CN104389532A - 一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，包括作业平台系统、自动吊卡系统、自动上卸扣系统、油管扶正推拉系统、油管举升系统、地面排管系统、控制系统；所述作业平台系统下端通过法兰与井口套管四通相连；所述自动吊卡系统、自动上卸扣系统均固定在作业平台系统上；所述油管扶正推拉系统通过销轴连接在自动上卸扣系统的基座上；所述油管举升系统安装在自动上卸扣系统的一侧；所述地面排管系统安装在油管举升系统的任意一侧，与油管举升系统配合实现油管的转运；其他系统分别与控制系统相连。本发明实现井口操作无人化，降低工人的劳动强度，提高作业安全性，确保管柱顺利起下。

Description

一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统

技术领域

本发明涉及石油工业的机械化修井作业技术，具体地说是一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统。

背景技术

修井作业是油田生产过程的重要环节，多年来一直是劳动密集型产业， 目前，大多数油田使用传统的设备作业，一般需要5名以上工作协同作业，一名司钻操作通井机或修井机起下油管，二名工人在井口搬抬吊卡、摘挂吊环、推拉液压钳上卸油管扣，二名工人在井场上拖拉油管，负责井口与油管排之间油管的输送以及油管的排放。尤其是井口小修作业，其工作环节恶劣，工人劳动强度大，并且操作过程中还存在安全隐患。

随着以人为本理念以及安全环保意识的增强，这种以长期以来依靠作业工人手动完成的作业模式亟待改变，随着自动化检测和控制技术的发展，改善作业工作的劳动环境，降低劳动强度，实现修井作业机械化，特别是井口操作无人化，已成为油田修井作业急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，实现井口操作无人化，降低工人的劳动强度，提高作业安全性，确保管柱顺利起下。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，包括作业平台系统、自动吊卡系统、自动上卸扣系统、油管扶正推拉系统、油管举升系统、地面排管系统、控制系统；所述作业平台系统下端通过法兰与井口套管四通相连；所述自动吊卡系统、自动上卸扣系统均固定在作业平台系统上；所述油管扶正推拉系统通过销轴连接在自动上卸扣系统的基座上；所述油管举升系统安装在自动上卸扣系统的一侧，并且与作业平台系统具有距离间隔，同时，油管举升系统上具有V型槽并且V型槽要与井口中线重合；所述地面排管系统安装在油管举升系统的任意一侧，与油管举升系统配合实现油管的转运；所述作业平台系统、自动吊卡系统、自动上卸扣系统、油管扶正推拉系统、油管举升系统、地面排管系统分别与控制系统相连。

所述作业平台系统包括作业平面、作业平台护栏、作业平台、防喷器组、支撑液压缸、平台支撑底座、下横梁、支撑立柱；所述下横梁通过自身的法兰与井口套管四通相连；所述防喷器组安装在下横梁上；所述支撑液压缸下端通过螺纹连接固定在下横梁上，所述作业平面通过销轴与支撑液压缸上端连接；所述作业平面外围设置有作业平台，所述作业平台由框架结构焊接而成，上面铺设了防滑板，作业平台通过销轴与四根支撑立柱相连；所述作业平台护栏通过护栏套安装在作业平台上，护栏套焊接在作业平台上；作业平台底部设置支撑立柱，支撑立柱底部设置平台支撑底座。

所述自动吊卡系统包括自动吊卡、吊卡转运装置、吊环摘挂装置、吊环扶正装置；所述吊卡转运装置、吊环扶正装置同时安装固定在作业平台系统上，所述吊环摘挂装置采用螺栓安装在作业大钩上，所述吊卡转运装置用于承接并转运自动吊卡，吊环摘挂装置用于摘挂自动吊卡上的吊环，吊环扶正装置用于扶正自动吊卡上的吊环。

所述自动吊卡包括自动吊卡压盖、自动吊卡壳体、吊卡销、复位弹簧、吊卡活门、锁紧弹簧、活门锁紧装置、齿轮、齿轮驱动装置、活门解锁装置、液压缸；所述吊卡销为U型结构，一端长一端短，长的一端为空心管，用于放置复位弹簧，吊卡销安装在吊卡壳体的U型轨道内；所述自动吊卡压盖安装在吊卡壳体的上表面，所述复位弹簧上端顶在自动吊卡压盖的内表面；所述吊卡活门外缘具有齿条结构，安装在吊卡壳体的吊卡活门槽内；所述齿轮通过销轴安装在吊卡壳体上，齿轮与吊卡活门啮合，所述齿轮驱动装置驱动齿轮旋转，从而实现活门的开关；所述齿轮还连接活门锁紧装置，活门锁紧装置的另一端连接锁紧弹簧，所述锁紧弹簧安装在吊卡壳体的弹簧孔内，锁紧弹簧使活门锁紧装置锁紧齿轮，从而实现吊卡活门的锁紧，活门锁紧装置还连接有活门解锁装置，活门锁紧装置为常锁机构；活门解锁装置的液压缸可安装在吊卡壳体上，也可单独安装。

所述吊卡转运装置主要包括支撑柱、连接轴、吊卡转运槽、旋转装置、吊卡转运升降装置；所述旋转装置通过轴承或轴套连接在作业平台上，所述吊卡转运升降装置通过螺纹连接在旋转装置上，所述支撑柱通过螺纹与吊卡转运升降装置连接；连接轴通过焊接与支撑柱连接；所述吊卡转运槽焊接在连接轴上，吊卡转运槽为一平板结构，具有吊卡导向面，主要用于承接自动吊卡；该吊卡转运装置包括有两套，都安装在作业平台上，且关于作业井口对称。

所述吊环摘挂装置通过螺栓安装在作业大钩的下端；吊环摘挂装置的内部安装有驱动装置，驱动装置连接伸缩杆并使伸缩杆伸出或缩回，从而撑开或收回吊环；所述导向头安装在伸缩杆的端部。

所述吊环扶正装置主要包括支撑底座、吊环扶正升降装置、旋转驱动装置、主动齿轮、从动齿轮、前后扶正臂、左右扶正臂、双活塞杆液压缸、伸缩杆；所述支撑底座通过焊接固定在作业平台系统上；所述吊环扶正升降装置焊接在支持底座上；所述旋转驱动装置通过螺栓固定在吊环扶正升降装置上；所述主动齿轮与旋转驱动装置连接，从而将旋转动力传递至主动齿轮上；主动齿轮两侧的从动齿轮与主动齿轮啮合；所述前后扶正臂分别与两侧的从动齿轮连接；所述双活塞杆液压缸安装在其中一根前后扶正臂上；所述双活塞杆液压缸两侧连接伸缩杆。

所述自动上卸扣系统包括支撑基座、液压钳轨道、液压钳底座、液压钳、液压缸；所述支撑基座为框架结构，焊接在作业平台系统上；所述液压钳轨道焊接在支持基座上；液压钳底座上设有滚轮；液压钳通过螺栓连接在液压钳底座上，液压缸推动液压钳底座运动。

