滚筒缠绕装置技术领域
本发明涉及碳纤维连续抽油杆的技术领域，特别涉及一种具有辊筒的用于缠绕碳
纤维连续抽油杆的装置。
背景技术
随着各大油田开发过程中高含水油井、深井、超深井、腐蚀性油井的不断出现，开
发的类型越来越复杂，对碳纤维杆抽油设备的需求和应用日益广泛，大有方兴未艾之势，但
却没有能与之很好配套的碳纤维杆缠绕设备，迫切需要开发专用于油田的碳纤维杆缠绕装
置。
现有的缠绕设备存在以下问题：1、缠绕的碳纤维杆不整齐，容易损伤碳纤维杆；2、
没有针对碳纤维杆的自动排杆装置；3、无法根据实际工况调节碳纤维杆的高度，使碳纤维
杆受力较大，更易伤杆，减少了碳纤维杆的使用寿命。
发明内容
为解决上述的技术问题，本发明提出一种滚筒缠绕装置来方便地缠绕碳纤维杆，
且能实现自动排杆，使碳纤维杆能整齐均匀地排列布置在滚筒上，还能根据油田井口高度
自动调节碳纤维杆的高度。
本发明提出一种滚筒缠绕装置，所述滚筒缠绕装置包括：
底座；
滚筒体总成，其包括立设的滚筒和沿所述滚筒的中心贯穿所述滚筒的滚筒轴；
滚筒支撑座，其能沿水平方向滑动地放置于所述底座上；所述滚筒轴的两端分别
能转动地连接到所述滚筒支撑座上；
具有输出轴的电机，所述输出轴与所述滚筒轴连接，并驱动所述滚筒轴旋转；
具有推杆的电动缸，其水平设置在所述底座上，所述推杆的伸缩方向平行于所述
滚筒轴，所述推杆的伸出端与所述滚筒支撑座连接，并驱动所述滚筒支撑座在所述底座上
沿所述推杆的伸缩方向水平滑动。
进一步地，所述输出轴与所述滚筒轴同轴设置，所述滚筒缠绕装置还包括依次连
接在所述输出轴与所述滚筒轴之间的第一联轴器和第二联轴器。
进一步地，所述滚筒缠绕装置还包括两个轴承座，所述滚筒轴的两端与各所述轴
承座分别能转动地连接，各所述轴承座的外壁上分别设置相交的第一斜面和第二斜面；
所述滚筒缠绕装置还包括设置在所述滚筒支撑座上的两个定位槽座，各所述定位
槽座与各所述轴承座一一对应；各所述定位槽座上分别开设V形槽，各所述V形槽的内壁与
对应的所述轴承座上的所述第一斜面和所述第二斜面配合。
作为一种可实施的方式，所述第一斜面与所述第二斜面之间的夹角为90度。
进一步地，所述滚筒轴的两端分别通过轴承能转动地套装在各所述轴承座内。
作为一种可实施的方式，所述底座上固定设置至少一个平行于所述滚筒轴的滑
轨，各所述滑轨上滑动套装至少一个支撑壳体，所述支撑壳体的上表面与所述滚筒支撑座
固定连接。
进一步地，所述滑轨的数量为两个，并分别设置在所述电动缸的两侧。
作为一种可实施的方式，所述滚筒缠绕装置还包括一竖直设置的导杆器，所述导
杆器包括支撑杆、竖直设置在所述支撑杆上端的U形板、以及设置在所述U形板的两个侧壁
之间的辊轮组件；
所述支撑杆的下端固定在所述底座上，两个所述侧壁上分别开设滑移槽，所述辊
轮组件能沿所述滑移槽上下移动；所述辊轮组件包括两个平行设置的安装板和两个平行设
置的辊轮，各所述辊轮分别通过轴垂直连接到两个所述安装板之间，两个所述辊轮之间设
有容纳外界的碳纤维杆的间隙。
进一步地，所述支撑杆包括从下到上依次连接的容纳筒和伸缩杆，所述伸缩杆的
一端置于所述容纳筒内且能沿所述容纳筒的轴向伸缩，所述伸缩杆的一端能通过横向设置
的销钉锁止在所述容纳筒内。
作为一种可实施的方式，在所述底座上设置两个行程开关，各所述行程开关分别
位于所述滚筒支撑座的两侧；通过所述滚筒支撑座的水平移动，所述滚筒支撑座能分别与
各所述行程开关接触。
本发明相比于现有技术的有益效果在于：本发明的滚筒缠绕装置，电机驱动滚筒
轴旋转从而能方便地将碳纤维杆缠绕在滚筒上，滚筒轴旋转的同时电动缸也驱动滚筒支撑
座在底座上沿水平方向滑动，从而使碳纤维杆能均匀地排布在滚筒的表面，实现了自动排
布碳纤维杆。
本发明的结构简单，使用两个联轴器，即第一联轴器和第二联轴器，将电机与滚筒
轴连接为一体，还具有调心的作用。轴承座与V形槽相配合，使滚筒轴能在滚筒支撑座上快
速定位，还可以防止滚筒在作业时，受到碳纤维杆的拉力向前倾，使滚筒被拉倒拉翻，从而
具有限位作用。
导杆器可根据油田井口高度自动调节碳纤维杆的高度，以免因滚筒和井口高度不
匹配在缠绕过程中损伤碳纤维杆，而且导杆器与滚筒相互配合使排杆整齐。当自动排杆缠
绕的碳纤维杆不整齐时，可以采用电动缸驱动滚筒支撑座快速平移，并带动滚筒体总成快
速平移，强制性快速排杆。
