CN101550812B - 抢喷作业机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石油工业使用的抢喷作业机,当发生井喷时,用本发明及时控制井喷。抢喷作业机包括抢喷部分、传导部分、液控系统、主轴和防爆柴油机,抢喷部分通过传导部分与主轴和液控系统连接,防爆柴油机与液控系统连接。操作人员通过操纵本作业机的液控系统,远距离即可完成抢喷所要完成的工作。本发明的机械化程度高,可远距离操作本作业机,实现安装抢喷器、切油管和拆卸井口的作业施工,及时控制井喷。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业的修井作业设备,特别是抢喷作业机,当发生井喷时,用本发明及时控制井喷。
背景技术
目前井喷时喷出气液流切削力强,冲击力大、噪声刺耳,拆装井口很困难,危险性也很大。同时井口环境的恶劣也给抢喷措施带来更大难度,特别是气井井喷,因有毒气体、易燃易爆气体的存在,使抢喷作业难以处理。最早处理失控井喷事故是靠人海战术,但危险性太大,极易造成人员伤亡。目前国内各油田大都使用专利号为96227348.1的失控井喷抢装井口装置,基本能够满足处理一般性失控井喷的需要,但对于一些井口压力高于20MPa、井口条件差的井仍存在一定的局限性。另还存在井口人员操作安全风险大、自动化程度不高,抢喷时间较长等不足,以及不具备安全处理井口有管柱井井喷事故的能力。上述抢喷装置需要操作工人近距离到达井口,操作工人的安全不能很好地保证,抢喷的全过程都是人工操作,参加抢喷的人数较多,机械化程度较低。
发明内容
本发明的目的在于提供抢喷作业机,提高抢喷设备的机械化程度,提高现场操作人员的安全保障,快速、有效、安全地控制井喷。
本发明的技术解决方案是:抢喷作业机包括抢喷部分、传导部分、液控系统、主轴和防爆柴油机,抢喷部分通过传导部分与主轴和液控系统连接,防爆柴油机与液控系统连接。操作人员通过操纵本作业机的液控系统,远距离即可完成抢喷所要完成的工作。
本发明具有以下显著的效果:本发明的机械化程度高,可远距离操作本作业机,实现安装抢喷器、切油管和拆卸井口的作业施工。本作业机伸缩梁前端连接抢喷部分,通过伸缩梁使抢喷部分到达井口,操作人员可远距离对失控井喷进行各种抢喷工作。在保证现场操作人员的人身安全的同时,有效控制失控井喷。缩短了控制井喷的作业时间,降低了井喷损失,保证了操作人员的人身安全,具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明抢喷作业机抢喷部分的主视图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明主轴的俯视图。
图4是本发明防喷悬挂器的剖面图。
图5是本发明防喷悬挂器的俯视图。
图6是本发明自锁液压钳的主剖视图。
图7是本发明自锁液压钳的俯视图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步的详述:参见附图1、2和3,抢喷作业机包括抢喷部分、传导部分、液控系统9、主轴11和防爆柴油机10。抢喷部分通过传导部分与主轴11和液控系统9连接,防爆柴油机10与液控系统9连接。抢喷部分包括扶正器1、工作升降缸2、装置升降缸6、防喷悬挂器3、自锁液压钳4、液压调节机构,工作升降缸2穿套在扶正器1内活塞杆23上方与防喷悬挂器3连接,工作升降缸2的下部夹持在自锁液压钳4的壳体30的两侧。工作升降缸2的下端与导向板5用螺栓连接在一起,使自锁液压钳4位于在工作升降缸2与导向板5之间。抢喷液压调节机构与防喷悬挂器3连接。参见图4和图5,防喷悬挂器3包括弓形横梁14、导轨16、上法兰17、下法兰18、球形关节19和伸缩节20,导轨16与弓形横梁14、上法兰17和下法兰18连接,在上法兰17和下法兰18中间是球形关节19,球形关节19与伸缩节20啮合,伸缩节20下方连接专用抢喷工具,如:防喷器、废旧井口拆卸爪和光管封隔器。抢喷液压调节机构包括活套21、活塞杆23、固定套24、缸体26、堵头27和进液接头28,活塞杆23安装在活套21和固定套24里面,卡簧22镶嵌在活塞杆23与活套21之间。缸体26与固定套24和堵头27螺纹连接,进液接头28与堵头27螺纹连接,进液接头28通过液压管线与液控系统9连接。