所述油管扶正推拉系统主要包括运行轨道、导向桶、扶正臂、主扶正手、辅助扶正手、支撑基座；所述支撑基座焊接在作业平台系统上；运行轨道焊接在支撑基座上；所述导向桶为圆筒型结构，由内筒和外筒组成，上端具有导向面，导向桶的圆筒侧面上具有油管进出的缺口，导向桶通过连接的导向桶驱动液压缸在运行轨道上运动；支撑基座上固定有2个固定销轴，一个为扶正臂旋转轴，另一个为扶正臂驱动液压缸的固定销轴；扶正臂驱动液压缸通过销轴与扶正臂连接，扶正臂驱动液压缸做直线运动时，扶正臂绕扶正臂旋转轴做旋转运动，从而可将油管转运至井口；所述主扶正手通过销轴连接在扶正臂上，主扶正手连接扶正手液压缸；所述扶正臂中部还铰接同步运动的四连杆辅助扶正机构，四连杆辅助扶正机构有两个固定旋转点，一个为四连杆球座焊接在支撑基座上，另一个为四连杆旋转轴固定在扶正臂上。

所述油管举升系统主要包括输送臂、举升导向架、举升轨道、油管抓取臂、油管抓取臂驱动轴、V型槽、油管滑车、V型槽支撑座、油管起升臂、吊卡承接板、油管抓取臂驱动轴支撑座、基座、举升臂；所述举升臂通过销轴固定在基座上，所述举升臂前端的举升导向架沿举升轨道运动，举升导向架与举升液压缸同时作为举升臂的前端支撑，举升臂内部设计有输送臂的运行轨道；输送臂与举升臂配合，安装在举升臂的举升轨道内，所述输送臂通过输送液压缸与基座连接，输送液压缸连接驱动输送臂沿运行轨道前进或后退，输送臂内部设计有吊卡承接板的运行轨道；所述吊卡承接板安装在输送臂设计的轨道内，并通过液压缸销轴将其与输送臂固定连接；所述油管起升臂通过销轴固定在输送臂上，所述输送臂的运行轨道设计在吊卡承接板的支撑臂上；所述V型槽支撑座焊接在输送臂上，V型槽通过销轴与V型槽支撑座连接；V型槽上安装有油管滑车，油管滑车通过与之连接的链条在V型槽上前后运动，液压马达通过链条驱动油管滑车；所述油管抓取臂驱动轴支撑座焊接在基座侧面上，油管抓取臂焊接在油管抓取臂驱动轴上，油管抓取臂驱动轴通过轴承或轴套连接在油管抓取臂驱动轴支撑座上。

所述地面排管系统主要包括端部固定支撑、油管滚动轨道、挡块、油管举升装置导向杆、悬臂支撑装置、油管凳、油管横担；所述油管横担用来排列放置油管，横担至少设置一层，并且坐落在下方的油管凳上，油管凳排成与单层油管横担数量相同的排数，每排等间距设置多个油管凳，油管凳的高度能上下调节，每一排的油管凳按照井口远端高度高，井口近端高度低的原则摆放，同时，每一列油管凳的最高端在同一水平面上，使油管横担形成倾角，油管横担上设置有挡块，防止油管滚出横担；所述端部固定支撑通过销轴与上方的油管滚动轨道连接，油管滚动轨道下面还连接有多个悬臂支撑装置，位于井口中线位置设置油管举升装置，油管举升装置上设置有油管举升装置导向杆，所述端部固定支撑比油管举升装置导向杆的端部距井口中线的距离短，端部固定支撑的高度低于油管举升装置导向杆的最高端的水平高度，所述悬臂支撑装置的最高高度要低于端部固定支撑的水平高度，自井口近端至井口远端，悬臂支撑装置的高度依次降低；所述悬臂支撑装置的支撑臂上部支撑上设有油管滚动轨道限位块，防止油管滚动轨道从支撑臂上滑落，油管滚动轨道限位块的高度应小于支撑油管滚动轨道的高度，所述悬臂支撑装置可通过油管支撑臂升降杆调节高度，在油管凳、油管、油管横担所形成油管桥的两侧，两个相对的悬臂支撑装置的底部固定支撑的间距要大于最长油管的长度。

所述地面排管系统还包括导向装置，导向装置安装在油管横担形成的油管桥的井口远端，导向装置通过导向装置的上部支撑能上下伸缩，所述上部支撑上端铰接有导向杆，导向杆设有多个销孔，上部支撑下端位于固定支撑上，所述导向杆和固定支撑之间铰接有斜支撑；导向装置安装后，导向杆与油管滚动轨道的端部之间，至少有一根油管的空间位置，导向装置的高度至少要高于最上面一排油管横担的高度，导向杆末端距井口中线的距离应小于油管横担距井口中线的距离，导向杆与油管横担在竖直平面内的投影相交。

所述地面排管系统还包括油管分离装置、单根油管存放装置，所述油管分离装置安装在油管横担内侧，所述油管分离装置包括举升臂、导向杆、支撑柱，导向杆其中一端铰接在举升臂的上端，另一端搭接在支撑柱上，油管分离装置通过自身的举升臂能上下运动，分离油管前，油管分离装置举升臂的高度应低于最上面一层油管的水平高度；单根油管存放装置设置在油管横担与油管抓取臂之间，单根油管存放装置离井口中线最远端的距离应大于油管分离装置离井口中线最近端的距离，同时油管分离装置举升后，油管分离装置的导向杆与单根油管存放装置的导向杆相交或油管分离装置的导向杆的最低端要高于单根油管存放装置的最高端。单根油管存放装置离井口中线远的一端高度高，离井口中线远的一端高度低，油管在重力作用下可在单根油管存放装置上滚动，单根油管存放装置的最低端具有挡油管装置，防止油管滚出单根油管存放装置，油管举升装置抓取臂下降至最低端后，其最低端应低于单根油管存放装置的最低端，其抓取臂的最远端离井口中线的距离应大于单根油管存放装置的最近端离井口中线的距离。

所述控制系统主要由液压控制系统、自动控制系统、监控系统组成；所述液压控制系统主要由通过液压管线和液压阀件依次连接的液压泵、电机或柴油机组成；所述自动控制系统主要由均与PLC控制器连接的电磁阀件、传感元件组成；所述监控系统主要由通过传输线相互连接的摄像头、显示屏组成。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、实现了机械化作业，既减轻了工人的劳动强度，又减少了安全隐患；

2、本发明配有自动检测控制系统以及监控系统，可实现作业的自动化，同时减少了作业人员，尤其是井口操作人员；

3、本发明结构简单，安装/拆卸方便，并可根据井场实际情况进行布置；

4、根据现有的作业方式，创新设计了自动吊卡，该吊卡可实现活门的自动开关以及吊卡销的自动摘挂；

5、吊卡转运装置可将吊卡转移至井口，并且可将吊卡进行举升，实现了人工转运吊卡的功能，大大降低了工人的劳动强度；

6、吊环摘挂装置安装在作业大钩上，在动力装置作用下可实现吊环的自动摘挂；

7、油管扶正推拉系统的四连杆机构与扶正臂同用一个动力源，实现同步运动，并且在运动过程中，在一定高度时四连杆机构的运动轨迹能避开井口中心线，不影响油管举升装置运动；

8、油管举升装置实现了油管从井口至井场的转移，解决了现场搬抬油管作业；

9、井场排管装置结构简单，安装方便，利用重力原理实现了自动排管作业。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为作业平台结构示意图。