附图说明
图1为本发明的滚筒缠绕装置的主视结构示意图；
图2为本发明的滚筒缠绕装置的左视结构示意图；
图3为图1的A-A截面的结构示意图；
图4为本发明的滚筒缠绕装置的电动缸的主视结构示意图；
图5为本发明的滚筒缠绕装置的电动缸的俯视结构示意图；
图6为图5的B-B截面的结构示意图；
图7为本发明的滚筒缠绕装置的导杆器的主视结构示意图。
附图标记：
10-滚筒体总成；12-滚筒；14-滚筒轴；16-轴承座；
20-滚筒支撑座；22-定位槽座；30-底座；
42-电机；
50-电动缸；52-双耳座；54-单耳座；56-垫片；58-销轴；
60-导杆器；62-支撑杆；622-容纳筒；624-伸缩杆；
64-U形板；642-滑移槽；
66-辊轮组件；662-安装板；664-辊轮；
72-第一联轴器；74-第二联轴器；
80-行程开关。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
请参阅图1和图2所示，本发明提出一种滚筒缠绕装置，包括滚筒体总成10、滚筒支
撑座20、底座30、具有输出轴的电机42和具有推杆的电动缸50。滚筒体总成10包括立设的滚
筒12和滚筒轴14，滚筒轴14沿滚筒12的中心贯穿滚筒12；滚筒轴14的两端分别能转动地连
接到滚筒支撑座20上，滚筒支撑座20能沿水平方向滑动地放置于底座30上。电机42的输出
轴与滚筒轴14连接，并驱动滚筒轴14旋转。请参阅图3所示，电动缸50水平设置在底座30上，
推杆的伸缩方向平行于滚筒轴14，推杆的伸出端与滚筒支撑座20连接，并驱动滚筒支撑座
20在底座30上沿推杆的伸缩方向水平滑动。
本发明的滚筒缠绕装置，电机42驱动滚筒轴14旋转，从而能方便地将碳纤维杆缠
绕在滚筒12上，滚筒轴14旋转的同时电动缸50也驱动滚筒支撑座20在底座30上沿水平方向
滑动，从而使碳纤维杆能均匀地排布在滚筒12的表面，实现了自动排布碳纤维杆。另外，滚
筒12的旋转运动和水平移动分别由电机42和电动缸50驱动，运动过程相互独立，方便了检
修和设备更换。
较优地，电机42为伺服电机，且伺服电机42上自带减速器，可以缩小整体长度，防
止滚筒缠绕装置的宽度过大，不便于运输。
进一步地，如图2所示，输出轴与滚筒轴14同轴设置，滚筒缠绕装置还包括依次连
接在输出轴与滚筒轴14之间的第一联轴器72和第二联轴器74。使用两个联轴器，将电机42
与滚筒轴14连接为一体，电机42的输出轴旋转时滚筒12同步旋转。采用第一联轴器72和第
二联轴器74，假如滚筒轴14与输出轴在使用过程中不同轴，两个联轴器还具有调心的作用。
较优地，第一联轴器72和第二联轴器74之间采用螺栓连接为一体，第二联轴器74
与滚筒轴14之间为花键式连接。
进一步地，如图1所示，滚筒缠绕装置还包括两个轴承座16，滚筒轴14的两端与各
轴承座16分别能转动地连接，各轴承座16的外壁上分别设置相交的第一斜面和第二斜面。
滚筒缠绕装置还包括设置在滚筒支撑座20上的两个定位槽座22，各定位槽座22与各轴承座
16一一对应；各定位槽座22上分别开设V形槽，各V形槽的内壁与对应的轴承座16上的第一
斜面和第二斜面配合。
也就是说，轴承座16的第一斜面和第二斜面相交也呈V形，并与定位槽座22的V形
槽相配合，使滚筒轴14能在滚筒支撑座20上快速定位，实现滚筒体总成10的快速安装。轴承
座16与V形槽相配合，还可以防止滚筒12在作业时，受到碳纤维杆的拉力向前倾，使滚筒12
被拉倒拉翻，从而具有限位作用。
作为一种可实施的方式，第一斜面与所述第二斜面之间的夹角为90度，使轴承座
16与V形槽的配合稳定，保证对滚筒12的限位作用。
进一步地，滚筒轴14的两端分别通过轴承能转动地套装在各轴承座16内。本实施
例中，各轴承座16均为一正方体，其上开设安装通孔，滚筒轴14的两端分别通过轴承能转动
地套装在安装通孔内。
作为一种可实施的方式，底座30上固定设置至少一个平行于滚筒轴14的滑轨，各
滑轨上滑动套装至少一个支撑壳体，支撑壳体的上表面与滚筒支撑座20固定连接。较优地，
支撑壳体通过轴承与滑轨连接。进一步地，滑轨的数量为两个，并分别设置在电动缸50的两
侧。
较优地，滚筒支撑座20的重量主要靠滑轨支撑，电动缸50的主要作用是驱动滚筒
12水平移动，不承受滚筒12的重量。
