具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

结合图1-15所示，本申请提供一种自平衡步进式修井设备，包括有底座1、固定座2、支座21、伺服电机3、绕线盘4、安装架5、定滑轮6、钢丝绳70、夹紧机构7和推进机构8，底座1顶部右侧连接有支座21，底座1下部开有通口22，底座1顶部左侧前后对称的连接有两个固定座2，两个固定座2的上部之间通过转轴转动式连接有绕线盘4，后侧的固定座2上安装有伺服电机3，伺服电机3的输出轴与绕线盘4上的转轴连接，底座1顶部左侧通过螺钉连接的方式连接有安装架5，安装架5位于绕线盘4的左侧，安装架5上部通过转轴转动式连接有定滑轮6，支座21上放置有夹紧机构7，夹紧机构7用于夹住钻杆，绕线盘4上绕有钢丝绳70，钢丝绳70绕过定滑轮6与夹紧机构7的部件连接，钢丝绳70用于控制夹紧机构7进行升降将钻杆放入裸眼井内，底座1的左侧内壁连接有推进机构8，推进机构8用于将钻杆推入裸眼井内。

要将钻杆放入裸眼井内时，先将本设备放置在裸眼井口处，并使通口22对准裸眼井的井口，接着将钻杆放置在支座21上，并使钻杆上的钻杆接头移入夹紧机构7内，夹紧机构7能够夹住钻杆上的钻杆接头，接着启动伺服电机3使绕线盘4转动收回钢丝绳70，钢丝绳70被收回能够拉动夹紧机构7向上移动，夹紧机构7向上移动带动钻杆向上移动，当钻杆向上移动至与支座21脱离后，控制伺服电机3停止工作，然后人工手动扶正钻杆，使钻杆对准通口22，推进机构8的部件随之与钻杆的外壁接触，然后控制伺服电机3使绕线盘4反向转动放出钢丝绳70，在重力的作用下，夹紧机构7和钻杆随之向下移动，此时，开启推进机构8，推进机构8能够推动钻杆向下移动进入裸眼井内，当钻杆上部的钻杆接头向下移动至靠近通口22后，控制伺服电机3和推进机构8停止工作，钻杆停止下移。随后人工手动使夹紧机构7将钻杆松开，再将夹紧机构7放回支座21上，然后重复上述操作将下一根钻杆吊起，并使下一根钻杆与裸眼井内的钻杆贴合，然后转动上侧的钻杆，使两根钻杆上的钻杆接头通过接头部位上的螺纹连接在一起，然后重复上述操作使钻杆继续向下移动进入裸眼井内，周而复始，能够重复的将多根钻杆推入裸眼井内。当需要将裸眼井内的钻杆抽出时，使夹紧机构7夹住钻杆上的钻杆接头，然后启动伺服电机3使绕线盘4转动收回钢丝绳70，钢丝绳70被收回时拉动夹紧机构7向上移动，夹紧机构7向上移动能够将裸眼井内的钻杆抽出，最后将钻杆取下即可。

夹紧机构7包括有第一连接块71、卡勾72、U型块73、弧形夹套74、第一扭簧75、插销76、第二连接块77、固定块78、接触块79和轴座710，支座21上放置有两个弧形夹套74，两个弧形夹套74前后对称，弧形夹套74用于放置钻杆，两个弧形夹套74的外表面均上下对称的连接有两个固定块78，四个固定块78上均通过插销76连接有一个第二连接块77，第二连接块77能够从固定块78上卸下，上下对应的两个第二连接块77之间均通过转轴转动式连接有卡勾72，两个卡勾72对称，卡勾72用于勾住钻杆上的钻杆接头，两个卡勾72的转轴上均套有两个第一扭簧75，第一扭簧75一端与第二连接块77连接，第一扭簧75另一端与卡勾72连接，两个卡勾72的内侧面均连接有接触块79，两个接触块79对称，两个接触块79分别位于两个弧形夹套74的左侧，两个卡勾72的左侧均通过转轴转动式连接有一个轴座710，两个轴座710对称，两个轴座710的轴杆之间转动式连接有第一连接块71，第一连接块71左侧连接有U型块73，钢丝绳70与U型块73连接。