图3为自动吊卡系统示意图。

图4为自动吊卡结构示意图。

图5为图4的俯视图。

图6为吊卡转运装置结构示意图。

图7为图6的俯视图。

图8为吊环摘挂装置的安装示意图。

图9为吊环摘挂装置的结构示意图。

图10为吊环扶正装置的结构示意图。

图11为图9的俯视图。

图12为自动上卸扣系统的结构示意图。

图13为油管扶正推拉装置结构示意图。

图14为油管扶正推拉装置扶正对中油管时的示意图

图15为油管举升装置俯视图。

图16为油管举升装置结构示意图。

图17为地面排管装置俯视图。

图18为地面排管装置结构示意图。

图19为油管分离装置结构示意图。

图20为地面排管两侧悬臂支撑装置结构示意图。

图21为地面排管导向装置结构示意图。

其中：

1为作业平台系统，11为作业平面，12为作业平台护栏，13为作业平台，14为防喷器组，15为支撑液压缸，16为井口套管四通，17为平台支撑底座，18为下横梁，19为支撑立柱；

2为自动吊卡系统，201为自动吊卡，202为吊卡转运装置，203为吊环摘挂装置，204为吊环扶正装置，21为自动吊卡压盖，22为自动吊卡壳体，23为吊卡销，24为复位弹簧，25为吊卡活门，26为锁紧弹簧，27为活门锁紧装置，28为齿轮，29为齿轮驱动装置（液压马达或电机等），210为活门解锁装置，211为液压缸，212为支撑柱，213为连接轴，214为吊卡转运槽，215为旋转装置，216为吊卡转运升降装置， 217为作业大钩，218为吊环， 219为吊环摘挂装置壳体，220为驱动装置，221为伸缩杆，222为导向头，223为支撑底座，224为吊环扶正升降装置，225为旋转驱动装置（液压马达或电机），226为主动齿轮，227为从动齿轮，228为前后扶正臂，229为左右扶正臂，230为双活塞杆液压缸，231为伸缩杆；

3为自动上卸扣系统，31为支撑基座，32为液压钳轨道，33为液压钳底座，34为液压钳，35为液压缸；

4为油管扶正推拉系统，41为销轴，42为四连杆球座，43为运行轨道，44为导向桶，45为油管，46为四连杆辅助扶正机构，47为扶正臂，48为扶正手液压缸，49为主扶正手，410为四连杆旋转轴，411为辅助扶正手，412为销轴，413为导向桶驱动液压缸，414为支撑基座，415为扶正臂驱动液压缸，416为扶正臂旋转轴；

5为油管举升系统，51为输送液压缸，52为输送臂，53为举升导向架，54为举升轨道，55为举升液压缸，56为油管抓取臂，57为油管抓取臂驱动轴，58为液压马达，59为V型槽，510为油管滑车，511为V型槽支撑座，512为油管起升臂，513为吊卡承接板，514为油管抓取臂驱动轴支撑座，515为基座，516为举升臂；

6地面排管系统，61为油管，62为端部固定支撑，63为油管滚动轨道，64为单根油管存放装置，65为挡块，66为油管分离装置，67为油管抓取臂，68为油管举升装置，69为井口中线，610为油管举升装置导向杆，611为悬臂支撑装置，612为导向装置，613为油管横担，614为油管凳，661为油管分离装置举升臂，662为油管分离装置导向杆，663为支撑臂，6111为底部固定支撑，6112为油管支撑臂升降杆，6113为油管支撑臂上部支撑，6114为油管支撑臂挡块，6121为底部固定支撑，6122为上部支撑，6123为导向杆，6124为销孔，6125为斜支撑；

7为控制系统；

8为井口。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

如图1所示，本发明包括作业平台系统1、自动吊卡系统2、自动上卸扣系统3、油管扶正推拉系统4、油管举升系统5、地面排管系统6、控制系统7等；作业平台系统1下端通过法兰与井口套管四通16相连；自动吊卡系统2、自动上卸扣系统3通过焊接、螺纹连接或其它连接方式固定在作业平台系统1上；油管扶正推拉系统4通过销轴连接在自动上卸扣系统3的基座上；油管举升系统5安装在井口的一侧（自动上卸扣系统3的一侧），并且离作业平台系统1有一定距离，同时，油管举升系统5的V型槽要与井口中线69重合；地面排管系统6安装在油管举升系统5的任意一侧，与油管举升系统5配合实现油管的转运；作业平台系统1、自动吊卡系统2、自动上卸扣系统3、油管扶正推拉系统4、油管举升系统5、地面排管系统6分别与控制系统7相连。还包括动力系统，所述动力系统主要提供起下油管的动力，主要由通井机和井架，或修井机，或其它型式的作业机组成。所述控制系统主要由液压控制系统、自动控制系统、监控系统组成；所述液压控制系统主要由通过液压管线和液压阀件依次连接的液压泵、电机或柴油机组成；所述自动控制系统主要由均与PLC控制器连接的电磁阀件、传感元件组成，将传感元件安装在执行部件上，用于采集数据信号，PLC用于处理数据，控制电磁阀件执行相应动作，从而实现作业的机械化操作；所述监控系统主要由通过传输线相互连接的摄像头、显示屏组成，根据现场位置进行安装，用于监控现场作业情况。

如图2所示，作业平台系统1包括作业平面11，作业平台护栏12，作业平台13，防喷器组14，支撑液压缸15，平台支撑底座17，下横梁18，支撑立柱19等；作业平台系统1通过下横梁18的法兰与井口套管四通16相连，实现作业平台系统1的连接固定；防喷器组14安装在下横梁18上；支撑液压缸15通过螺纹连接固定在下横梁18上，作业平面11通过销轴与支撑液压缸15连接，作业平面11用于作业时承接自动吊卡悬挂管柱的重量，这样通过作业平面11、支撑液压缸15、下横梁18将油管重量传递至井口四通16上；作业平台13由框架结构焊接而成，上面铺设了防滑板，作业平台13通过销轴与四根支撑立柱19相连；作业平台护栏12通过护栏套安装在作业平台13上，护栏套焊接在作业平台13上；4个平台支撑底座17通过销轴与4根支撑立柱19相连，4个平台支撑底座17通过与地面接触辅助支撑作业平台系统1。

如图3所示，自动吊卡系统2包括自动吊卡201，吊卡转运装置202，吊环摘挂装置203，吊环扶正装置204。吊卡转运装置202、吊环扶正装置204安装固定在作业平台系统1上，吊环摘挂装置203采用螺栓安装在作业大钩上；吊卡转运装置202用于承接并转运自动吊卡201，吊环摘挂装置203用于摘挂吊环，吊环扶正装置204用于扶正吊环。

