CN101644146B - 用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置 - Google Patents

Abstract

本发明所述的一种用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置，包括升降转动装置、十字滑台调整装置、井控装置和连续油管导入装置。所述的升降转动装置安装在十字滑台调整装置上面，升降转动架装置前面中部装有连续油管导入装置。十字滑台调整装置底部装有辅助小支腿。升降转动装置底部装有主支腿。所述的升降转动装置升降运动能保证适应采油树不同高度的需要，升降由内支架沿着外支架导轨上下移动来实现，驱动力由装有增程滑轮机构的升降油缸完成，由主支腿的螺旋机构完成微调升降运动。注入头支撑板的翻转运动由翻转油缸完成，用来实现适应井口位移要求。十字滑台调整装置在水平方向进行横纵向移动。从而实现作业平台的四自由度移位作业。

Description

用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置

技术领域

本发明所述的一种用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置涉及石油领域里的一种作业设备。

背景技术

连续油管作业机在石油工业被誉为“万能作业设备”。随着我国油气勘探开发生产任务的日益繁重和水平井改造及后期作业问题的与日俱增，连续油管技术和装备所具有的独特优势得到了进一步证实，我国对连续管技术与装备的需求迅速增大。近年来，我国也高度重视连续油管技术与装备的研究，并将“连续油管技术与装备”列入国家863计划。

目前，连续油管作业机在我国主要用于冲砂洗井、钻桥塞、气举、注液氮、清蜡、排液、挤酸和配合测试，不仅应用领域较小，而且用的较多的是冲砂洗井和清蜡等简单作业。并且，现有连续油管作业机的注入头均在井口正上方工作，使用连续油管作业机就必须拆掉井口原有装置，不仅耗费了人力物力，还大大影响了工作效率和油井生产效率。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置，该装置可将注入头精确定位，并且结构简单、操作灵活、工作可靠，提高注入头作业的稳定性和作业平台的作业能力，省去了拆装井口原有装置的繁琐作业，从而提高了工作效率和油井生产效率，还大大减轻了员工的劳动强度。从而解决了现有连续油管作业机的注入头均在井口正上方工作，使用连续油管作业机就必须拆掉井口原有装置，不仅耗费了人力物力，还大大影响了工作效率和油井生产效率等问题。

本发明所述的一种新型的用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置，是由升降转动装置、十字滑台调整装置、井控装置(防喷器组)和连续油管导入装置组成；所述的升降转动装置安装在十字滑台调整装置上面，升降转动装置前面中部装有连续油管导入装置，十字滑台调整装置底部装有辅助小支腿。升降转动装置底部装有主支腿。

本发明所述的升降转动装置包括外支架、内支架、升降油缸、翻转小油缸、注入头支撑杆、注入头支撑板、注入头支架、防沉座和主支腿。升降油缸通过螺栓连接固定在外支架的下部横梁上，内支架安装在外支架的轨道上，由升降油缸带动升降，翻转小油缸安装在升降转动装置内支架的上部，其活塞顶住注入头支撑板一边的底边，注入头支撑板的另一边通过合页与升降转动装置内支架的上部横梁连接，注入头支撑杆的一端与注入头支撑板一边的底边相连接，另一端支在升降转动装置内支架的上部横梁上，注入头支架安装在注入头支撑板上，四角由螺钉固定，外支架底部装有主支腿，六个主支腿分三组与三个防沉座通过焊接两两固定。

本发明所述的十字滑台调整装置包括十字滑台下滑台板、十字滑台上滑台板、法兰式直线轴承装置和端盖。所述的法兰式直线轴承装置由直线轴、法兰式直线轴承和轴承座组成；升降转动装置与十字滑台上滑台板之间通过十字滑台上滑台板里的轴承座连接；在十字滑台下滑台板和十字滑台上滑台板的四个角上装有八个法兰式直线轴承装置，法兰式直线轴承装置用端盖两端固定；十字滑台上滑台板与十字滑台下滑台板之间通过十字滑台下滑台板里的轴承座连接，十字滑台下滑台板底部通过螺栓连接四个辅助小支腿。

本发明所述的连续油管导入装置包括油管导向器、油管下引导管、油管上引导管和井控装置(防喷器组)。所述的井控装置(防喷器组)的一端连接在注入头支撑板的底部中心上，另一端与油管上引导管相连，油管上引导管的下端连接油管导向器，油管导向器的下端连接油管下引导管。

本发明所述的油管导向器包括导向机构和校直机构。导向机构在上，校直机构在下，连成一体。导向机构内装有20对导向滚轮，两侧的滚轮两两相对安装。校直机构内装有9个校直滚轮，两侧的滚轮交错安装。