将钻杆放置在支座21上后，使钻杆上的钻杆接头移入两个弧形夹套74内，当钻杆上的钻杆接头与接触块79接触后，钻杆上的钻杆接头继续移动挤压两个接触块79向远离弧形夹套74的方向移动，两个接触块79向远离弧形夹套74的方向移动时能够使卡勾72转动勾住钻杆上的钻杆接头，第一扭簧75随之变形；当钢丝绳70被收回时能够拉动U型块73向上移动，U型块73向上带动第一连接块71向上移动，第一连接块71向上移动带动轴座710向上移动，轴座710向上移动带动卡勾72向上移动，卡勾72向上移动拉动钻杆上的钻杆接头向上移动，钻杆随之向上移动；当钢丝绳70被放出时，在重力的作用下，钻杆随之向下移动，当要将钻杆上的钻杆接头松开时，能够将插销76从固定块78上取下，然后将第二连接块77从固定块78上取下，接着将使两个卡勾72向远离弧形夹套74的方向移动将钻杆上的钻杆接头松开；当要对下一根钻杆进行起吊时，将弧形夹套74放回支座21上，接着用插销76将第二连接块77重新固定在固定块78上即可。

推进机构8包括有固定架80、摆动架81、滑动架82、步进电机83、第一转动轴84、推动轮85、皮带轮86、平皮带87和支架88，底座1左侧内壁的中部连接有固定架80，固定架80顶部后侧连接有支架88，支架88右上侧开有弧形滑槽，支架88上的弧形滑槽内滑动式连接有滑动架82，滑动架82内连接有步进电机83，支架88右上侧通过转轴转动式连接有摆动架81，摆动架81的上下两侧均转动式连接有第一转动轴84，下侧第一转动轴84与步进电机83的输出轴连接，两个第一转动轴84中部均连接有一个推动轮85，推动轮85用于将钻杆推入裸眼井内，两个第一转动轴84的前侧均连接有一个皮带轮86，两个皮带轮86之间套有平皮带87。

人工手动扶正钻杆使钻杆对准通口22后，钻杆与下侧推动轮85紧贴，启动步进电机83使下侧的第一转动轴84转动，下侧的第一转动轴84转动带动下侧的皮带轮86转动，下侧皮带轮86转动带动平皮带87转动，平皮带87转动带动上侧皮带轮86转动，上侧皮带轮86转动带动上侧第一转动轴84转动，第一转动轴84转动带动推动轮85转动，下侧推动轮85转动能够将钻杆推入裸眼井内，当下侧推动轮85长时间的工作后，转动摆动架81使下侧第一转动轴84带着下侧推动轮85向左摆动与钻杆脱离，使上侧第一转动轴84带着向右上侧推动轮85向右摆动与钻杆外壁接触，此时，上侧推动轮85转动能够继续将钻杆推入裸眼井内，如此，能够使两个推动轮85交替使用，当无需推入钻杆时，关闭步进电机83。当钻杆从裸眼井内抽出时，启动步进电机83使下侧的第一转动轴84反向转动，下侧的第一转动轴84反向转动带动下侧的皮带轮86反向转动，下侧皮带轮86反向转动带动平皮带87反向转动，平皮带87反向转动带动上侧皮带轮86反向转动，上侧皮带轮86反向转动带动上侧第一转动轴84反向转动，第一转动轴84反向转动带动推动轮85反向转动；当卡勾72带着钻杆上的钻杆接头向上移动至靠近下侧推动轮85时，转动摆动架81使下侧第一转动轴84带着下侧推动轮85向左摆动，下侧推动轮85向左摆动后不挡住卡勾72和钻杆上的钻杆接头，当卡勾72和钻杆上的钻杆接头向上移动至下侧推动轮85的上侧后，反向转动摆动架81使下侧第一转动轴84带着下侧推动轮85向右摆动复位，下侧推动轮85向右摆动复位后与钻杆紧贴，从而下侧推动轮85反向转动能够推动钻杆向上移动从裸眼井内移出，当全部钻杆均从裸眼井内抽出后，控制步进电机83停止工作。

还包括有扶正机构9，底座1顶部左侧连接有扶正机构9，扶正机构9用于扶正钻杆，扶正机构9包括有支撑座90、液压缸91、第三连接块92、滑轨93、剪式延展架94、限位板95、第二转动轴96、托块97、T型推块98和活动杆99，底座1顶部左侧连接有支撑座90，支撑座90位于安装架5的左侧，支撑座90顶部左侧连接有液压缸91，支撑座90顶部左侧连接有滑轨93，滑轨93位于液压缸91的左侧，支撑座90上部左侧转动式连接有两个第二转动轴96，两个第二转动轴96前后对称，两个第二转动轴96之间连接有剪式延展架94，剪式延展架94左上部通过滑杆与滑轨93滑动式连接，剪式延展架94左上部的滑杆上套有第三连接块92，第三连接块92与液压缸91的伸缩杆连接，支撑座90顶部左侧前后对称的连接有两个限位板95，两个限位板95的右侧面上部均通过导向杆滑动式连接有一根活动杆99，两根活动杆99的右端之间均连接有托块97，托块97用于扶正钻杆，托块97左侧面开有滑槽，剪式延展架94右侧的上下部均通过轴杆套有一个T型推块98，两个T型推块98均与托块97上的滑槽滑动式连接。