如图4～5所示，自动吊卡201主要由自动吊卡压盖21，自动吊卡壳体22，吊卡销23，复位弹簧24，吊卡活门25，锁紧弹簧26，活门锁紧装置27，齿轮28，齿轮驱动装置29，活门解锁装置210，液压缸211等组成；吊卡销23为“U”型结构，一端长一端短，长的一端为空心管，用于放置复位弹簧24，吊卡销23安装在吊卡壳体22的“U”型轨道内；自动吊卡压盖21安装在吊卡壳体22的上表面，使复位弹簧24具有一定的预紧力，同时防止吊卡销23脱出；吊卡活门25外缘具有齿条结构，安装在吊卡壳体22的吊卡活门槽内；齿轮28通过销轴安装在吊卡壳体22上，齿轮28与吊卡活门25啮合，齿轮驱动装置29驱动齿轮28旋转，从而实现活门的开关；锁紧弹簧26安装在吊卡壳体22的弹簧孔内，锁紧弹簧26使活门锁紧装置27锁紧齿轮28，从而实现吊卡活门25的锁紧，活门锁紧装置27为常锁机构，活门解锁装置210不工作时，吊卡活门25一直处于锁紧状态，从而防止油管从吊卡活门25处脱出；活门解锁装置210的液压缸211可安装在吊卡壳体22上，也可单独安装，液压缸211带动活门解锁装置210运动，从而使活门解锁装置210压缩锁紧弹簧26，使锁紧装置27解锁，此时，齿轮驱动装置29即可通过齿轮28实现吊环活门25的开关，液压缸211带动活门解锁装置210复位后，锁紧弹簧26复位，实现吊卡活门25的锁紧。

如图6～7所示，吊卡转运装置202主要由支撑柱212，连接轴213，吊卡转运槽214，旋转装置215，吊卡转运升降装置216等组成；旋转装置215通过轴承或轴套连接在作业平台13上，旋转装置215可带动吊卡转运槽214旋转一定角度；吊卡转运升降装置216通过螺纹连接在旋转装置215上，吊卡转运升降装置216可带动吊卡转运槽214上升或下降一定距离；支撑柱212通过螺纹与吊卡转运升降装置216连接；连接轴213通过焊接与支撑柱212连接；吊卡转运槽214焊接在连接轴213上，吊卡转运槽214为一平板结构，具有吊卡导向面，主要用于承接自动吊卡219； 该系统由两个吊卡转运装置组成，都安装在作业平台13上，且关于作业井口8对称；

如图8～9所示，吊环摘挂装置203主要由驱动装置220，伸缩杆221，导向头222等组成；吊环摘挂装置203通过螺栓安装在作业大钩217的下端；吊环摘挂装置203的内部安装有驱动装置220，驱动装置220可使伸缩杆221伸出或缩回，从而撑开或收回吊环218；导向头222安装在伸缩杆221的端部，主要用于导向吊环218，使吊环218摘挂时位于导向头222内。

如图10～11所示，吊环扶正装置204主要由支撑底座223，吊环扶正升降装置224，旋转驱动装置（液压马达或电机）225，主动齿轮226，从动齿轮227，前后扶正臂228，左右扶正臂229，双活塞杆液压缸230，伸缩杆231等组成；支撑底座223通过焊接固定在作业平台系统1上；吊环扶正升降装置224焊接在支持底座223上，吊环扶正升降装置224可使上部装置上升或下降一定距离；旋转驱动装置225通过螺栓固定在吊环扶正升降装置224上，旋转驱动装置225可使前后扶正臂228旋转一定角度，同时实现作业时的让位；主动齿轮226与旋转驱动装置225连接，从而将旋转动力传递至主动齿轮226上；两侧的从动齿轮227与主动齿轮啮合；前后扶正臂228分别与两侧的从动齿轮227连接，这样从动齿轮227旋转时，即可带动前后扶正臂228旋转一定角度；双活塞杆液压缸230安装在其中一根前后扶正臂上，主要为左右扶正臂229提供运动动力；两侧的伸缩杆231与双活塞杆液压缸230通过螺纹连接；左右扶正臂229焊接或螺栓固定在伸缩杆231上。

如图12所示，自动上卸扣系统3包括支撑基座31，液压钳轨道32，液压钳底座33，液压钳34，液压缸35；支撑基座31为框架结构，焊接在作业平台系统1上；液压钳轨道32焊接在支持基座31上；液压钳底座33上设有滚轮，可沿液压钳轨道32做远离或接近井口的运动；液压钳34通过螺栓连接在液压钳底座33上，主要由主钳、背钳、高低速换挡机构、连接架等组成，主要用于油管的上卸扣操作；液压缸35推动液压钳底座33运动，从而实现液压钳的前进或后退。

如图13～14所示，油管扶正推拉系统4主要包括运行轨道43，导向桶44，四连杆辅助扶正机构46，扶正臂47，主扶正手49，辅助扶正手411，支撑基座414等；支撑基座414为框架焊接结构，通过焊接连接在作业平台系统上，支持基座414亦可与自动上卸扣系统3的支撑基座31作为同一基座使用；运行轨道43焊接在支撑基座414上，液压钳轨道43亦可与自动上卸扣系统3的液压钳轨道32作为同一部件使用；导向桶44为圆筒型结构，由内筒和外筒组成，上端具有导向面，内筒尺寸比导向油管的外径稍大，导向桶44的圆筒侧面上具有油管进出的缺口，导向桶44安装在底座上在运行轨道上运动；导向桶驱动液压缸413驱动导向桶44沿运行轨道43运动，导向桶驱动液压缸413亦可与自动上卸扣系统3的液压缸35作为同一液压缸使用；支撑基座414上固定有2个固定销轴，一个为扶正臂47旋转轴416，扶正臂47绕该轴可旋转一定角度，另一个为扶正臂驱动液压缸415的固定销轴，该销轴用于支撑固定液压缸415；扶正臂驱动液压缸415通过销轴41与扶正臂47连接，扶正臂驱动液压缸415做直线运动时，扶正臂47绕销轴416做旋转运动，从而可将油管转运至井口；主扶正手49通过销轴连接在扶正臂47上，扶正手液压缸48可使主扶正手49翻转90°；四连杆辅助扶正机构46有两个固定旋转点，一个为四连杆球座42焊接在支撑基座上，球头可在四连杆球座42上在360°范围内倾斜一定的角度，从而适应四连杆辅助扶正机构46的运行轨迹，另一个为四连杆旋转轴410固定在扶正臂47上，与扶正臂47有一定倾角，四连杆辅助扶正机构46随扶正臂47同步运动，扶正臂47运动到井口时，辅助扶正手411同步运动至井口，实现对油管的扶正对中，如图14所示，同时该旋转轴410使四连杆辅助扶正机构46的运行轨迹在井口中心线69方向上避开油管举升系统5的运行轨迹。

