CN105114011A - 油田带压修井机 - Google Patents

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Abstract

一种油田带压修井机。主要解决现有修井机需要额外配辅助绞车,工人劳动强度大,操作复杂,自动化程度低,井液外泄,不安全,作业效率低的问题。其特征在于:机架(1)内滑动连接有内架,内架上端连接有扶持装置,机架(1)与内架之间连接有链条式提升装置(2),内架内井口上连接有滑动密封装置(3),内架上端的防喷器上连接有上卸扣钳(4),机架(1)一侧连接有自动送管装置(5)。该油田带压修井机具有不需要额外配辅助绞车,工人劳动强度小,操作简单,自动化程度高,井液不外泄,安全可靠,作业效率高的特点。

Description

油田带压修井机
技术领域
[0001 ] 本发明涉及油田采油领域作业所用的修井机,尤其是油田带压修井机。
背景技术
[0002] 在油田采油领域,油水井作业时需要用修井机,利用修井机起下管柱。而现有修井机由于结构原因存在需要额外配辅助绞车,工人劳动强度大,操作复杂,自动化程度低,井液外泄,不安全,作业效率低的问题,影响修井作业效率。
发明内容
[0003] 为了解决现有修井机需要额外配辅助绞车,工人劳动强度大,操作复杂,自动化程度低,井液外泄,不安全,作业效率低的问题,本发明提供一种油田带压修井机。该油田带压修井机具有不需要额外配辅助绞车,工人劳动强度小,操作简单,自动化程度高,井液不外泄,安全可靠,作业效率高的特点。
[0004] 本发明的技术方案是:该油田带压修井机包括机架,链条式提升装置、滑动密封装置、上卸扣钳及自动送管装置。机架内滑动连接有内架,内架上端连接有扶持装置,机架与内架之间连接有链条式提升装置,内架内井口上连接有滑动密封装置,内架上端的防喷器上连接有上卸扣钳,机架一侧连接有自动送管装置。所述的链条式提升装置包括链轮减速装置以及液压马达,机架下部固定有链轮减速装置和齿轮箱,齿轮箱上连接有传动链轮和提升链轮,液压马达与链轮减速装置相连接,链轮减速装置通过传动链条与传动链轮相连接,机架顶部连接有顶部链轮座,顶部链轮座上连接有顶部链轮,内架滑动连接在机架内,内架下部有链条连接座,提升链条一端连接在链条连接座上,提升链条绕过顶部链轮和提升链轮连接在机架下端。所述的滑动密封装置包括伸缩套、下外缸筒、中外缸筒、上外缸筒、内缸筒、下内缸筒、上内缸筒,伸缩套下端与井口相连,伸缩套上端外通过法兰与下外缸筒相连接,下外缸筒上端外连接有外缸筒接箍,外缸筒接箍上有下外缸筒接箍,下外缸筒接箍上连接中外缸筒,中外缸筒上端外连接有中外缸筒接箍,中外缸筒接箍上端有上外缸筒接箍,上外缸筒接箍上端连接有上外缸筒,上外缸筒上端连接有上法兰,外缸筒接箍、下外缸筒接箍、中外缸筒接箍和上外缸筒接箍内分别有密封圈;内缸筒下端外有环形凸台,内缸筒置于下外缸筒内,内缸筒上端通过下内缸筒接箍与下内缸筒下端相连接,下内缸筒接箍置于外缸筒接箍与下外缸筒接箍之间,下内缸筒上端有中内缸筒,下内缸筒上端外有环形凸台,中内缸筒下端外有环形凸台,中内缸筒上端通过上内缸筒接箍与上内缸筒相连接,上内缸筒接箍置于中外缸筒接箍与上外缸筒接箍之间,上内缸筒上端外有环形凸台,下内缸筒接箍和上内缸筒接箍内分别有密封圈。所述的上卸扣钳包括底座、顶板、旋转齿轮、上卸扣钳、夹紧钳、上卸扣钳调节缸,底座连接在井口防喷器上,底座上面垂直连接有导柱,导柱上滑动连接有夹紧钳底板和顶板,底座与夹紧钳底板之间连接有夹紧钳调节缸,底座与顶板之间连接有上卸扣钳调节缸,夹紧钳底板上对应连接有2个夹紧钳,夹紧钳内连接有夹紧液压缸,夹紧液压缸的活塞内端有钳口,顶板下通过空心轴连接有旋转齿轮,旋转齿轮与驱动齿轮相啮合,驱动齿轮连接在液压马达下,液压马达连接在顶板上,旋转齿轮下面对应连接有2个上卸扣钳,上卸扣钳内连接有夹紧液压缸,夹紧液压缸的活塞内端有钳口,旋转齿轮下面对应连接有2个抽油杆上卸扣钳,抽油杆上卸扣钳内连接有夹紧液压缸,夹紧液压缸的活塞内端有钳口,底座上连接有外泄盆,外泄盆上连接有风琴套,底座与风琴套之间连接有风琴套起升缸。