CN101446179A - 智能石油修井机 - Google Patents

Abstract

一种智能石油修井机，由拖车、井架、驱动传动机构、液压系统和控制系统组成，从拖车头向后逐序设有井架支架、并列设置的变压器、智能控制柜和蓄能器、开关磁阻电机，绞车装置、液压系统、操作室及液压架井架，其特征在于驱动传动机构包括磁阻开关电机，与其相连的传动箱，与传动箱相连的角式传动箱，与角式传动相连的绞车传动箱，与绞车传动箱相连的绞车装置，绞车装置的钢丝绳通过井架顶端的定滑轮相连的作业吊钩，与传动箱相连的油泵和自服传动器，与角式传动箱相连的液压马达；液压系统包括与油泵相连的液压管路、液压管路上的换向阀，与液压管路相连的蓄能缸和蓄能器、刹车阀、液压钳、井架液压支承缸、井架伸缩变幅油缸，井架立收变幅油缸。

Description

智能石油修井机

一、技术领域

本发明涉及一种油田修井设备，具体地说是一种智能石油修井机。

二、背景技术

目前油田修井大多数还是用分体是的通井机和井架进行修井，只有少部分用上了组装式的液压蓄能修井机，组装式液压蓄能修井机克服了通井机修井存在的先由井架安装队安装修井架，再由修井作业队上通井机修井的分体作业方式，为及时修井争得了时间，同时具有一定的节能效果，整体结构紧凑操作简单，为油田开发提供了一种良好的修井设备，在此技术的引导下，科技人员不断创新开发出了不同类型的整体修井设备。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种节能效果显著自动化水平高的智能石油修井机，为提高油田开发水平开创出一种新一代修井机。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：

本发明由拖车、井架、驱动传动机构、液压系统和控制系统组成，从拖车头向后逐序设有井架支架、并列设置的变压器、智能控制柜和蓄能器、开关磁阻电机，绞车装置、液压系统、操作室及液压架井架，其特征在于驱动传动机构包括磁阻开关电机，与其相连的传动箱，与传动箱相连的角式传动箱，与角式传动相连的绞车传动箱，与绞车传动箱相连的绞车装置，绞车装置的钢丝绳通过井架顶端的定滑轮相连的作业吊钩，与传动箱相连的油泵和自服传动器，与角式传动箱相连的液压马达；液压系统包括与油泵相连的液压管路、液压管路上的换向阀，与液压管路相连的蓄能缸和蓄能器、刹车阀、液压钳、井架液压支承缸、井架伸缩变幅油缸，井架立收变幅油缸。

控制系统包括与磁阻开关电机相联的智能控制柜，与智能控制柜相联的显示盘和操作台，显示盘和操作台设在操作室内。

驱动传动机构另一种结构方式为开关磁阻电机与伺服传动器相连，伺服传动器与绞车传动箱相连，绞车传动箱与绞车装置相连，绞车装置的钢丝绳通过井架顶端的定滑轮与作业吊钩相连；伺服传动器与线变量泵马达相连，线性变量泵马达与蓄能器相连，还与油泵相连，油泵与液压管路和液压油箱相连。

井架由设在井架座底部的井架液压支撑缸，设在井架内中下部的井架伸缩变幅油缸，设在井架内中上部的伸缩架，设在伸缩架顶部的定滑轮和设在井架下中部下侧支承于拖车底盘的井架立收变幅油缸组成；井架座与拖车底盘和井架与井架底座用转轴连接；伸缩架与井架滑动配合；井架伸缩变幅油缸上部顶在伸缩架上。

本发明与已有技术相比具有如下优点：

1、本智能修井机系统在修井机下放油管或抽油杆的过程中起刹车作用，同时收集能量；在提升油管或抽油杆进释放能量辅助主工作电机工作，从而达到节能的目的。

2、在刹车储能过程中，各感应元件随时检测工况信息并反馈给电控制单元，电控单元发出有效指令使泵/马达系统合理工作。

3、释能时把储存在蓄能器中的高压能量通过泵/马达系统释放，驱动绞盘旋转提升油管或抽油杆(提升速度可随操作意愿调整)。

4、在整个工作过程中，伺服传动系统根据电控单元的指令，合理控制泵/马达与主工作电机的协同工作。

5、本系统属机电液一体化、智能控制，适合连续重复性作业，降低操作手的劳动强度，提高作业设备的安全性能。

6、将开关磁阻电机的特性与修井工作特性有机结合，节能效果显著。

7、因为本系统的高集成化，大大缩小作业设备的体积，减轻了重量，提高了作业设备的机动性能。

8、本系统也可以对老式的修井设备进行改装，提升其作业效率，为企业降低作业成本。

四、附图说明

图1-本发明的结构示意图

图2-是图1不包括井架的俯视图

图3-本发明的液压流程示意图

图4-本明的驱动传动结构示意图

图5-带线性变量泵/马达的驱动传动结构示意图

图中1-井架  2-拖车底盘  3-变压器  4-蓄能器  5-智能控制柜  6-开关磁阻电机  7-绞车装置  8-液压系统  9-操作室  10-井架液压支撑缸  11-螺旋支腿  12-井架伸缩变幅油缸  13-井架立收变幅油缸  14-蓄能缸  15-油泵16-刹车阀  17-液压马达  18-液压钳  19-传动箱  20-角式传动箱  21-绞车传动箱  22-线性变量泵/马达  23-伺服传动器