如图15～16所示，油管举升系统5主要包括输送臂52，举升导向架53，举升轨道54，油管抓取臂56，油管抓取臂驱动轴57，V型槽59，油管滑车510， V型槽支撑座511，油管起升臂512，吊卡承接板513，油管抓取臂驱动轴支撑座514，基座515，举升臂516等；基座515为框架焊接结构，举升臂516通过销轴固定在基座515上，举升臂516可在举升液压缸55的作用下举升一定高度，举升臂516后端沿固定销轴旋转一定角度，举升臂516的前端的举升导向架53沿举升轨道54运动，举升导向架53与举升液压缸55同时作为举升臂516的前端支撑，这样即可将油管举升，举升臂516内部设计有输送臂52的运行轨道；输送臂52与举升臂516配合，安装在举升臂516的轨道内，输送臂52通过输送液压缸51与基座515连接，输送液压缸51运动可使输送臂52沿运行轨道前进或后退，输送臂52内部设计有吊卡承接板513的运行轨道；吊卡承接板513安装在输送臂52设计的轨道内，通过液压缸销轴将其与输送臂52固定连接，液压缸可使吊卡承接板513前进或后退，实现吊卡承接板513前后距离的调整；油管起升臂512通过销轴固定在输送臂52上，运行轨道设计在吊卡承接板513的支撑臂上，运行轨道为一倾斜的斜面，当吊卡承接板513向前运动时，油管起升臂512的一端固定，另一端沿由低到高的运行轨道运动，油管起升臂512将油管的前端举起，这样可实现吊卡201与油管的脱离，同时可使油管顺利向下滑动，吊卡承接板513退回时，油管起升臂512下降至初始位置，该装置只在起油管时使用；V型槽支撑座511焊接在输送臂52上，V型槽59通过销轴与V型槽支撑座511连接，V型槽59在液压缸或其它动力作用下可翻转90°；V型槽59上安装有油管滑车510，油管滑车510在液压马达58的作用下可在V型槽59上前后运动，液压马达58通过链条驱动油管滑车510；油管抓取臂驱动轴支撑座514焊接在基座515侧面上，油管抓取臂驱动轴57通过轴承或轴套连接在油管抓取臂驱动轴支撑座514上，油管抓取臂56焊接在油管抓取臂驱动轴57上，油管抓取臂驱动轴57可旋转一定角度，油管抓取臂驱动轴57带动油管抓取臂56旋转，这样既可实现单根油管的抓取。

如图17～21所示，地面排管系统6主要包括端部固定支撑62，油管滚动轨道63，单根油管存放装置64，挡块65，油管分离装置66，油管输送装置导向杆610，悬臂支撑装置611，导向装置612，油管凳614等；油管凳614排成与单层油管横担613数量相同的排数，每排等间距设置多个油管凳614，油管凳614的高度可调以适应不同的井场，每一排的油管凳614按照井口远端高度高，井口近端高度低的原则摆放，同时，每一列油管凳614的最高端在同一水平面上，使油管横担613形成一定的倾角，从而使油管桥形成一定的倾斜角度，油管横担613上设置有挡块65，防止油管滚出横担613；端部固定支撑62安装于油管举升装置68或固定滑道端，端部固定支撑62比油管举升装置导向杆610的端部距井口中线69的距离短，端部固定支撑62的高度低于油管举升装置导向杆610的最高端的水平高度，端部固定支撑62的高度可调，以适应不同的井场；端部固定支撑62通过销轴与油管滚动轨道63连接，从而实现油管滚动轨道63的端部支撑及固定，在油管桥上端，通过多个悬臂支撑装置611支撑油管滚动轨道63，悬臂支撑装置611的最高高度要低于端部固定支撑62的水平高度，自井口近端至井口远端，悬臂支撑装置611的高度依次降低，使油管滚动轨道63与水平面形成一定倾角，从而使油管在重力作用下在油管滚动轨道63上滚动；悬臂支撑装置611的支撑臂上部支撑6113上，设有油管滚动轨道限位块6114，防止油管滚动轨道63从支撑臂6113上滑落，油管滚动轨道限位块6114的高度应小于支撑油管滚动轨道63的高度，悬臂支撑装置611的油管支撑臂升降杆6112可升降，从而适应不同井场的地面，油管桥两侧，两个相对的悬臂支撑装置611的底部固定支撑6111的间距要大于最长油管的长度；

导向装置612安装在油管桥的井口远端，导向装置612的上部支撑6122可伸缩以适应不同油管排的高度，上部支撑6122与导向杆6123通过销轴连接，导向杆6123设有多个销孔，斜支撑6125通过销轴一端与底部固定支撑6121相连，一端与导向杆6123相连，斜支撑6125与导向杆6123不同的销孔连接可形成不同的倾斜角度。导向装置612安装后，导向杆6123与油管滚动轨道63的端部之间，至少有一根油管的空间位置，导向装置612的高度至少要高于最上面一排油管横担的高度，导向杆6123末端距井口中线69的距离应小于油管横担613距井口中线69的距离，导向杆6123与油管横担613在竖直平面内的投影相交；

油管分离装置66安装在油管横担613内侧，且油管分离装置举升臂66可上下运动，分离油管前，油管分离装置举升臂66的高度应低于最上面一层油管的水平高度。单根油管存放装置64离井口中线最远端的距离应大于油管分离装置66离井口中线最近端的距离，同时油管分离装置66举升后，地面油管分离装置的正视图中，油管分离装置66的导向杆662与单根油管存放装置64的导向杆相交或油管分离装置66的导向杆662的最低端要高于单根油管存放装置64的最高端。单根油管存放装置64离井口中线69远的一端高度高，离井口中线69远的一端高度低，从而单根油管存放装置64具有一定的倾斜角度，油管在重力作用下可在单根油管存放装置64上滚动，单根油管存放装置64的最低端具有挡油管装置，防止油管滚出单根油管存放装置64。油管举升装置抓取臂67下降至最低端后，其最低端应低于单根油管存放装置64的最低端，其抓取臂67的最远端离井口中线的距离应大于单根油管存放装置64的最近端离井口中线的距离。

