自动控制式油管干式清蜡装置 【技术领域】
本发明涉及利用机械方式清除油管内壁中的结蜡技术领域，具体涉及一种自动控制式油管干式清蜡装置。
背景技术
随着油田的逐年开发，油管内壁结蜡的现象日益严峻。目前，在对结蜡油管处理的方式中主要是利用高压水冲洗或者用热水蒸煮，这类方式虽然基本上能清除油管中的蜡，但是要利用大量的水。这一方式在水资源极其匮乏的地区来说是非常不可取的，并且该方式劳动强度大、对环境污染严重。
【发明内容】
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单、成本低廉、劳动强度低且又能自动控制的自动控制式油管干式清蜡装置。
其技术方案是：本发明包括底座、油管固定支架、支撑架、钻头、钻杆、推进电机、驱动电机、齿条滑轨、工作台、蜗杆、齿轮、储油盒和自动控制器。在上平面为长方形结构的底座一端设有油管固定支架，另一端设有齿条滑轨，其中部设有支撑架，所述油管固定支架为框架式结构，上端设有油管夹具，其下端与底座相连接，油管夹具上设有固定螺栓，所述支撑架顶端设有滑动轴承，其下端与底座相连接，所述工作台为箱体式结构，上部设有驱动电机，驱动电机的动力轴通过连接器与钻杆的一端相连接，钻杆穿过滑动轴承，其另一端通过连接件与钻头相连接，工作台的下部设有四个支脚，支脚下端设有齿轮，工作台的左侧设有传感器，传感器的前端对准支撑架，所述齿轮与齿条滑轨滚动配合，其中一个支脚下端的齿轮还与蜗杆的一端相连接，蜗杆的另一端与推进电机的输出轴相连接，推进电机固定在工作台箱体一侧；所述自动控制器设置在工作台的内部，所述推进电机、驱动电机与自动控制器相连接并受其控制，自动控制器还与传感器相连接。
所述传感器为超声波收发一体化传感器。所述自动控制器由设置控制电路、驱动电路及其电源电路组成，其中，传感器与设置控制电路的输入端相连接，设置控制电路的输出端与驱动电路的输入端相连接，驱动电路的输出端分别与推进电机和驱动电机相连接，电源电路与设置控制电路相连接。所述设置控制电路由单片机、四非门电路、集成电路、电阻、电阻排、电容、三极管、晶振、四位数码管、电位器、按钮、变压器和继电器组成，其中，四位数码管的阳极线排通过第一电阻排与单片机的1-7脚相连接，四位数码管的四个阴极分别与第一至第四三极管的集电极相连接，第一至第四三极管的基极通过第二电阻排与单片机的21-24相连接，传感器中发射器的两端与变压器的次级相连接，变压器初级的一端与电位器的一端相连接，电位器的另一端一路与第一电阻的一端相连接，另一路与电源正极端相连接，变压器初级的另一端与第五三极管的集电极相连接，第五三极管的基极通过第二电阻与四非门电路的第一门输出端相连接，四非门电路的第一门的输入端与四非门电路的第二门输出端相连接，四非门电路的第二门的输入端一路与第一电阻的另一端相连接，另一路与单片机的14脚相连接，传感器中接收器的一端与第二集成电路的1脚相连接，其另一端分别与接地线、第一电容、第二电容的一端相连接，第一电容的另一端通过第四电阻与第二集成电路的2脚相连接，第二电容的另一端与第二集成电路的3脚相连接，第二集成电路的4脚与接地线相连接，第二集成电路的5脚与第三电阻地一端相连接，第三电阻的另一端分别与电源正极端、第四电容的正极和单片机的40脚相连接，第二集成电路的6脚通过第三电容与接地线相连接，第二集成电路的7脚一路与四非门电路的第三门输入端相连接，另一路与第五电阻的一端相连接，第五电阻的另一端与第二集成电路的8脚相连接，四非门电路的第三门输出端与四非门电路的第四门输入端相连接，四非门电路的第四门输出端与单片机的15脚相连接，单片机的18脚一路与第七电容的一端相连接，另一路与晶振的一端相连接，单片机的19脚与第八电容的一端相连接，另一路与晶振的另一端相连接，单片机的39脚通过第十三电阻与第八三极管的基极相连接，第八三极管的集电极通过第三继电器与电源正极端相连接，单片机的38脚通过第十二电阻与第七三极管的基极相连接，第七三极管的集电极通过第二继电器与电源正极端相连接，单片机的37脚通过第十一电阻与第六三极管的基极相连接，第六三极管的集电极通过第一继电器与电源正极端相连接，单片机的13脚通过串联连接的第十电阻、第四按钮与电源正极端相连接，单片机的12脚通过串联连接的第九电阻、第三按钮与电源正极端相连接，单片机的11脚通过串联连接的第八电阻、第二按钮与电源正极端相连接，单片机的10脚通过串联连接的第七电阻、第一按钮与电源正极端相连接，单片机的17脚与第三集成电路的5脚相连接，单片机的16脚与第三集成电路的6脚相连接，单片机的9脚一路与第五电容的负极相连接，另一路通过第六电阻与接地端相连接，第五电容的正极与第三集成电路的8脚及电源正极端相连接，第三集成电路的1、2、3、4脚连接一起并与第六电容、第十四电阻的一端及接地端相连接，第十四电阻的另一端与第三集成电路的7脚相连接，第六电容的另一端与电源正极端相连接。