五、具体实施方式

为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明：

如图1、2所示本发明由拖车、井架1、驱动传动机构、液压系统8和控制系统组成，从拖车头向后拖车底盘2上逐序设有井架支架、并列设置的变压器3、智能控制柜5和蓄能器4、开关磁阻电机6，绞车装置7、液压系统8、操作室9及井架液压支撑缸10，其特征在于如图4所示驱动传动机构包括开关磁阻电机6，与其相连的传动箱19，与传动箱相连的角式传动箱20，与角式传动相连的绞车传动箱21，与绞车传动箱相连的绞车装置7，绞车装置的钢丝绳通过井架顶端的定滑轮相连的作业吊钩，与传动箱相连的油泵15和伺服传动器23，与角式传动箱相连的液压马达17；液压系统如图3所示包括与油泵相连的液压管路、液压管路上的换向阀，与液压管路相连的蓄能缸14和蓄能器4、刹车阀16、液压钳18井架液压支承缸10、井架伸缩变幅油缸12，井架立收变幅油缸13。

在应用本发明时首先用拖车把智能石油修井机，拖到修井井口就位，把井口的电源或用发动机取能器带动发电机发的电接于变压器3，经变压器接于智能控制柜5，智能控制柜接于开关磁阻电机6，智能控制柜的显示部分对应与操作室9内的显示屏对应接好，把电机控制部分和液压控制部与操作台的操作部分接好，把螺旋支腿11调整好，使螺旋支腿稳固于地面；接操作台上的电机启动按钮，启动开关磁阻电机6，此时用离合器隔开角式传动箱20，开关磁阻电机带动传动箱19转动，传动箱带动油泵15转动，油泵将油箱内的液压油泵入液压系统8，操作井架底座液压缸手柄将井架液压支撑缸10与地面支稳，操作井架立收手柄，井架立收变幅油缸13将井架1立起，操作井架伸缩手柄，井架伸缩变幅油缸12把伸缩架高度定到合适位置，待调整好后，将角式传动箱离合器合上带动角式传动箱转动，角式传动箱带动绞车传动箱21转动，绞车传动箱带动绞车装置7中的滚筒转动，滚筒通过定滑轮通过钢丝绳带动作业吊钩，作业吊钩带动油管上下运动，从而达到起下油管或作业工具进行修井作业的目的。在修井起油管或起下井下工具过程中，首先操作操作台上的确定绞车装置滚筒的圈数和转速按钮，使作业吊钩吊着油管或井下工具在设定的速度和高度下工作，待更换或连接油管和井下工具时，操作刹车手柄，液压马达17转动打开刹车阀16进行液压刹车，待上油管或卸油管完毕后，关闭刹车手柄，作业吊钩带动油管或作业工具上行或下行。吊钩上行时蓄能器4内被压缩的氮处于释放状态，待液压管路压力不足时推动蓄能缸14给液压管路补充压力，待作业吊钩下行时将油管柱的自身重量与开关磁阻电机反转力通过传动箱传给伺服传动器23，传给线性变泵/马达22再传给蓄能缸、蓄能缸压缩蓄能器4内的氮气将能量存起来，待作业吊钩上行能量不足时及井架液压支撑缸、井架伸缩变幅油缸和井架立收变幅油缸的液压不足时给于补充。

Claims (4)

1、一种智能石油修井机，由拖车、井架、驱动传动机构、液压系统和控制系统组成，从拖车头向后逐序设有井架支架、并列设置的变压器、智能控制柜和蓄能器、开关磁阻电机，绞车装置、液压系统、操作室及液压架井架，其特征在于驱动传动机构包括磁阻开关电机，与其相连的传动箱，与传动箱相连的角式传动箱，与角式传动相连的绞车传动箱，与绞车传动箱相连的绞车装置，绞车装置的钢丝绳通过井架顶端的定滑轮相连的作业吊钩，与传动箱相连的油泵和自服传动器，与角式传动箱相连的液压马达；液压系统包括与油泵相连的液压管路、液压管路上的换向阀，与液压管路相连的蓄能缸和蓄能器、刹车阀、液压钳、井架液压支承缸、井架伸缩变幅油缸，井架立收变幅油缸。

2、根据权利要求1所述的智能石油修井机，其特征在于控制系统包括与磁阻开关电机相联的智能控制柜，与智能控制柜相联的显示盘和操作台，显示盘和操作台设在操作室内。

3、根据权利要求1所述的智能石油修井机，其特征在于驱动传动机构另一种结构方式为开关磁阻电机与伺服传动器相连，伺服传动器与绞车传动箱相连，绞车传动箱与绞车装置相连，绞车装置的钢丝绳通过井架顶端的定滑轮与作业吊钩相连；伺服传动器与线变量泵马达相连，线性变量泵马达与蓄能器相连，还与油泵相连，油泵与液压管路和液压油箱相连。

4、根据权利要求1所述的智能石油修井机，其特征在于井架由设在井架座底部的井架液压支撑缸，设在井架内中下部的井架伸缩变幅油缸，设在井架内中上部的伸缩架，设在伸缩架顶部的定滑轮和设在井架下中部下侧支承于拖车底盘的井架立收变幅油缸组成；井架座与拖车底盘和井架与井架底座用转轴连接；伸缩架与井架滑动配合；井架伸缩变幅油缸上部顶在伸缩架上。

Images