起油管作业过程为：初始状态：一个自动吊卡201承载井下油管重量，自动吊卡201放置在座于井口8的吊卡转运装置202(设为“吊卡转运装置1”)上，油管举升系统5举升至最高点，待命。另一吊卡转运装置202(设为“吊卡转运装置2”)携带没有悬挂管柱的自动吊卡201处于最低点，待命。首先，吊环摘挂装置203的驱动装置220使伸缩杆221伸出，导向头222将吊环218撑开，作业大钩217下降，当吊环218快接触自动吊卡201上表面时，吊环扶正装置204的旋转驱动装置225使前后扶正臂228旋转90°，前后扶正吊环218限定吊环的前后位置，吊环扶正升降装置224下降，双活塞杆液压缸230带动伸缩杆231收缩，从而使左右扶正臂229限定吊环左右位置，吊环218继续下降，当吊环218的下表面下降至自动吊卡201的上表面以下时，吊环摘挂装置203的驱动装置220使伸缩杆221收缩，当吊环218下降至自动吊卡201的两侧耳孔内时，吊环218在重力作用下处于竖直状态，从而使吊环218挂入自动吊卡201的耳孔内。此时，吊环扶正装置204的双活塞杆液压缸230带动伸缩杆231伸出，吊环扶正升降装置224上升，旋转驱动装置225使前后扶正臂228反向旋转90°，前后扶正臂228处于同一水平面的一条直线上，同时给作业大钩217的运行让开空间。作业大钩217带动自动吊卡201上行，自动吊卡201的吊卡销23在复位弹簧24及自身重力作用下下降，从而锁住吊环218防止吊环218从自动吊卡201的耳孔中脱出。自动吊卡201离开井口“吊卡转运装置1”的表面时，“吊卡转运装置1”在旋转装置215的作用下旋离井口8，吊卡转运升降装置216带动“吊卡转运装置1”上升至最高点待命。当下一根油管接箍露出井口8后，“吊卡转运装置2”在旋转装置215的作用下将吊卡转运槽214内的自动吊卡201转运至井口，自动吊卡201的液压缸211运动使吊卡活门25解锁，齿轮驱动装置29驱动齿轮28转动，从而将吊卡活门25关闭，液压缸211反向运动，活门锁紧装置27在锁紧弹簧26的作用下锁紧吊卡活门25。作业大钩217下降，使油管接箍座于“吊卡转运装置2”内的自动吊卡201上。此时，自动上卸扣系统3的液压钳34在液压缸35的作用下，沿液压钳轨道32运动至井口8，液压钳34卸油管扣，卸完油管扣后，液压钳34对好缺口，在液压缸35的作用下退回。与此同时，油管扶正推拉系统4的扶正臂47在扶正臂驱动液压缸415的作用下运动至井口，主扶正手49在扶正手液压缸48的作用下翻转90°，辅助扶正手411在扶正臂47也运动至井口，从而使主扶正手49和辅助扶正手411将油管夹住。作业大钩217上提油管，扶正臂驱动液压缸415运动，使主扶正手49推动油管至油管举升系统5上。在推动油管运动过程中，由于油管扶正推拉系统4的四连杆旋转轴410与扶正臂47有一定倾角，辅助扶正手411在下降至油管举升系统5的举升高度时，辅助扶正手411已偏移开油管举升系统5宽度方向的距离，辅助扶正手411能正常下降。主扶正手49将油管下端推至油管举升系统5的油管滑车510上，主扶正手49在扶正手液压缸48的作用下反向翻转90°，使主扶正手49与扶正臂47处于一条直线上。作业大钩217下降，油管滑车510在液压马达58的作用下拉动油管沿V型槽59上运动，同时，油管举升系统5的输送臂52将吊卡承接板513输送至井口8的正上方，油管滑车510运动到合适位置后，自动吊卡201下降后能恰好放置到吊卡承接板513上，自动吊卡201的液压缸211运动使吊卡活门25解锁，齿轮驱动装置29驱动齿轮28转动，从而将吊卡活门25打开，液压缸211反向运动，活门锁紧装置27在锁紧弹簧26的作用下锁紧吊卡活门25。吊卡承接板513向前运动，使油管起升臂512将油管的前端升起，从而自动吊卡201与油管脱离，油管滑车510继续向后运动，油管也随着继续向后滑动，使油管为自动吊卡201的提升让出空间。作业大钩217上提自动吊卡201，自动吊卡201脱离吊卡承接板513后，吊卡承接板513后退，使油管起升臂512下降至初始位置，输送臂52在输送液压缸51作用下带动V型槽59后退至最底端后，举升液压缸55带动举升臂516下降至最低端。V型槽59可翻转90°，油管从油管滑车510上滚出，经油管输送装置导向杆610将油管转移至油管滚动轨道63上，在油管滚动轨道63的末端油管经导向装置612转移至油管桥上，由于油管桥也具有一定的倾斜角度，油管在重力作用下，在油管桥上滚动至井口近端。油管从油管滑车510上滚出后，V型槽59反向翻转90°翻正，举升臂516举升至最高端，待命。与此同时，“吊卡转运装置1”在旋转装置215的作用下旋转至井口8的正上方，作业大钩217带动自动吊卡201下降，当自动吊卡201快与“吊卡转运装置1”的承接面接触时，吊环扶正装置204的旋转驱动装置225使前后扶正臂228旋转90°，前后扶正吊环218限定吊环的前后位置，双活塞杆液压缸230带动伸缩杆231收缩，从而使左右扶正臂229限定吊环左右位置，吊环218继续下降，当自动吊卡201放于 “吊卡转运装置1”内时，吊环扶正装置204的双活塞杆液压缸230带动伸缩杆231伸出，旋转驱动装置225使前后扶正臂228反向旋转90°，前后扶正臂228处于同一水平面的一条直线上，给作业大钩217的运行让开空间。作业大钩217带动空吊环218上提，“吊卡转运装置1” 在旋转装置215的作用下携带自动吊卡201旋离井口，并在吊卡转运升降装置216作用下下降至最低端，待命。这样，此时状态又回到起油管的初始状态，如此循环，即可实现机械化起油管作业。

下油管作业过程为：初始状态：一个自动吊卡201承载井下油管重量，自动吊卡201放置在座于井口8的吊卡转运装置202(设为“吊卡转运装置1”)上，作业大钩217悬挂另一自动吊卡201在井口正上方待命，另一吊卡转运装置202(设为“吊卡转运装置2”)下降至最低端待命。首先，油管分离装置66在油管分离装置举升臂661的作用下举升一定高度，从而从一层油管排上分离出单根油管，油管在油管分离装置导向杆662的导向作用下，将油管转移至单根油管存放装置64上。V型槽59翻转90°等待接收被抓取油管，油管抓取臂56在油管抓取臂驱动轴57的作用下下降至最低点，油管抓取臂56在油管抓取臂驱动轴57的作用下上升，抓取单根油管存放装置64上的单根油管，油管抓取臂56上升至最高点后，油管滚动至油管滑车510内，V型槽59反向翻转90°翻正，举升臂516举升至最高端，油管滑车510在液压马达58的作用下推动油管前进，使油管接箍露出吊卡承接板513的距离至少大于自动吊卡201的高度，输送臂52前进使油管的前端位于井口8的正上方，此时油管处于作业大钩217悬挂的自动吊卡201的上方，作业大钩217的下方，两只吊环218之间。作业大钩217上提，油管进入自动吊卡201的开口内，然后，作业大钩217下降，油管滑车510拉动油管后退，使自动吊卡201下降后恰好座于吊卡承接板513上，在齿轮驱动装置29的作用下关闭自动吊卡201的吊卡活门25。作业大钩217上提油管，油管滑车510根据油管的前行速度向前运动，同时，油管扶正推拉系统的主扶正手49在扶正手液压缸48的作用下翻转90°，当油管与主扶正手49接触时，输送臂52后退至最底端，然后，举升臂516下降至最低端，待命。与此同时，导向桶44在导向桶驱动液压缸413的作用下运动至井口8的正上方，扶正臂47在扶正臂驱动液压缸415的作用下，将油管转移至井口正上方，作业大钩217带动油管下降，油管在导向桶44的作用下继续下行，同时辅助扶正手411随扶正臂47也运动至井口，将油管夹住，实现油管的精确扶正对中，油管继续下行，从而使油管下端进入油管接箍内。导向桶44在导向桶驱动液压缸413的作用下远离井口，主扶正手49反向翻转90°，扶正臂47在扶正臂驱动液压缸415的作用下远离井口8，从而使主扶正手49和辅助扶正手411恢复至初始状态。自动上卸扣系统3的液压钳34在液压缸35的作用下，沿液压钳轨道32运动至井口8，液压钳34上油管扣，上完油管扣后，液压钳34对好缺口，在液压缸35的作用下退回。作业大钩217上提油管一段距离，自动吊卡201的液压缸211运动使吊卡活门25解锁，齿轮驱动装置29驱动齿轮28转动，从而将吊卡活门25打开，液压缸211反向运动，活门锁紧装置27在锁紧弹簧26的作用下锁紧吊卡活门25。“吊卡转运装置1”在旋转装置215的作用下带动井口的自动吊卡201旋离井口8，然后上升至最高点待命。作业大钩217带动油管下降，当油管接箍下入井内时，“吊卡转运装置2” 在旋转装置215的作用下旋转至井口8，用于接收作业大钩217悬吊的自动吊卡201。当自动吊卡201快与“吊卡转运装置2”的承接面接触时，吊环扶正装置204的旋转驱动装置225使前后扶正臂228旋转90°，前后扶正吊环218限定吊环的前后位置，吊环扶正升降装置224带动吊环扶正装置204下降，双活塞杆液压缸230带动伸缩杆231收缩，从而使左右扶正臂229限定吊环左右位置，作业大钩217继续下降，当自动吊卡201放于 “吊卡转运装置2”内时，吊环扶正装置204的双活塞杆液压缸230带动伸缩杆231伸出，吊环扶正升降装置224带动吊环扶正装置204上升，旋转驱动装置225使前后扶正臂228反向旋转90°，前后扶正臂228处于同一水平面的一条直线上，给作业大钩217的运行让开空间。吊环摘挂装置203的驱动装置220使伸缩杆221伸出，导向头222将吊环218撑开，作业大钩217带动吊环218上升至吊卡转运装置202最高点的上端，“吊卡转运装置1” 在旋转装置215的作用下旋转至井口8的正上方，作业大钩217带动吊环218下降，当吊环218快接触自动吊卡201上表面时，吊环扶正装置204的旋转驱动装置225使前后扶正臂228旋转90°，前后扶正吊环218限定吊环的前后位置，双活塞杆液压缸230带动伸缩杆231收缩，从而使左右扶正臂229限定吊环左右位置，吊环218继续下降，当吊环218的下表面下降至自动吊卡201的上表面以下时，吊环摘挂装置203的驱动装置220使伸缩杆221收缩，当吊环218下降至自动吊卡201的两侧耳孔内时，吊环218在重力作用下处于竖直状态，从而使吊环218挂入自动吊卡201的耳孔内。此时，吊环扶正装置204的双活塞杆液压缸230带动伸缩杆231伸出，旋转驱动装置225使前后扶正臂228反向旋转90°，前后扶正臂228处于同一水平面的一条直线上，同时给作业大钩217的运行让开空间, 吊环扶正装置204下降至最低端，待命。作业大钩217带动自动吊卡201上行，自动吊卡201的吊卡销23在复位弹簧24及自身重力作用下下降，从而锁住吊环218防止吊环218从自动吊卡201的耳孔中脱出，作业大钩217带动自动吊卡201上行一段距离，待命。“吊卡转运装置1”在旋转装置215的作用下旋离井口8，并在吊卡转运升降装置216的作用下下降至最低点，待命。这样，此时状态又回到下油管的初始状态，如此循环，即可实现机械化下油管作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (14)