固定套24与缸套26套装在支撑架25的安装孔内。参见图6和图7,自锁液压钳4包括丝杠29、钳体30、活塞35、卡瓦座38和卡瓦40,丝杠29与活塞35连接,安装在钳体30内,卡瓦40安装在卡瓦座38内与活塞35连接。钳体30内还装有缸帽31、支撑套33和端帽37,支撑套33安装在丝杠29外,支撑套33的套体上设有导轨与活塞35前端的划钉34配合,缸帽31与活塞35的前端配合;钳体30上的进液孔41与端帽37和活塞35之间的腔室连通,缸帽31上的进液孔42与钳体30和活塞35前端的腔室连通,成为两个液压腔。钳体30的上端面设有端盖32和连接套36,连接套36焊接在钳体30上,再由紧定螺钉44固定;端盖32与连接套36通过紧定螺钉43连接。卡瓦座38和卡瓦40由压盖39通过紧定螺钉45固定。卡瓦座38、卡瓦40和压盖39的前端均为弧形结构,其内圆与井口套管相符。可根据井喷井口的具体情况,调整安装不同尺寸的卡瓦40,适应井喷井的套管。传导部分包括装置升降缸6、联接轴承7和伸缩梁8,装置升降缸6与伸缩梁8连接并通过联接轴承7与导向板5连接在一起。抢喷液压调节机构的活套21与防喷悬挂器3的上法兰17焊接在一起连;伸缩梁8的前端套装在装置升降缸6的外部,伸缩梁8安装在液控系统9内部。抢喷液压调节机构通过活塞杆23拉伸防喷悬挂器3,对防喷悬挂器3的伸缩节20下部悬挂的抢喷专用工具对应井口的距离进行调整。液控系统9包括液压旋转机构12,液控系统9通过液压管线分别与液压旋转机构12、进液孔41和42、进液接头28以及伸缩梁8的液压连接件连接。液控系统9和防爆柴油机10连接。本抢喷作业机的抢喷部分、传导部分、液控系统9、液压旋转机构12和防爆柴油机10安装在底板上,底板下方由车载部分13的车体或者是支撑体支撑。支撑体包括支架、支撑箱体、车体。主轴11与底板穿套连接,主轴11的外部安装大型轴承,底端设有底座,可以放置在车体或者是支撑体上,伸缩梁8的连接端与底板上方的主轴11穿套连接。
如上所述,抢喷作业机具有扶正器1套在工作升降缸2的外面,工作升降缸2下端和自锁液压钳4卡接在一起,自锁液压钳4通过液控系统9供给动力。防喷悬挂器3的两端分别与两个工作升降缸2的活塞连接。见图3,扶正器1把工作升降缸2和装置升降缸6横向连接在一起,装置升降缸6和伸缩梁8连接在一起,装置升降缸6通过联接轴承7和导向板5连接在一起。伸缩梁8为楔形套装梁,安装在液控系统9里面。防爆柴油机10和液控系统9连接在一起。防喷悬挂器3具有弓形横梁14与导轨16用钢结构高强度的大螺栓15连接,导轨16安装在上法兰17与下法兰18之间。上法兰17与下法兰18通过螺栓连接在一起,固定在球形关节19的外表面,球形关节19与伸缩节20丝扣连接。抢喷液压调节机构带动上法兰17、下法兰18以及与其装配连接在一起的部件在导轨16上移动。活套21焊接在上法兰17上,卡簧22镶在活套21里与活塞杆23卡紧连接,固定套24套在活塞杆23外面,支撑架25紧密配合在固定套24外。缸套26与固定套24螺纹连接,堵头27连接在缸套26的后部,进液接头28和堵头27螺纹连接,在缸套26内形成液压腔使活塞杆23在其内部自由移动,调节抢喷部分与井口的距离。自锁液压钳4的钳体30内部安装的端帽37和缸帽31与钳体30通过螺纹连接在一起,活塞35插到端帽37内部,通过划钉34和支撑套33配合。活塞35和缸帽31之间,通过进液孔42形成一个液压腔,同时在活塞35和端帽37之间,通过进液孔41形成另一个液压腔。划钉34可在支撑套33上移动,支撑套33和丝杠29配合在一起,丝杠29在缸帽31中心孔内穿过,缸帽31和钳体30通过螺纹连接。轴销和紧定螺钉把活塞35和卡瓦座38连接在一起,可以一起移动。卡瓦40和卡瓦座38紧密配合,上面安装压盖39。压盖39上的凸起台阶与卡瓦40上的定位槽配合在一起。压盖39和卡瓦座38通过紧定螺钉连接在一起。端盖32和连接套36通过紧定螺钉43固定,连接套36焊接在钳体30的外部。紧定螺钉44把连接套36和钳体30固定在一起,压盖39通过紧定螺钉45把卡瓦40固定紧。
