CN104405302B - 新型管柱立式侧放全自动液压智能修井机 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种新型管柱立式侧放全自动液压智能修井机，其特征是：主要由修井车、车载液压控制设备、天轮、起升钢丝绳、抽油管排放指梁、双根油管、抽油杆排放指梁、抽油杆、吊卡导轨、可升降活动机架、抽油管运移排放装置、管柱起升液压缸、抽油杆运移排放装置、固定轮组、自动吊卡、自动化井口设备、机架起升液压缸、天轮横梁和固定机架组成。本发明的有益成果是：实现了修井作业中抽油管的双根立式排放和抽油杆的单根立式排放，减少了拆卸扣和管柱排放的时间，缩短修井周期。双指梁侧放的设计避免了修井作业油井井口堵塞，人工操作困难的问题。取消了传统修井的二层台结构，并实现了修井作业的自动化，提高了修井设备的智能化水平。

Description

新型管柱立式侧放全自动液压智能修井机
技术领域
本发明涉及石油行业中的修井作业设备，特别涉及液压自动修井设备。
背景技术
修井机是对油田井下管柱或井身进行维修的专业化机械设备，是石油生产中不可缺少的机械设备之一，主要用于油管、抽油杆和抽油泵的起下及打捞作业。作为油田专用的一种井下作业设备，修井机使用量较大。为了完成修井等工作，修井机需要从油井内将抽油管、抽油杆一根一根的卸扣后起出，完成作业后，再将抽油管、抽油杆一根一根的接扣后下放到油井内。起下油管是修井作业过程中耗费时间最多的环节。在一根油管被取出的过程中，首先是从井内把抽油管提起，使油管的下端脱离井口，然后通过管钳设备卸扣将油管从油管柱上脱开，最后由排放设备将油管搬运到排放架上并在排管架上排放整齐。整个过程中，提升油管约占总时间的25％，其余辅助操作约占总时间的75％。
本发明针对传统修井机的不足之处提出了全新的修井作业方案，改变了传统的单根油管提升拆卸的思路，用一次提双根的方式，减少了一半的油管拆卸时间，同时，采用立式管柱排放架，将管柱立式排放，减少了油管运移排放的时间，缩短了修井周期。管柱立放于机架的两侧，避免堵塞井口，方便油井的人工维护作业。采用双层排放架和双运移排放设备设计，分别用于抽油管和抽油杆的排放和运移。修井系统采用全液压控制驱动，自动化智能化程度提高，减少了现场工人的劳动强度，提高修井作业的安全性。本发明主要用于油井大修作业，适用于小修作业，去掉了修井架上的二层台结构，使修井机结构更加紧凑，体型减小，完全适于车载运输，灵活性、机动性好。
发明内容
本发明针对传统修井机在修井工作时存在的不足之处，提出了一种新型管柱立式侧放全自动液压智能修井机。
一种新型管柱立式侧放全自动液压智能修井机，其技术方案是：主要由修井车、车载液压控制设备、天轮、起升钢丝绳、抽油管排放指梁、双根抽油管、抽油杆排放指梁、抽油杆、吊卡导轨、可升降活动机架、抽油管运移排放装置、管柱起升液压缸、抽油杆运移排放装置、固定轮组、自动吊卡、自动化井口设备、机架起升液压缸、天轮横梁和固定机架组成。
修井机机架由可升降活动机架和固定机架组成，运输时，可升降活动机架收回在固定机架内部，修井工作时可升降活动机架向上升起，以满足起升和排放管柱时的高度要求。所述可升降活动机架安装于固定机架上，固定机架安装在修井机机车上，由修井车车载运输，车上装有车载液压控制设备。所述固定机架上安装有管柱起升液压缸，负责为管柱的起升提供动力，抽油管排放指梁和抽油杆排放指梁分别与抽油管运移排放装置和抽油杆运移排放装置配合完成抽油管和抽油杆的运移排放工作。