所述的自动送管装置包括油管运送架、起升滑动轮架、下连接杆、上连接杆、液压绞车、调节连杆,机架上端居中连接有摆动滑轮,摆动滑轮一侧机架上端连接有定滑轮,油管运送架下端铰链连接有下连接杆,下连接杆下端铰链连接在起升滑动轮架下部横梁上,起升滑动轮架下端铰链连接在机架下部,起升滑动轮架上端有在机架上滚动的滚轮,油管运送架中部铰链连接有上连接杆,上连接杆下端铰链连接在起升滑动轮架上端横梁上,液压绞车连接在机架下端,液压绞车上缠绕的钢丝绳绕过定滑轮和摆动滑轮连接在油管运送架中部后面,油管运送架侧连接有手柄,手柄内端连接手柄曲柄,手柄曲柄与调节连杆相连接,调节连杆与转轴相连接,转轴与连接块相连接,连接块与翻转曲柄相连接,翻转曲柄与翻转轴相连接,翻转轴与油管活动挡板相连接。
[0005] 本发明具有如下有益效果:该油田带压修井机由于采用机架内滑动连接有内架,内架上端连接有扶持装置,机架与内架之间连接有链条式提升装置,内架内井口上连接有滑动密封装置,内架上端的防喷器上连接有上卸扣钳,机架一侧连接有自动送管装置的结构。因而不需要额外配辅助绞车,降低工人劳动强度,简化操作,提高自动化程度,井液不外泄,安全可靠,提高作业效率,而且结构简单。所以说该油田带压修井机具有不需要额外配辅助绞车,工人劳动强度小,操作简单,自动化程度高,井液不外泄,安全可靠,作业效率高的特点。
[0006] 附图说明:
附图1是本发明结构示意图;
附图2是图1左视图;
附图3是本发明链条式提升装置结构示意图;
附图4是本发明自动送管装置结构示意图;
附图5是本发明滑动密封装置结构示意图;
附图6是图4中A-A向图;
附图7是本发明上卸扣钳结构示意图。
[0007] 图中1-机架,2-链条式提升装置,3-滑动密封装置,4-上卸扣钳,5-自动送管装置,6-伸缩套,7-下外缸筒,8-中外缸筒,9-上外缸筒,10-内缸筒,11-下内缸筒,12-上内缸筒,13-旋转齿轮,14-上卸扣钳,15-夹紧钳,16-上连接杆,17-外泄盆,18-油管运送架,19-起升滑动轮架,20-下连接杆。
[0008] 具体实施方式:
下面结合附图对本发明作进一步说明:
如附图所示,该油田带压修井机包括机架1,链条式提升装置2、滑动密封装置3、上卸扣钳4及自动送管装置5。机架I内滑动连接有内架,内架上端连接有扶持装置,扶持装置起扶持滑动密封装置3作用,机架I与内架之间连接有链条式提升装置2,链条式提升装置2作为内架上下移动的动力,驱动作用内架上下移动,内架内井口上连接有滑动密封装置3,内架上下移动带动滑动密封装置3伸缩,在内架向上移动时,通过滑动密封装置3起防泄漏污染作用,内架上端的防喷器上连接有上卸扣钳4,上卸扣钳4起上卸油管或抽油杆作用,机架I 一侧连接有自动送管装置5,自动送管装置5起传输管或杆作用。由链条式提升装置2带动内架上下移动,内架带动滑动密封装置3和上卸扣钳4上下移动。当内架带动管柱或杆柱移动到设计高度后,内架向下移动滑动密封装置3收回,管柱或杆柱裸露出来,利用自动送管装置5抓住管柱或杆柱,再利用上卸扣钳4卸开管柱或杆柱连接,最后由自动送管装置5将管或杆放置在地面上,即不需要额外配辅助绞车,高自动化程度,高作业效率,无井液外泄,安全可靠带压完成修井操作。