当钻杆从支座21上吊起时，启动液压缸91的伸缩杆缩短，液压缸91的伸缩杆缩短使第三连接块92向下移动，第三连接块92向下移动能够使剪式延展架94展开，剪式延展架94展开时推动T型推块98向右移动，T型推块98向右移动推动托块97向右移动，托块97向右移动后能够将钻杆托住，防止钻杆随意晃动，托块97将钻杆托住后，控制液压缸91的伸缩杆伸长，液压缸91的伸缩杆伸长使第三连接块92向上移动，第三连接块92向上移动能够使剪式延展架94合拢，剪式延展架94合拢时带动T型推块98向左移动，T型推块98向左移动拉动托块97向左移动，此时，钻杆还在向上移动，钻杆由于自身重力慢慢摆直，托块97向左移动时一直将钻杆撑住，如此能够对钻杆进行扶正，使钻杆处于竖直状态，使钻杆对准通口22，从而无需人工手动扶正钻杆，能够省时省力，当托块97向左移动复位后，控制液压缸91停止工作。

还包括有推进辅助机构10，底座1左侧内壁连接有推进辅助机构10，推进辅助机构10用于辅助推动轮85将钻杆推入裸眼井内，推进辅助机构10包括有第一齿条杆100、第三转动轴101、转动架102、转动轮103、第一回力弹簧104、第一齿轮105和第一安装板106，底座1左侧内壁的上部连接有第一安装板106，第一安装板106和固定架80之间转动式连接有第三转动轴101，第三转动轴101的上下部均连接有一个转动架102，两个转动架102上均通过轴杆套有一个转动轮103，转动轮103用于辅助推动轮85将钻杆推入裸眼井内，推动轮85和转动轮103均为橡胶材质，能够更好的推动钻杆进行移动，转动架102的轴杆上套有第一回力弹簧104，第一回力弹簧104一端与转动架102接触，第一回力弹簧104另一端与转动轮103接触，托块97后侧面连接有第一齿条杆100，第三转动轴101上端通过单向离合器连接有第一齿轮105，第一齿轮105与第一齿条杆100啮合。

托块97向右移动时带动第一齿条杆100向右移动，第一齿条杆100向右移动时使第一齿轮105顺时针转动，由于第三转动轴101上端的单向离合器的作用，第三转动轴101不会顺时针转动，托块97向左移动带动第一齿条杆100向左移动，第一齿条杆100向左移动使第一齿轮105逆时针转动，第一齿轮105逆时针转动带动第三转动轴101逆时针转动，第三转动轴101逆时针转动带动转动架102逆时针转动，转动架102逆时针转动带动转动轮103和第一回力弹簧104绕第三转动轴101逆时针转动，转动轮103逆时针转动后与钻杆外壁紧贴，第一回力弹簧104被压缩，转动轮103逆时针转动后位于推动轮85的右侧并与推动轮85对准，从而推动轮85推动钻杆向下以及向上移动时，转动轮103随之自转辅助钻杆进行移动，当无需用到转动轮103时，顺时针转动第三转动轴101，第三转动轴101顺时针转动带动转动架102顺时针转动，转动架102顺时针转动带动转动轮103顺时针转动复位。

还包括有切换机构11，支架88上连接有切换机构11，切换机构11用于切换两个推动轮85交替使用，切换机构11包括有牵引杆110、拉簧111、第二齿条杆112、第二齿轮113、拉杆114、第二回力弹簧115、第二扭簧116、限位块117和凸起118，摆动架81下部开有一字孔，支架88前侧通过导向杆滑动式连接有牵引杆110，牵引杆110通过滑杆与摆动架81下部的一字孔滑动式连接，支架88前部与牵引杆110前部之间通过挂钩连接有拉簧111，支架88后侧上部开有一字槽，支架88的一字槽内滑动式连接有第二齿条杆112，第二齿条杆112底部左侧连接有限位块117，牵引杆110顶部左侧连接有凸起118，凸起118与限位块117接触，支架88左部滑动式连接有拉杆114，拉杆114右端与限位块117左侧面连接，拉杆114上套有第二回力弹簧115，第二回力弹簧115一端与支架88连接，第二回力弹簧115另一端与限位块117连接，第三转动轴101中部通过单向离合器连接有第二齿轮113，第二齿条杆112移动时能够与第二齿轮113啮合，摆动架81的转轴上套有第二扭簧116，第二扭簧116一端与摆动架81连接，第二扭簧116另一端与支架88连接。