上述天轮、起升钢丝绳、固定轮组、自动吊卡、吊卡导轨共同组成管柱起升设备，由管柱起升液压缸提供动力起升管柱，起升钢丝绳一端固定有自动吊卡，经过天轮、固定轮组之后，另一端固定在天轮横梁上，组成三倍增距管柱起升系统，自动吊卡系在起升钢丝绳的一端，同时通过轮系导向沿着吊卡导轨上下运动，避免了其在运动的不确定性，使管柱对中井口更加方便准确。
上述抽油管运移排放装置和抽油杆运移排放装置分别安装在机架的可升降活动机架和固定机架上，将自动吊卡提起的管柱放置在相应的指梁排放架上，修井机中为了满足抽油管的双根立式排放，同时，考虑抽油杆的直径比较小，双根立放会产生失稳失效的问题，采用了双指梁设计，分别是抽油管排放指梁和抽油杆排放指梁，以同时排放双根抽油管和单根抽油杆。
上述抽油管排放指梁和抽油杆排放指梁分别安装在修井机可升降活动机架和固定机架的两侧，避免了管柱堆放于井口，给人工井口操作带来不便，工作时抽油管排放指梁和抽油杆排放指梁向两侧展开，以排放抽油管和抽油杆，运输时，抽油管排放指梁和抽油杆排放指梁向下折叠，分别靠在固定机架的两侧，在增加了管柱排放空间的同时，方便运输。
附图说明
附图1：新型管柱立式侧放全自动液压智能修井机整体结构示意图；
附图2：新型全自动液压修井机工作原理示意图；
上图中，1-修井车、2-车载液压控制设备、3-天轮、4-起升钢丝绳、5-抽油管排放指梁、6-双根抽油管、7-抽油杆排放指梁、8-抽油杆、9-吊卡导轨、10-可升降活动机架、11-抽油管运移排放装置、12-管柱起升液压缸、13-抽油杆运移排放装置、14-固定轮组、15-自动吊卡、16-自动化井口设备、17-机架起升液压缸、18-天轮横梁、19-固定机架。
具体实施方式
结合附图1-2对新型管柱立式侧放全自动液压智能修井机作进一步的描述。
新型管柱立式侧放全自动液压智能修井机的工作主要分为两个过程，起升管柱的过程和下放管柱的过程，在两个过程中，本发明主要完成以下工作：
起升管柱操作：修井作业开始后，在起升管柱的过程中，先由自动吊卡(15)将抽油管抓紧，然后管柱起升液压缸(12)工作，推动天轮横梁(18)和天轮(3)向上运动，在起升钢丝绳(4)和天轮(3)以及固定轮组的(14)作用下，自动吊卡(15)带动抽油管沿着吊卡导轨(9)以三倍于起升液压缸(12)的速度起升出井口。当抽油管被从油井中提升出两根抽油管的高度时，自动化井口设备(16)进行抽油管的卸扣工作。卸扣完成后，井下的抽油管由自动化井口设备(16)卡坐在井口，起升出井口的两根抽油管交给抽油管运移排放装置(11)，由抽油管运移排放装置(11)将双根抽油管立放在抽油管排放指梁(5)上，完成一次起升抽油管的操作。此过程不断重复，直至将抽油管全部从油井中取出。之后进行抽油杆的起升工作，由于抽油杆需要的是单根起升，因此只需自动吊卡(15)将抽油杆起升出一根抽油杆的高度即可，其余工作与起升抽油管类似。