1.一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，包括作业平台系统、自动吊卡系统、自动上卸扣系统、油管扶正推拉系统、油管举升系统、地面排管系统、控制系统；所述作业平台系统下端通过法兰与井口套管四通相连；所述自动吊卡系统、自动上卸扣系统均固定在作业平台系统上；所述油管扶正推拉系统通过销轴连接在自动上卸扣系统的基座上；所述油管举升系统安装在自动上卸扣系统的一侧，并且与作业平台系统具有距离间隔，同时，油管举升系统上具有V型槽并且V型槽要与井口中线重合；所述地面排管系统安装在油管举升系统的任意一侧，与油管举升系统配合实现油管的转运；所述作业平台系统、自动吊卡系统、自动上卸扣系统、油管扶正推拉系统、油管举升系统、地面排管系统分别与控制系统相连。

2.根据权利要求1所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述作业平台系统包括作业平面、作业平台护栏、作业平台、防喷器组、支撑液压缸、平台支撑底座、下横梁、支撑立柱；所述下横梁通过自身的法兰与井口套管四通相连；所述防喷器组安装在下横梁上；所述支撑液压缸下端通过螺纹连接固定在下横梁上，所述作业平面通过销轴与支撑液压缸上端连接；所述作业平面外围设置有作业平台，所述作业平台由框架结构焊接而成，上面铺设了防滑板，作业平台通过销轴与四根支撑立柱相连；所述作业平台护栏通过护栏套安装在作业平台上，护栏套焊接在作业平台上；作业平台底部设置支撑立柱，支撑立柱底部设置平台支撑底座。

3.根据权利要求1所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述自动吊卡系统包括自动吊卡、吊卡转运装置、吊环摘挂装置、吊环扶正装置；所述吊卡转运装置、吊环扶正装置同时安装固定在作业平台系统上，所述吊环摘挂装置采用螺栓安装在作业大钩上，所述吊卡转运装置用于承接并转运自动吊卡，吊环摘挂装置用于摘挂自动吊卡上的吊环，吊环扶正装置用于扶正自动吊卡上的吊环。

4.根据权利要求3所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述自动吊卡包括自动吊卡压盖、自动吊卡壳体、吊卡销、复位弹簧、吊卡活门、锁紧弹簧、活门锁紧装置、齿轮、齿轮驱动装置、活门解锁装置、液压缸；所述吊卡销为U型结构，一端长一端短，长的一端为空心管，用于放置复位弹簧，吊卡销安装在吊卡壳体的U型轨道内；所述自动吊卡压盖安装在吊卡壳体的上表面，所述复位弹簧上端顶在自动吊卡压盖的内表面；所述吊卡活门外缘具有齿条结构，安装在吊卡壳体的吊卡活门槽内；所述齿轮通过销轴安装在吊卡壳体上，齿轮与吊卡活门啮合，所述齿轮驱动装置驱动齿轮旋转，从而实现活门的开关；所述齿轮还连接活门锁紧装置，活门锁紧装置的另一端连接锁紧弹簧，所述锁紧弹簧安装在吊卡壳体的弹簧孔内，锁紧弹簧使活门锁紧装置锁紧齿轮，从而实现吊卡活门的锁紧，活门锁紧装置还连接有活门解锁装置，活门锁紧装置为常锁机构；活门解锁装置的液压缸可安装在吊卡壳体上，也可单独安装。

5.根据权利要求3所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述吊卡转运装置主要包括支撑柱、连接轴、吊卡转运槽、旋转装置、吊卡转运升降装置；所述旋转装置通过轴承或轴套连接在作业平台上，所述吊卡转运升降装置通过螺纹连接在旋转装置上，所述支撑柱通过螺纹与吊卡转运升降装置连接；连接轴通过焊接与支撑柱连接；所述吊卡转运槽焊接在连接轴上，吊卡转运槽为一平板结构，具有吊卡导向面，主要用于承接自动吊卡；该吊卡转运装置包括有两套，都安装在作业平台上，且关于作业井口对称。

6.根据权利要求3所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述吊环摘挂装置通过螺栓安装在作业大钩的下端；吊环摘挂装置的内部安装有驱动装置，驱动装置连接伸缩杆并使伸缩杆伸出或缩回，从而撑开或收回吊环；所述导向头安装在伸缩杆的端部。

7.根据权利要求3所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述吊环扶正装置主要包括支撑底座、吊环扶正升降装置、旋转驱动装置、主动齿轮、从动齿轮、前后扶正臂、左右扶正臂、双活塞杆液压缸、伸缩杆；所述支撑底座通过焊接固定在作业平台系统上；所述吊环扶正升降装置焊接在支撑底座上；所述旋转驱动装置通过螺栓固定在吊环扶正升降装置上；所述主动齿轮与旋转驱动装置连接，从而将旋转动力传递至主动齿轮上；主动齿轮两侧的从动齿轮与主动齿轮啮合；所述前后扶正臂分别与两侧的从动齿轮连接；所述双活塞杆液压缸安装在其中一根前后扶正臂上；所述双活塞杆液压缸两侧连接伸缩杆。