抢喷作业机工作时,用车将本作业机送到指定地点,如现场没有其它支撑体,可用车体,如有其它支撑体,可将车开走,而将支撑体垫支在作业机的底板上。先启动防爆柴油机10为液控系统9提供动力,做好抢喷的准备工作。通过控制液控系统9的运转使传导部分的伸缩梁8带动抢喷部分伸向井口,进行抢喷工作。通过液控系统9可以控制伸缩梁8的伸长与缩短,使本作业机的抢喷部分达到指定的井口位置。主轴11的外部安装大型轴承,其底端设有底盘。液压旋转机构12包括液压缸和活塞杆,液压旋转机构12通过液压管线与液控系统9连接,液压缸的底座与主轴11的底盘铰接,活塞杆与底板铰接。通过液控系统9的液控手柄操纵液压旋转机构12的液压缸,液压缸内活塞杆的伸长与收缩可以使底板围绕主轴11做+25度至-25度之间任意角度的旋转,带动底板上安装的液控系统9、防爆柴油机10、抢喷部分和传导部分做旋转运动,以达到将抢喷部分对准井口的目的。防喷悬挂器3的上法兰17和下法兰18及与其连接的抢喷液压调节机构和伸缩节20下端安装的专用抢喷工具在轨道16上移动,通过抢喷液压调节机构对井口距离做调整。工作升降缸2在扶正器1的扶正作用下,上下移动,调节自锁液压钳4的高度。自锁液压钳4通过液控系统9的供压与回液,控制钳体30内活塞35的伸长与收缩,调整钳口的大小。进行抢喷作业。以下结合实施例,描述几种抢喷施工的具体过程:
液压自动冒喷拆除废井口并安装防喷器
1、首先将抢喷用的拆卸爪安装在伸缩节20的下端,将本作业机运至井口附近,车尾距井口3.5m范围以内,启动液压控制系统,准备抢喷;
2、通过液控系统9的液控手柄,操纵伸缩梁8向井口方向平稳伸出;当接近井口1.5m左右时,伸缩梁8停止伸出;
3、操纵液控手柄,使底板整体旋转,微调对中井口;
4、用液控手柄操纵传导部分的装置升降缸6,使其下降至自锁液压钳4能够卡住套管短节为止;
5、操纵液控手柄,使伸缩梁8伸出,使与伸缩梁8连接在一起的导向板5找正套管;
6、操纵液控手柄,使自锁液压钳4伸出,卡紧、锁定在套管短节上,为整套设备固定基础,起到生根的作用;
7、操纵液控手柄,使防喷悬挂器3前伸,使伸缩节20下端连接的拆卸爪卡住并抱紧废井口后上提,将废井口拆下;
8、操纵液控手柄使防喷悬挂器3回缩,拆下拆卸爪,安装好防喷器;
9、防喷悬挂器3重新前伸对正井口,操纵液控手柄使工作升降缸2下降,使与防喷器连接的三通找正并压紧井口法兰,此时井口已相对安全,人工安装井口螺栓;
10、操纵液控手柄关闭防喷器,使失控井喷得以控制;
11、人工卸掉防喷器的螺栓,使防喷器与防喷悬挂器3分离,收回抢喷部分和传导部分,关闭液控系统9,关闭防爆柴油机10,抢喷作业机运离抢喷现场。
光套管头井喷时冒喷液压自动安装插管式封隔器和防喷器
1、伸缩节20下端连接防喷器和光管封隔器,将本作业机运至井喷现场,操纵液控手柄,如上所述操纵本作业机使抢喷部分与井口中心重合;
2、通过操纵液控手柄,使自锁液压钳4伸出并卡紧套管短节;
3、操纵液控手柄,使防喷悬挂器3前伸,工作升降缸2下降,使与防喷器下端三通连接的光管封隔器插入井筒;
4、操纵液控手柄打压,使光管封隔器锚定并座封在套管内壁上,为防喷器生根,光管封隔器胶筒压缩,封闭光管封隔器与套管之间的环空;
5、操纵液控手柄关闭防喷器,使失控井喷得以控制;
6、待压井后,运离抢喷作业机,进行后续施工。
部分油管喷出,冒喷液压割断井口油管并安装防喷器
1、伸缩节20下端连接液压切管器,将本作业机运至井喷现场,操纵液控手柄,如上所述操纵本作业机使抢喷部分与井口中心重合;
2、用液控手柄操纵自锁液压钳4,使其伸出并卡紧套管短节;
3、操纵液控手柄,使防喷悬挂器3前伸,通过液控手柄控制工作升降缸2的升降,使液压切管器套入大四通上法兰,用液控手柄启动液压切管器,切断油管;
4、打开液压切管器的钳口,收回液压切管器,下放工作升降缸2,操纵液控手柄,使与防喷器连接的三通找正并压紧井口法兰;
5、此时井口已相对安全,人工连接井口螺栓,用液控手柄操纵防喷器使其关闭,使井喷得以控制,完成抢喷作业;
6、卸掉防喷器上的螺栓,使防喷器与防喷悬挂器3分离,收回本作业机的传导部分和抢喷部分,关闭液控系统9,关闭防爆柴油机10,将抢喷作业机运离抢喷现场。
Claims (11)
