出，机械手10可在一定范围内转动，做好放抽油杆的准备。继续下落，抽油杆套筒吊卡34到达液压钳下接箍定位传感器7.37，A显示器26显示“吊卡下位”，抽油杆套筒吊卡34到达抽油杆接箍下定位传感器36.2，信号传到PLC 28，表明接箍卡入抽油杆套筒吊卡34，B显示器25显示“接箍卡住”；机械手10中抽油杆41触及抽油杆支架，PLC 28给出指令，机械手10打开抽油杆41落下，C显示器24显示“机械手松开”。抽油杆下定位筒定位传感器36.2给PLC 28信号，返回指令使固定卡瓦驱动气缸控制器4.11切换气路，固定卡瓦4有复位松开抽油杆40的趋势，A显示器26显示“上提”。司机操作，抽油杆套筒吊卡34和机械臂13上升，固定卡瓦4松开。一段距离后，机械臂驱动气缸控制器19.2动作，机械臂13旋转复位；机械手10止转气缸控制器10.7动作，止转销锁住机械手10，机械手10夹持中心线与套筒吊卡平行。抽油杆40上接箍到达抽油杆下定位传感器36.2，显示器A显示“准备刹车”，接箍通过液压钳下接箍定位器7.37，A显示器26闪烁显示“接箍过钳”，通过后A显示器26显示“刹车”，司机刹车，然后慢放抽油杆套筒吊卡34，A显示器显示“刹住”，司机操作，立即刹住车，操作柄给PLC 28信号，返回指令使固定卡瓦4卡住下面抽油杆40。吊钩下落，抽油杆套筒吊卡34下降，抽油杆节箍触动抽油杆套筒吊卡内接箍定位传感器34.3给出信号表明抽油杆套筒吊卡34卸载，液压钳7转动，卸抽油杆40。转动一定圈数后，液压钳转动圈数计数器7.34给PLC 28信号，表明已卸下，液压钳反转一定圈数，A显示器26显示“上提”，司机操作抽油杆套筒吊卡34和机械臂13上升，一段距离后，机械臂13回转至竖直时，机械臂竖直传感器13.15给PLC 28信号，返回指令，使机械臂主臂气缸控制器13.3动作，上提机械手10一段距离，接着机械手驱动气缸控制器10.20动作，卡住抽油杆33，机械手后部的机械手卡紧传感器10.21给PLC28信号，C显示器24显示“机械手卡紧”，主臂气缸控制器13.3动作，气缸放气。主气缸放气的同时，抽油杆套筒吊卡34开启气缸控制器13.12动作，顶环上行，顶开卡牙，抽油杆40和机械手10下落，B显示器25显示“套筒吊卡空”，机械手10将抽油杆卡得更紧。重复“司机操纵吊钩下降，同时操作柄传感器27给出信号，机械臂13外展”后面的步骤。
下抽油杆作业时，按下辅助控制面板23上的“手动优先”键，手动操作将抽油杆套筒吊卡34卡入油管油管套筒吊卡14，并通过芯管驱动液压缸控制器14.2，将抽油杆套筒吊卡34卡紧。按下辅助控制面板23上的“下抽油杆”键，PLC初始化下抽油杆程序及相关设备，并给出指示，辅助控制面板23上的“下抽油杆键”亮。相关设备处于下抽油杆状态，抽油杆导向机构32开始处于全丌位置。司机操纵吊钩下降，同时操作柄传感器27给出信号，机械臂13外展，展至与抽油杆套筒吊卡34成70°机械臂转角位置传感器16给出信号，机械臂驱动系统19停，并刹车；机械手止转气缸控制器10.7动作，止转销退出，机械手10可在一定范围内转动，做好抓抽油杆的准备。抽油杆套筒吊卡34和机械臂13继续下行，抽油杆套筒吊卡34到达定位筒传感器36.2，给PLC 28信号，A显示器26显示“吊卡下位”，返回指令使固定卡瓦4卡紧抽油杆40。抽油杆套筒吊卡34先下降一段压缩推杆顶开卡牙，同时推杆被锁定块卡住，抽油杆套筒吊卡内接箍定位传感器34.3给出信号表明已卡牙已开，B显示器25显示“套筒吊卡开”；此时，机械手10接触抽油杆41，下降的同时抽油杆41卡入机械手10内，抽油杆41触及机械手卡紧传感器10.21，PLC 28返回指令使机械手10闭合，C显示器24显示“机械手卡紧”，A显示器显示“上提”。司机操作，抽油杆套筒吊卡34上升，机械手10抓着地面杆架上抽油杆41上升，同时已下入井内抽油杆40的接箍从抽油杆套筒吊卡34中脱离，并碰撞止动块触柄使卡牙复位。抽油杆套筒吊卡34继续上升，一段距离后，机械臂驱动气缸控制器13.2动作，机械臂13回转，机械手止转气缸控制器10.7，机械手10锁住，其夹持中心线与抽油杆套筒吊卡34中心一致。机械臂竖直时，机械臂竖直传感器13.15给PLC 28信号，返回指令，使机械臂主臂气缸控制器13.3动作，上提机械手10，使抽油杆41卡入抽油杆套筒吊卡34，触动抽油杆套筒吊卡内接箍定位传感器34.3，返回指令，使机械臂主臂气缸控制器13.3动作，气缸放气，抽油杆41落在卡牙面上，同时机械手10下落，机械手10只起辅助定位作用，B显示器25显示“接箍卡住”，A显示器26显示“下放”。吊钩下落，抽油杆导向机构32恢复关闭位置，抽油杆33下降，在导轨22和吊钩作用下，并且通过导向机构32，接箍对中到已下好抽油杆40的接箍中，吊钩继续下落，抽油杆套筒吊卡内接箍定位传感器34.3给PLC 28信号，A显示器26显示“立即刹车”。液压钳7开始转动，上紧抽油杆33，一定圈数后，表明已上紧，液压钳反转一定圈数。上完油杆后，液压钳转动圈数记数器7.34给PLC 28信号，固定卡瓦4的驱动气缸控制器4.11动作切换气路，固定卡瓦4有打开的趋势，抽油杆导向机构32全开，机械手10打开，C显示器24显示“机械手打开”，反馈信号使抽油杆套筒吊卡34先上提再下放。机械臂13展至与套筒吊卡成70°机械臂转角位置传感器16给出信号，机械臂驱动系统19停，并刹车；机械手止转气缸控制器10.7动作，止转销退出，机械手10可在一定范围内转动，做好抓油管的准备。重复“抽油杆套筒吊卡34和机械臂13继续下行，抽油杆套筒吊卡34到达定位筒传感器36.2”后面的步骤。
冲砂、压井作业时，需要将芯管下放，用旋转密封组件密封油管端部，并压紧，可按辅助控制面板23上的“冲砂”按钮或“手动优先”按钮来进行作业，操作过程中高压水或泥浆通过密封锥冲入油管。
对于其它特殊工况，如小喷作业，芯管驱动液压缸控制器14.2动作，使旋转密封锥密封油管端部，可以按辅助控制面板23上的“手动优先”按钮，进行手动干预运行。