8.根据权利要求1所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述自动上卸扣系统包括支撑基座、液压钳轨道、液压钳底座、液压钳、液压缸；所述支撑基座为框架结构，焊接在作业平台系统上；所述液压钳轨道焊接在支持基座上；液压钳底座上设有滚轮；液压钳通过螺栓连接在液压钳底座上，液压缸推动液压钳底座运动。

9.根据权利要求1所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述油管扶正推拉系统主要包括运行轨道、导向桶、扶正臂、主扶正手、辅助扶正手、支撑基座；所述支撑基座焊接在作业平台系统上；运行轨道焊接在支撑基座上；所述导向桶为圆筒型结构，由内筒和外筒组成，上端具有导向面，导向桶的圆筒侧面上具有油管进出的缺口，导向桶通过连接的导向桶驱动液压缸在运行轨道上运动；支撑基座上固定有2个固定销轴，一个为扶正臂旋转轴，另一个为扶正臂驱动液压缸的固定销轴；扶正臂驱动液压缸通过销轴与扶正臂连接，扶正臂驱动液压缸做直线运动时，扶正臂绕扶正臂旋转轴做旋转运动，从而可将油管转运至井口；所述主扶正手通过销轴连接在扶正臂上，主扶正手连接扶正手液压缸；所述扶正臂中部还铰接同步运动的四连杆辅助扶正机构，四连杆辅助扶正机构有两个固定旋转点，一个为四连杆球座焊接在支撑基座上，另一个为四连杆旋转轴固定在扶正臂上。

10.根据权利要求1所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述油管举升系统主要包括输送臂、举升导向架、举升轨道、油管抓取臂、油管抓取臂驱动轴、V型槽、油管滑车、V型槽支撑座、油管起升臂、吊卡承接板、油管抓取臂驱动轴支撑座、基座、举升臂；所述举升臂通过销轴固定在基座上，所述举升臂前端的举升导向架沿举升轨道运动，举升导向架与举升液压缸同时作为举升臂的前端支撑，举升臂内部设计有输送臂的运行轨道；输送臂与举升臂配合，安装在举升臂的举升轨道内，所述输送臂通过输送液压缸与基座连接，输送液压缸连接驱动输送臂沿运行轨道前进或后退，输送臂内部设计有吊卡承接板的运行轨道；所述吊卡承接板安装在输送臂设计的轨道内，并通过液压缸销轴将其与输送臂固定连接；所述油管起升臂通过销轴固定在输送臂上，所述输送臂的运行轨道设计在吊卡承接板的支撑臂上；所述V型槽支撑座焊接在输送臂上，V型槽通过销轴与V型槽支撑座连接；V型槽上安装有油管滑车，油管滑车通过与之连接的链条在V型槽上前后运动，液压马达通过链条驱动油管滑车；所述油管抓取臂驱动轴支撑座焊接在基座侧面上，油管抓取臂焊接在油管抓取臂驱动轴上，油管抓取臂驱动轴通过轴承或轴套连接在油管抓取臂驱动轴支撑座上。

11.根据权利要求1所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述地面排管系统主要包括端部固定支撑、油管滚动轨道、挡块、油管举升装置导向杆、悬臂支撑装置、油管凳、油管横担；所述油管横担用来排列放置油管，横担至少设置一层，并且坐落在下方的油管凳上，油管凳排成与单层油管横担数量相同的排数，每排等间距设置多个油管凳，油管凳的高度能上下调节，每一排的油管凳按照井口远端高度高，井口近端高度低的原则摆放，同时，每一列油管凳的最高端在同一水平面上，使油管横担形成倾角，油管横担上设置有挡块，防止油管滚出横担；所述端部固定支撑通过销轴与上方的油管滚动轨道连接，油管滚动轨道下面还连接有多个悬臂支撑装置，位于井口中线位置设置油管举升装置，油管举升装置上设置有油管举升装置导向杆，所述端部固定支撑比油管举升装置导向杆的端部距井口中线的距离短，端部固定支撑的高度低于油管举升装置导向杆的最高端的水平高度，所述悬臂支撑装置的最高高度要低于端部固定支撑的水平高度，自井口近端至井口远端，悬臂支撑装置的高度依次降低；所述悬臂支撑装置的支撑臂上部支撑上设有油管滚动轨道限位块，防止油管滚动轨道从支撑臂上滑落，油管滚动轨道限位块的高度应小于支撑油管滚动轨道的高度，所述悬臂支撑装置可通过油管支撑臂升降杆调节高度，在油管凳、油管、油管横担所形成油管桥的两侧，两个相对的悬臂支撑装置的底部固定支撑的间距要大于最长油管的长度。

12.根据权利要求11所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述地面排管系统还包括导向装置，导向装置安装在油管横担形成的油管桥的井口远端，导向装置通过导向装置的上部支撑能上下伸缩，所述上部支撑上端铰接有导向杆，导向杆设有多个销孔，上部支撑下端位于固定支撑上，所述导向杆和固定支撑之间铰接有斜支撑；导向装置安装后，导向杆与油管滚动轨道的端部之间，至少有一根油管的空间位置，导向装置的高度至少要高于最上面一排油管横担的高度，导向杆末端距井口中线的距离应小于油管横担距井口中线的距离，导向杆与油管横担在竖直平面内的投影相交。

13.根据权利要求11所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述地面排管系统还包括油管分离装置、单根油管存放装置，所述油管分离装置安装在油管横担内侧，所述油管分离装置包括举升臂、导向杆、支撑柱，导向杆其中一端铰接在举升臂的上端，另一端搭接在支撑柱上，油管分离装置通过自身的举升臂能上下运动，分离油管前，油管分离装置举升臂的高度应低于最上面一层油管的水平高度；单根油管存放装置设置在油管横担与油管抓取臂之间，单根油管存放装置离井口中线最远端的距离应大于油管分离装置离井口中线最近端的距离，同时油管分离装置举升后，油管分离装置的导向杆与单根油管存放装置的导向杆相交或油管分离装置的导向杆的最低端要高于单根油管存放装置的最高端；单根油管存放装置离井口中线远的一端高度高，离井口中线远的一端高度低，油管在重力作用下可在单根油管存放装置上滚动，单根油管存放装置的最低端具有挡油管装置，防止油管滚出单根油管存放装置，油管举升装置抓取臂下降至最低端后，其最低端应低于单根油管存放装置的最低端，其抓取臂的最远端离井口中线的距离应大于单根油管存放装置的最近端离井口中线的距离。

14.根据权利要求1所述的一种替代井口人工操作的机械化修井作业系统，其特征在于，所述控制系统主要由液压控制系统、自动控制系统、监控系统组成；所述液压控制系统主要由通过液压管线和液压阀件依次连接的液压泵、电机或柴油机组成；所述自动控制系统主要由均与PLC控制器连接的电磁阀件、传感元件组成；所述监控系统主要由通过传输线相互连接的摄像头、显示屏组成。