下放管柱操作：完成对油井或设备的修复或维修后需要将取出的管柱下放到油井中。此过程先由抽油管运移排放装置(11)从抽油管排放指梁(5)上取下一组双根抽油管(6)，运移到井口正上方的位置，然后将抽油管交给自动吊卡(15)，此时，自动化井口设备(16)将油井中和待下放入井的抽油管上扣，连接到一起。然后，液压缸向下活动，天轮横梁(18)和天轮(3)随之向下运动，在起升钢丝绳(4)和天轮(4)以及固定轮组(14)的作用下，自动吊卡(15)带动抽油管沿着吊卡导轨(9)以三倍于起升液压缸(12)的速度下放入井口。待抽油管放入油井中后，自动化井口设备(16)将油井中的抽油管坐放于井口，自动吊卡(15)将抽油管松开，完成一次下放抽油管的操作。此过程不断重复，直至将抽油管全部下放到油井中。之后进行抽油杆的下放工作，下放抽油杆工作与下放抽油管操作类似。
抽油管和抽油杆完全下放到油井中，即完成一次修井作业。
本发明的有益成果是：实现了修井作业中抽油管的双根立式排放和抽油杆的单根立式排放，减少了拆卸扣和管柱排放的时间，加快了修井进度，缩短修井周期。双指梁管柱侧放的设计避免了修井作业油井井口堵塞不通，人工操作困难的问题。取消了传统修井的二层台结构，大幅减少了设备所占用的空间的其质量，方便进行车载运输。全自动液压控制，液压动力，实现了修井作业的自动化，提高了修井设备的智能化水平。

Claims (4)

1.一种新型管柱立式侧放全自动液压智能修井机，其特征是：主要由修井车、车载液压控制设备、天轮、起升钢丝绳、抽油管排放指梁、双根抽油管、抽油杆排放指梁、抽油杆、吊卡导轨、可升降活动机架、抽油管运移排放装置、管柱起升液压缸、抽油杆运移排放装置、固定轮组、自动吊卡、自动化井口设备、机架起升液压缸、天轮横梁和固定机架组成；所述抽油管运移排放装置和抽油杆运移排放装置分别安装在修井机机架的可升降活动机架和固定机架上，将自动吊卡提起的管柱放置在相应的排放指梁上，修井机中为了满足抽油管的双根立式排放，同时，考虑抽油杆的直径比较小，双根立放会产生失稳失效的问题，采用了双指梁设计，分别是抽油管排放指梁和抽油杆排放指梁，以同时排放双根抽油管和单根抽油杆。
2.根据权利要求1所述的一种新型管柱立式侧放全自动液压智能修井机，其特征是：修井机机架由可升降活动机架和固定机架组成，运输时，可升降活动机架收回在固定机架内部，修井工作时可升降活动机架向上升起，以满足起升和排放管柱时的高度要求，所述可升降活动机架安装于固定机架上，固定机架安装在修井机机车上，由修井车车载运输，车上装有车载液压控制设备，所述固定机架上安装有管柱起升液压缸，负责为管柱的起升提供动力，抽油管排放指梁和抽油杆排放指梁分别与抽油管运移排放装置和抽油杆运移排放装置配合完成抽油管和抽油杆的运移排放工作。
3.根据权利要求1所述的一种新型管柱立式侧放全自动液压智能修井机，其特征是：所述天轮、起升钢丝绳、固定轮组、自动吊卡、吊卡导轨共同组成管柱起升设备，由管柱起升液压缸提供动力起升管柱，起升钢丝绳一端固定有自动吊卡，经过天轮、固定轮组之后，另一端固定在天轮横梁上，组成三倍增距管柱起升系统，自动吊卡系在起升钢丝绳的一端，同时通过轮系导向沿着吊卡导轨上下运动，避免了其在运动的不确定性，使管柱对中井口更加方便准确。
4.根据权利要求1所述的一种新型管柱立式侧放全自动液压智能修井机，其特征是：所述抽油管排放指梁和抽油杆排放指梁分别安装在修井机可升降活动机架和固定机架的两侧，避免了管柱堆放于井口，给人工井口操作带来不便，工作时抽油管排放指梁和抽油杆排放指梁向两侧展开，以排放抽油管和抽油杆，运输时，抽油管排放指梁和抽油杆排放指梁向下折叠，分别靠在固定机架的两侧，在增加了管柱排放空间的同时，方便运输。
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