所述驱动电路由接触器及其触点组成，其中，三相电源通过电源开关分别与第一、第二、第三接触器触点的输入端相连接，第一接触器触点的输出端与驱动电机相连接，第二、第三接触器触点的输出端交叉连接后与推进电机相连接，第一接触器线圈的一端通过串联第一继电器常开触点与三相电源中一相相连接，其另一端与三相电源中另一相相连接，第二接触器线圈的一端通过串联第二继电器常开触点与三相电源中一相相连接，其另一端通过串联第三继电器常闭触点与三相电源中另一相相连接，第三接触器线圈的一端通过串联第三继电器常开触点与三相电源中一相相连接，其另一端通过串联第二继电器常闭触点与三相电源中另一相相连接。
本发明与现有技术相比较具有如下优点：1、清蜡效率高，适用范围广：采用电动驱动和专用的清蜡钻头和刮片除蜡效果明显、迅速；由于该装置机构简单，清蜡效果明显适用于采油厂各个小的作业区或者矿大队自行应用。2、环保节能：节约大量的水资源，并且减少污油污蜡对环境的污染。3、自动控制：本装置采用自动化电子电路控制，使操作非常简单，大大减轻了工人的劳动强度。
【附图说明】
图1是本发明一种实施例结构示意图；
图2是本发明一种实施例设置控制电路的电路图；
图3是本发明一种实施例驱动电路的电路图。
【具体实施方式】
如图1-图3所示，一种自动控制式油管干式清蜡装置，包括底座、油管固定支架、支撑架、钻头、钻杆、推进电机、驱动电机、齿条滑轨、工作台、蜗杆、齿轮、储油盒和自动控制器。在上平面为长方形结构的底座1一端设有油管固定支架3，另一端设有齿条滑轨17，其中部设有支撑架18，所述油管固定支架3为框架式结构，上端设有油管夹具5，其下端与底座1相连接，油管夹具5上设有固定螺栓4，所述支撑架18顶端设有滑动轴承9，其下端与底座1相连接，所述工作台14为箱体式结构，上部设有驱动电机13，驱动电机13的动力轴12通过连接器11与钻杆10的一端相连接，钻杆10穿过滑动轴承9，其另一端通过连接件8与钻头7相连接，工作台14的下部设有四个支脚19，支脚19下端设有齿轮20，工作台14的左侧设有传感器22，传感器22的前端对准支撑架18，所述齿轮20与齿条滑轨17滚动配合，其中一个支脚下端的齿轮20还与蜗杆16的一端相连接，蜗杆16的另一端与推进电机15的输出轴相连接，推进电机15固定在工作台14箱体一侧；所述自动控制器21设置在工作台14的内部，所述推进电机15、驱动电机14与自动控制器21相连接并受其控制，自动控制器21还与传感器22相连接。
所述传感器22为超声波收发一体化传感器。所述自动控制器21由设置控制电路、驱动电路及其电源电路组成，所述设置控制电路由单片机IC1、四非门电路IC2、集成电路IC3-IC4、电阻R1-R14、电阻排RP1-RP2、电容C1-C8、三极管T1-T8、晶振M、四位数码管LED、电位器W、按钮A1-A4、变压器B和继电器J1-J3组成，其中，四位数码管LED的阳极线排通过第一电阻排RP1与单片机IC1的1-7脚相连接，四位数码管LED的四个阴极分别与第一三极管T1、第二三极管T2、第三三极管T3、第四三极管T4的集电极相连接，第一至第四三极管的基极通过第二电阻排RP2与单片机的21-24相连接，传感器22中发射器X1的两端与变压器B的次级相连接，变压器B初级的一端与电位器W的一端相连接，电位器W的另一端一路与第一电阻R1的一端相连接，另一路与电源正极端Vdd相连接，变压器B初级的另一端与第五三极管T5的集电极相连接，第五三极管T5的基极通过第二电阻R2与四非门电路的第一门IC4-1输出端相连接，四非门电路的第一门IC4-1的输入端与四非门电路的第二门IC4-2输出端相连接，四非门电路的第二门IC4-2的输入端一路与第一电阻R1的另一端相连接，另一路与单片机IC1的14脚相连接，传感器22中接收器X2的一端与第二集成电路IC2的1脚相连接，其另一端分别与接地线、第一电容C1、第二电容C2的一端相连接，第一电容C1的另一端通过第四电阻R4与第二集成电路IC2的2脚相连接，第二电容C2的另一端与第二集成电路IC2的3脚相连接，第二集成电路IC2的4脚与接地线相连接，第二集成电路IC2的5脚与第三电阻R3的一端相连接