本发明所述的内支架的中部横梁上装有防喷器升降支架，安装井控装置(防喷器组)时，防喷器升降支架上部托住井控装置(防喷器组)。

本发明的目的是这样实现的：用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置具有三位移和一转动的四自由度，它由升降转动装置、十字滑台调整装置、井控装置(防喷器组)和连续油管导入装置组成。其中，十字滑台调整装置上通过螺栓连接四个辅助小支腿1，辅助小支腿1可进行上下调节，十字滑台调整装置可对放在它上面的装置进行水平方向的两个互相垂直方向的移动。升降转动装置通过螺钉连接固定在十字滑台调整装置上，使用液压驱动，可进行升降运动和一个方向的转动。该装置先利用升降转动装置将注入头定位在需要的大致位置上，再利用十字滑台调整装置和支腿进行微调，最终将注入头精确定位。

本发明所述的升降转动装置的升降运动能保证适应采油树不同高度的需要，注入头支撑板的翻转运动用来实现适应井口位移要求。大调整由升降内支架沿着外支架导轨上下移动和注入头支撑板的翻转来实现，驱动力由装有增程滑轮机构的升降油缸和翻转油缸完成；微调由主支腿的螺旋机构完成升降移动，由十字滑台调整装置完成水平方向的两个互相垂直方向移动。

本发明所述的十字滑台调整装置能保证水平方向的精确定位。只要调节法兰式直线轴承在直线轴上的相对位置就可以实现升降转动架水平方向的两个互相垂直方向的微调运动，无需动力来驱动，手动即可达到在水平方向对准井口的目的。用十字滑台调整装置微调时将主支腿卸荷，用辅助小支腿来支撑作业平台，对准井口并固定后再放下主支腿。工作时，用主支腿完成主支撑作用。

本装置中的油管导向器为半径为2米的弯曲的箱型结构，内设有适应连续油管外径的成型滚轮，控制连续油管在弹性变形范围内顺利导入下部滚轮校直机构中，以便进入井口。

本发明具有结构新颖、结构简单、操作灵活、工作可靠，能将注入头精确定位，提高注入头作业的稳定性和作业平台的作业能力等优点，其大批量投入市场必将产生显著的经济效益和积极的社会效益。

附图说明

本发明共有三幅附图，其中：

图1是用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置结构示意图主视图；

图2是连续油管导入装置结构示意图；

图3是十字滑台调整装置结构示意图的主视局部剖视图；

图中：1、辅助小支腿  2、防沉座  3、主支腿  4、十字滑台下滑台板  5、十字滑台上滑台板  6、升降油缸  7、油管下引导管  8、油管导向器  9、油管上引导管  10、外支架  11、防喷器升降支架  12、内支架  13、井控装置(防喷器组)  14、翻转油缸  15、注入头支撑杆  16、注入头支撑板  17、注入头支架  18、校直滚轮  19、校直机构  20、导向机构  21、导向滚轮  22、直线轴  23、法兰式直线轴承  24、轴承座  25、端盖。

具体实施方式

本发明的具体实施例如附图所示，图1示出了用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置的基本结构组成。它由一个升降转动装置、一个十字滑台调整装置、一个连续油管导入装置、四个辅助小支腿1和六个主支腿3组成。其中，十字滑台调整装置底部通过螺栓连接四个辅助小支腿1，辅助小支腿1可进行上下调节，十字滑台调整装置可对放在它上面的装置进行水平方向的两个互相垂直方向的移动。升降转动装置的外支架10与十字滑台调整装置的轴承座24之间通过螺钉连接，注入头支撑板16的一边通过合页与升降转动装置内支架12的上部横梁连接；上下移动和一个方向的转动由升降油缸6和翻转小油缸14进行驱动。升降转动装置的升降油缸6上装有增程滑轮机构，通过螺栓连接固定在外支架10上；外支架10上装有导轨，内支架12装在外支架10的导轨上，由升降油缸6带动上下移动。翻转油缸14一端通过螺栓连接固定在内支架12上，另一端通过螺栓连接固定在注入头支撑板16上。升降转动装置与六个可上下调节的主支腿3通过螺栓连接在一起。主支腿3与防沉座2通过焊接固定。大调整由内支架12沿着外支架导轨上下移动和注入头支撑板16的翻转来实现，驱动力由装有增程滑轮机构的升降油缸6和翻转油缸14完成；微调由主支腿3的螺旋机构完成升降移动，由十字滑台调整装置完成水平方向的两个互相垂直方向的移动，用十字滑台调整装置微调时将主支腿3卸荷，用辅助小支腿1来支撑作业平台。工作时，注入头支架17安装在注入头支撑板16上面，四角用螺钉固定，注入头支撑板16翻转后与水平面成20°角，注入头支撑板16翻转后一端由注入头支撑杆15支撑，升降转动装置由主支腿3支撑。