如图12所示，当限位块117挤压凸起118时，拉簧111被拉伸，下侧的推动轮85与钻杆接触，当要切换使用上侧的推动轮85时，向左拉动拉杆114，拉杆114向左移动拉动限位块117向左移动，第二回力弹簧115被压缩，限位块117向左移动不挤压凸起118，在拉簧111的作用下，能够使牵引杆110向左移动，牵引杆110向左移动拉动摆动架81转动，第二扭簧116被压缩，摆动架81转动使下侧第一转动轴84带着下侧推动轮85向左摆动与钻杆脱离，使上侧第一转动轴84带着上侧推动轮85向右摆动与钻杆外壁接触；此时，转动轮103与钻杆的外壁接触，限位块117向左移动带动第二齿条杆112向左移动，第二齿条杆112向左移动使第二齿轮113逆时针转动，由于第三转动轴101中部的单向离合器的作用，第三转动轴101不会逆时针转动，当一根钻杆被推入裸眼井内后，且需要吊起下一根钻杆时，松开拉杆114，在第二回力弹簧115的作用下，能够使限位块117向右移动复位，限位块117向右移动带动二齿条杆向右移动，第二齿条杆112向右移动使第二齿轮113顺时针转动，第二齿轮113顺时针转动带动第三转动轴101顺时针转动，第三转动轴101顺时针转动带动转动架102顺时针转动，转动架102顺时针转动带动转动轮103顺时针转动复位，转动轮103顺时针转动复位后不会对下一根钻杆进行阻挡。限位块117向右移动推动凸起118向右移动，凸起118向右移动带动牵引杆110向右移动，拉簧111被拉伸，牵引杆110向右移动能够使摆动架81反向转动，第二扭簧116恢复原状，摆动架81反向转动使下侧第一转动轴84带着下侧推动轮85向右摆动复位，使上侧第一转动轴84带着向右上侧推动轮85向左摆动复位，从而操作更加方便、快捷。

还包括有卡位机构12，托块97上连接有卡位机构12，卡位机构12用于对钻杆进行限位，卡位机构12包括有安装座120、挡块121和第三扭簧122，托块97前后两侧内壁均连接有安装座120，两个安装座120对称，两个安装座120上均通过转轴转动式连接有挡块121，两个挡块121对称，两个挡块121分别与两个安装座120接触，两个挡块121的转轴上均套有两个第三扭簧122，第三扭簧122一端与安装座120连接，第三扭簧122另一端与挡块121连接。

当托块97向右移动托住钻杆时带动安装座120向右移动，安装座120向右移动带动挡块121向右移动，当挡块121向右移动至与钻杆接触时，挡块121继续向右移动被钻杆挤压向内转动，第三扭簧122被压缩，当挡块121与钻杆脱离时，在第三扭簧122的作用下，能够使挡块121转动复位与安装座120接触，挡块121与安装座120接触后，挡块121被安装座120抵住不能够继续向外转动，从而挡块121能够对钻杆进行限位，防止钻杆从托块97右侧开口处移出。

还包括有固定机构13，底座1左侧内壁连接有固定机构13，固定机构13用于固定裸眼井内的钻杆，固定机构13包括有安装杆130、摇盘131、双向螺杆132、弧形卡套133、第二安装板134和十字活动块135，底座1左侧内壁的下部连接有安装杆130，安装杆130的左右两侧均连接有第二安装板134，两个第二安装板134的后部之间转动式连接有双向螺杆132，双向螺杆132上两侧的螺纹相反，双向螺杆132上的两侧均通过螺纹连接的方式连接有十字活动块135，十字活动块135与安装杆130滑动式连接，两个十字活动块135内侧面的上下两侧均连接有弧形卡套133，双向螺杆132左端连接有摇盘131。

当要使钻杆进入裸眼井内时，转动摇盘131，摇盘131转动带动双向螺杆132转动，双向螺杆132转动能够使两个十字活动块135向远离通口22的方向移动，当一根钻杆进入裸眼井内后，反向转动摇盘131，摇盘131转动带动双向螺杆132反向转动，双向螺杆132反向转动能够使两个十字活动块135带着弧形卡套133向靠近钻杆的方向移动，弧形卡套133向靠近钻杆的方向移动后，能够将裸眼井内的钻杆夹住固定，从而能够防止转动上侧的钻杆使两根钻杆上的钻杆接头连接在一起时，裸眼井内的钻杆晃动，进而能够便于将两根钻杆连接在一起，当要使弧形卡套133将裸眼井内的钻杆松开时，重复上述操作即可。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。