较优地，请参阅图4、图5和图6所示，电动缸50的推杆的伸出端上设置单耳座54，单
耳座54的一端设置螺纹孔，并与电动缸50上的螺杆相连接，采用垫片56将单耳座54锁紧到
电动缸50上。再通过销轴58将双耳座52的一端连接到单耳座54的另一端，双耳座52的另一
端通过焊接方式固定在滚筒支撑座20的下方。
作为一种可实施的方式，请结合图1、图2和图7所示，滚筒缠绕装置还包括一竖直
设置的导杆器60，导杆器60包括支撑杆62、竖直设置在支撑杆62上端的U形板64、以及设置
在U形板64的两个侧壁之间的辊轮组件66。支撑杆62的下端固定在底座30上，两个侧壁上分
别开设滑移槽642，辊轮组件66能沿滑移槽642上下移动。辊轮组件66包括两个平行设置的
安装板662和两个平行设置的辊轮664，各辊轮664分别通过轴垂直连接到两个安装板662之
间，两个辊轮664之间设有容纳外界的碳纤维杆的间隙。
滚筒缠绕装置在使用时，碳纤维杆的一端穿过两个辊轮664之间的间隙，并卷绕在
滚筒12上，碳纤维杆的另一端下放到井内。导杆器60可根据油田井口高度，碳纤维杆带动辊
轮组件66在滑移槽642内上下移动，从而自动调节碳纤维杆的高度，以免因滚筒12和井口的
高度不匹配在缠绕过程中损伤碳纤维杆；而且因为导杆器60的位置固定不动，滚筒12随滚
筒支撑座20在底座30上水平移动，通过导杆器60与滚筒12的相互配合使排杆整齐。
进一步地，支撑杆62包括从下到上依次连接的容纳筒622和伸缩杆624，伸缩杆624
的一端置于容纳筒622内且能沿容纳筒622的轴向伸缩，伸缩杆624的一端能通过横向设置
的销钉锁止在容纳筒622内。首先根据井口高度，调节导伸缩杆624在容纳筒622中的位置，
通过销钉将伸缩杆624锁止在容纳筒622内，使导杆器60具有一定的初始高度；在缠绕过程
中，碳纤维杆带动辊轮组件66在滑移槽642内移动，使碳纤维杆在高度方向上具有一定的活
动范围，从而可根据井口和滚筒12的实际高度灵活地自动调整。尤其当滚筒12在收杆或起
杆时，碳纤维杆会带动辊轮664在U形板64内上下移动，自动调节高度，从而避免碳纤维杆高
度不合适而损伤碳纤维杆。
当自动排杆缠绕的碳纤维杆不整齐时，可以采用电动缸50的推杆驱动滚筒支撑座
20快速平移，并带动滚筒体总成10快速平移，强制性快速排杆，保证碳纤维杆在滚筒12上的
缠绕紧密。
较优地，滚筒缠绕装置还包括一控制室，电机42的一端和电动缸50一端分别连接
一编码器，各编码器均放置在控制室内，通过各编码器编制好的程序分别驱动电机42和电
动缸50，电机42驱动滚筒轴14旋转，电动缸50驱动滚筒支撑座20沿滚筒轴14水平移动。
作为一种可实施的方式，如图2所示，在底座30上设置两个行程开关80，行程开关
80分别位于滚筒支撑座20的两侧，通过滚筒支撑座20的水平移动，滚筒支撑座20能分别与
各行程开关80接触。当电动缸50的推杆分别伸出或缩回时，滚筒支撑座20分别移动到底座
30的左极限位置或右极限位置，并分别碰到两侧对应的行程开关80，实现水平移动的换向，
从而实现滚筒支撑座20的水平往复移动。
较优地，一碳纤维杆压辊搭置在碳纤维杆的表面，使碳纤维杆紧密压紧在滚筒12
的表面，防止在缠绕过程中浮杆，避免出现不整齐现象。
本发明的滚筒缠绕装置的工作过程如下：开启电机42和电动缸50，电机42依次通
过第一联轴器72和第二联轴器74驱动滚筒轴14旋转，将碳纤维杆缠绕在滚筒12上。同时，电
动缸50的推杆沿滚筒轴14的轴线方向做伸缩运动，并依次通过单耳座54和双耳座52驱动滚
筒支撑座20水平移动，滚筒支撑座20水平移动，从而带动滚筒支撑座20上安装的滚筒12水
平移动，从而使碳纤维杆均匀地排布在滚筒12的表面上。当滚筒支撑座20移动至触碰到两
侧的行程开关80时，开始换向移动，从而实现滚筒12的往复运动。由上可知，本发明使碳纤
维杆自动、均匀、有序地排布在滚筒12的整个外周表面上。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的
详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护
范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。