图3示出了十字滑台调整装置的基本结构。升降转动装置通过十字滑台上滑台板5里的轴承座24与十字滑台调整装置连接，十字滑台上滑台板5通过十字滑台下滑台板4轴承座24与十字滑台下滑台板4连接。只要手动调节法兰式直线轴承23在直线轴22上的相对位置就可以实现升降转动架的水平方向的两个互相垂直方向的微调运动，无需动力驱动。

图1和图2所示的连续油管导入装置包括油管导向器8、油管下引导管7、油管上引导管9和井控装置(防喷器组)13。所述的井控装置(防喷器组)13的一端连接在注入头支撑板16的底部中心上，另一端与油管上引导管9相连，油管上引导管9的下端连接油管导向器8，油管导向器8的下端连接油管下引导管7。所述的连接油管导向器8包括导向机构20和校直机构19；导向机构20在上，校直机构19在下，连成一体；导向机构20内装有20对导向滚轮21，两侧的滚轮两两相对安装。校直机构19内装有9个校直滚轮18，两侧的滚轮交错安装。

Claims (5)

1.一种用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置，其特征在于是由升降转动装置、十字滑台调整装置、井控装置和连续油管导入装置组成；所述的升降转动装置安装在十字滑台调整装置上面，升降转动装置前面中部装有连续油管导入装置，十字滑台调整装置底部装有辅助小支腿(1)；升降转动装置底部装有主支腿(3)；所述的升降转动装置包括外支架(10)、内支架(12)、升降油缸(6)、翻转小油缸(14)、注入头支撑杆(15)、注入头支撑板(16)、注入头支架(17)、防沉座(2)和主支腿(3)；升降油缸(6)通过螺栓连接固定在外支架(10)的下部横梁上，内支架(12)安装在外支架(10)的轨道上，由升降油缸(6)带动升降，翻转小油缸(14)安装在升降转动装置内支架(12)的上部，其活塞顶住注入头支撑板(16)一边的底边，注入头支撑板(16)的另一边通过合页与升降转动装置内支架(12)的上部横梁连接，注入头支撑杆(15)的一端与注入头支撑板(16)一边的底边相连接，另一端支在升降转动装置内支架(12)的上部横梁上，注入头支架(17)安装在注入头支撑板(16)上，外支架(10)底部通过螺栓连接六个主支腿(3)，六个主支腿(3)分三组与三个防沉座(2)通过焊接两两固定。

2.根据权利要求1所述的用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置，其特征在于所述的十字滑台调整装置包括十字滑台下滑台板(4)、十字滑台上滑台板(5)、法兰式直线轴承装置和端盖(25)；所述的法兰式直线轴承装置由直线轴(22)、法兰式直线轴承(23)和轴承座(24)组成；升降转动装置与十字滑台上滑台板(5)之间通过十字滑台上滑台板(5)里的轴承座(24)连接；在十字滑台下滑台板(4)和十字滑台上滑台板(5)的四个角上装有八个法兰式直线轴承装置，法兰式直线轴承装置通过端盖(25)两端固定；十字滑台上滑台板(5)与十字滑台下滑台板(4)之间通过十字滑台下滑台板(4)里的轴承座(24)连接，十字滑台下滑台板(4)底部通过螺栓连接四个辅助小支腿(1)。

3.根据权利要求1所述的用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置，其特征在于所述的连续油管导入装置包括油管导向器(8)、油管下引导管(7)、油管上引导管(9)和井控装置(13)；所述的井控装置(13)的一端连接在注入头支撑板(16)的底部中心上，另一端与油管上引导管(9)相连，油管上引导管(9)的下端连接油管导向器(8)，油管导向器(8)的下端连接油管下引导管(7)。

4.根据权利要求3所述的用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置，其特征在于所述的油管导向器(8)包括导向机构(20)和校直机构(19)；导向机构(20)在上，校直机构(19)在下，连成一体；导向机构(20)内装有20对导向滚轮(21)，两侧的滚轮两两相对安装；校直机构(19)内装有9个校直滚轮(18)，两侧的滚轮交错安装。

5.根据权利要求1所述的用于连续油管注入头的四自由度移位作业装置，其特征在于所述的内支架(12)的中部横梁上装有防喷器升降支架(11)；安装井控装置(13)时，用防喷器升降支架(11)上部托住井控装置(13)。

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