1.抢喷作业机,其特征是本作业机包括抢喷部分、传导部分、液控系统(9)、主轴(11)和防爆柴油机(10),抢喷部分通过传导部分与主轴(11)和液控系统(9)连接,防爆柴油机(10)与液控系统(9)连接;抢喷部分包括扶正器(1)、工作升降缸(2)、防喷悬挂器(3)、抢喷液压调节机构和自锁液压钳(4),工作升降缸(2)穿套在扶正器(1)内与防喷悬挂器(3)连接,工作升降缸(2)的下部与自锁液压钳(4)卡紧连接在一起,抢喷液压调节机构与防喷悬挂器(3)连接;防喷悬挂器(3)包括弓形横梁(14)、导轨(16)、上法兰(17)、下法兰(18)、球形关节(19)和伸缩节(20),导轨(16)与弓形横梁(14)、上法兰(17)和下法兰(18)连接,在上法兰(17)和下法兰(18)中间是球形关节(19),球形关节(19)与伸缩节(20)丝扣连接;抢喷液压调节机构包括活套(21)、活塞杆(23)、固定套(24)、缸套(26)、堵头(27)和进液接头(28),活塞杆(23)安装在活套(21)和固定套(24)里面,卡簧(22)镶嵌在活塞杆(23)与活套(21)之间;缸套(26)与固定套(24)和堵头(27)螺纹连接,进液接头(28)与堵头(27)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的抢喷作业机,其特征是自锁液压钳(4)包括丝杠(29)、钳体(30)、活塞(35)、卡瓦座(38)和卡瓦(40),丝杠(29)与活塞(35)连接,安装在钳体(30)内,卡瓦(40)安装在卡瓦座(38)内与活塞(35)连接。
3.根据权利要求2所述的抢喷作业机,其特征是钳体(30)设有两个进液孔,分别是第一进液孔(41)和第二进液孔(42),其钳体(30)内还装有缸帽(31)、支撑套(33)和端帽(37),支撑套(33)安装在丝杠(29)外,其套体上设有导轨与活塞(35)前端的划钉(34)配合,缸帽(31)与钳体(30)的前端配合;钳体(30)上的第一进液孔(41)与端帽(37)和活塞(35)之间的腔室连通,钳体(30)上的第二进液孔(42)设在缸帽(31)上且与钳体(30)和活塞(35)前端之间的腔室连通,成为两个液压腔。
4.根据权利要求2所述的抢喷作业机,其特征是钳体(30)的上端面设有端盖(32)和连接套(36),连接套(36)焊接在钳体(30)上,再由紧定螺钉(44)固定;端盖(32)与连接套(36)通过紧定螺钉(43)连接。
5.根据权利要求2所述的抢喷作业机,其特征是卡瓦座(38)和卡瓦(40)由压盖(39)通过紧定螺钉(45)固定;卡瓦座(38)、卡瓦(40)和压盖(39)的前端均为弧形结构,其内圆与井口套管相符;压盖(39)设有凸起台阶与卡瓦(40)上的定位槽配合。
6.根据权利要求1所述的抢喷作业机,其特征是传导部分包括装置升降缸(6)、联接轴承(7)和伸缩梁(8),装置升降缸(6)与伸缩梁(8)连接并通过联接轴承(7)与导向板(5)连接在一起,伸缩梁(8)为楔形套装梁,安装在液控系统(9)里面。
7.根据权利要求1所述的抢喷作业机,其特征是液控系统(9)包括液压旋转机构(12),通过液压管线分别与液压旋转机构(12)、钳体(30)上的第一进液孔(41)和第二进液孔(42)以及抢喷液压调节机构的进液接头(28)连接。
8.根据权利要求1所述的抢喷作业机,其特征是本抢喷作业机的抢喷部分、传导部分、液控系统(9)、防爆柴油机(10)安装在底板上,底板下方是车体或者是支撑体。
9.根据权利要求8所述的抢喷作业机,其特征是主轴(11)外部安装大型轴承,底端设有底盘,将主轴(11)穿套在底板上。
10.根据权利要求9所述的抢喷作业机,其特征是液压旋转机构(12)包括液压缸和活塞杆,液压旋转机构(12)通过液压管线与液控系统(9)连接,液压缸的底座与主轴(11)的底盘铰接,液压旋转机构(12)的活塞杆与底板铰接。
11.根据权利要求10所述的抢喷作业机,其特征是底板围绕主轴(11)可做+25度至-25度之间任意角度的旋转。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120905 Termination date: 20150509 |
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EXPY | Termination of patent right or utility model |