，第三电阻R3的另一端分别与电源正极端Vdd、第四电容C4的正极和单片机IC1的40脚相连接，第二集成电路IC2的6脚通过第三电容C3与接地线相连接，第二集成电路IC2的7脚一路与四非门电路的第三门IC4-3输入端相连接，另一路与第五电阻R5的一端相连接，第五电阻R5的另一端与第二集成电路IC2的8脚相连接，四非门电路的第三门IC4-3输出端与四非门电路的第四门IC4-4输入端相连接，四非门电路的第四门IC4-4输出端与单片机IC1的15脚相连接，单片机IC1的18脚一路与第七电容C7的一端相连接，另一路与晶振M的一端相连接，单片机IC1的19脚与第八电容C8的一端相连接，另一路与晶振M的另一端相连接，单片机IC1的39脚通过第十三电阻R13与第八三极管T8的基极相连接，第八三极管T8的集电极通过第三继电器J3与电源正极端Vdd相连接，单片机IC1的38脚通过第十二电阻R12与第七三极管T7的基极相连接，第七三极管T7的集电极通过第二继电器J2与电源正极端Vdd相连接，单片机IC1的37脚通过第十一电阻R11与第六三极管T6的基极相连接，第六三极管T6的集电极通过第一继电器J1与电源正极端Vdd相连接，单片机IC1的13脚通过串联连接的第十电阻R10、第四按钮A4与电源正极端Vdd相连接，单片机IC1的12脚通过串联连接的第九电阻R9、第三按钮A3与电源正极端Vdd相连接，单片机IC1的11脚通过串联连接的第八电阻R8、第二按钮A2与电源正极端Vdd相连接，单片机IC1的10脚通过串联连接的第七电阻R7、第一按钮A1与电源正极端Vdd相连接，单片机IC1的17脚与第三集成电路IC3的5脚相连接，单片机IC1的16脚与第三集成电路IC3的6脚相连接，单片机IC1的9脚一路与第五电容C5的负极相连接，另一路通过第六电阻R6与接地端相连接，第五电容C5的正极与第三集成电路IC3的8脚及电源正极端Vdd相连接，第三集成电路IC3的1、2、3、4脚连接一起并与第六电容C6、第十四电阻R14的一端及接地端相连接，第十四电阻R14的另一端与第三集成电路IC3的7脚相连接，第六电容C6的另一端与电源正极端Vdd相连接。所述驱动电路由接触器JQ1-JQ3及其触点JQ1-1、JQ2-1、JQ3-1、组成，其中，三相电源UA、UB、UC通过电源开关K分别与第一、第二、第三接触器触点JQ1-1、JQ2-1、JQ3-1的输入端相连接，第一接触器触点JQ1-1的输出端与驱动电机14相连接，第二、第三接触器触点JQ2-1、JQ3-1的输出端交叉连接后与推进电机15相连接，所谓交叉连接是指第二、第三接触器触点JQ2-1、JQ3-1的三根输出线中，将其中的两根调换位置连接，以使推进电机15在第二接触器吸合时与第三接触器吸合时的转向相反。第一接触器线圈JQ1的一端通过串联第一继电器常开触点J1-1与三相电源中一相相连接，其另一端与三相电源中另一相相连接，第二接触器线圈JQ2的一端通过串联第二继电器常开触点J1-1与三相电源中一相相连接，其另一端通过串联第三继电器常闭触点J3-2与三相电源中另一相相连接，第三接触器线圈JQ3的一端通过串联第三继电器常开触点J3-1与三相电源中一相相连接，其另一端通过串联第二继电器常闭触点J2-2与三相电源中另一相相连接。
本发明中所提及的电源电路为设置控制电路的稳压电源，其现有技术较多在此不再叙述，其稳压输出端与电源正极端Vdd相连接，其地线端与设置控制电路的接地端相连接；驱动电路的电源即三相电源UA、UB、UC。
本发明中所述单片机IC1的型号为89C51、四非门电路IC2的型号为BX1490、集成电路IC3的型号为AT24C02、集成电路IC4-1-IC4-4为一块集成电路其型号为74H14、四位数码管LED为四位共阴数码管。
本发明中按钮A1-A4分别为启动按钮、停止按钮、设定按钮和存储按钮，四位数码管LED为设置数值显示，通过按钮A1-A4即可根据所需要除蜡油管的长度而设定推进电机15的定位静止点。工作时，将需要除蜡油管6插入油管固定支架3上端的油管夹具5内，并用固定螺栓4将油管6夹紧。按动按钮A1，驱动电机13即开始带动钻杆10及钻头7运转，推进电机15正转并通过蜗杆16带动齿轮20沿着齿条滑轨17向前(图1中左方向)运动，钻杆10及钻头7即旋转慢慢进入油管6内，当钻头7到达油管6末端时，在设置控制电路的控制下推进电机15自动翻转，带动钻杆10及钻头7慢慢退回至起始端，然后往返循环上述过程，油管6内蜡清除干净后，按动按钮A2系统自动退回并停止，等待下一次工作。