[0009] 所述的链条式提升装置2包括链轮减速装置以及液压马达,机架I下部固定有链轮减速装置和齿轮箱,齿轮箱上连接有传动链轮和提升链轮,液压马达与链轮减速装置相连接,链轮减速装置通过传动链条与传动链轮相连接,机架I顶部连接有顶部链轮座,顶部链轮座上连接有顶部链轮,内架滑动连接在机架I内,内架下部有链条连接座,提升链条一端连接在链条连接座上,提升链条绕过顶部链轮和提升链轮连接在机架下端。通过液压马达旋转带动链轮减速装置转动,链轮减速装置带动齿轮箱上提升链轮转动,从而实现提升链条带动链条连接座上内架的上下移动。该链条式提升装置2主要是实现内架的提升,由液压马达带动链轮减速装置内齿轮及传动链条转动,传动链条带动底部链轮转动,底部链轮带动提升链条传动,提升链条通过顶部链轮,即可通过链条连接座带动内架上升或者下降,内架与油管的管串相连,即可实现修井时起油管和下油管的操作。该链条式提升装置2能够实现反拖,在井下压力大或者突然升高导致内架有向上运动的趋势时,由链轮减速装置、液压马达、底部链轮、顶部链轮和提升链条组成链条提升装置,链条提升装置能够将内架拉住并在一定速度下实现内架的提升和下落,另外,该链条式提升装置2提升过程稳定平稳,一次提升高度不受提升结构限制。
[0010] 所述的滑动密封装置3包括伸缩套6、下外缸筒7、中外缸筒8、上外缸筒9、内缸筒10、下内缸筒11、上内缸筒12。伸缩套6下端与井口相连,伸缩套6上端外通过法兰与下外缸筒7相连接,下外缸筒7上端外连接有外缸筒接箍,外缸筒接箍上有下外缸筒接箍,下外缸筒接箍上连接中外缸筒8,中外缸筒8上端外连接有中外缸筒接箍,中外缸筒接箍上端有上外缸筒接箍,上外缸筒接箍上端连接有上外缸筒9,上外缸筒9上端连接有上法兰,外缸筒接箍、下外缸筒接箍、中外缸筒接箍和上外缸筒接箍内分别有密封圈;内缸筒10下端外有环形凸台,环形凸台起限位作用,内缸筒10置于下外缸筒7内,内缸筒10上端通过下内缸筒接箍与下内缸筒11下端相连接,下内缸筒接箍置于外缸筒接箍与下外缸筒接箍之间,下内缸筒11上端有中内缸筒,下内缸筒11上端外有环形凸台,中内缸筒下端外有环形凸台,环形凸台起限位作用,中内缸筒上端通过上内缸筒接箍与上内缸筒12相连接,上内缸筒接箍6置于中外缸筒接箍10与上外缸筒接箍11之间,上内缸筒12上端外有环形凸台,环形凸台起限位作用,下内缸筒接箍和上内缸筒接箍内分别有密封圈。在修井作业时,起油管的过程中,外部防喷器在外力作用下带动上外缸筒9上的上法兰向上运动,上外缸筒9上的上法兰带动上外缸筒9和上外缸筒接箍向上运动,上外缸筒接箍中镶有滑动密封圈,密封圈即在上内缸筒12的外壁上滑动,待上内缸筒12的限位与上外缸筒接箍接触,上内缸筒12的有效行程用完,上外缸筒接箍带着上内缸筒12—起向上运动,上内缸筒12通过上内缸筒接箍带动中内缸筒向上运动,中内缸筒的外壁与中外缸筒接箍相对滑动直到中内缸筒的有效行程用完之后,中内缸筒通过中外缸筒接箍的限位带动中外缸筒8带动下外缸筒接箍向上运动,下外缸筒接箍在下内缸筒11的外壁上滑动直到下内缸筒11的有效行程用完之后,下外缸筒接箍带动下内缸筒11向上运动,下内缸筒11与内缸筒10 —起向上运动直到内缸筒10的有效行程用完,内缸筒10的限位与外缸筒接箍接触停止,即实现起升一根油管的高度,一根油管的起升操作完成。下放油管即此与此过程完全相反。该滑动密封装置3分为内缸筒和外缸筒结构,鉴于油管长度决定的行程较大,内缸筒和外缸筒的加工难度较高,顾将内缸筒分为四段,外缸筒分为三段,内外缸筒之间有密封和滑动密封装置,在起升油管过程中,内缸筒和外缸筒之间相对滑动,密封圈不与油管接触,顾密封圈寿命长,作业过程中不需或者很少需要更换,作业效率高。该滑动密封装置3滑动密封装置解决了密封圈损坏快、频繁更换的问题,大大提高了作业效率,此外,由于内外缸筒为配套制作,顾可以根据需求加工内外缸筒的长度,可根据单次起升油管的高度制作内外缸筒,四段内缸筒的累计行程可达到一根油管的长度,就可以单次起升一根油管,进一步提高了作业效率。由于滑动密封装置3能够随着内架伸缩,进而有效防止井液泄漏污染环境。
[0011] 所述的上卸扣钳4包括底座、顶板、旋转齿轮13、上卸扣钳14、夹紧钳15、上卸扣钳调节缸。底座为圆形,下端有法兰,底座通过法兰连接在井口防喷器上,井口防喷器连接在修井机架上端。底座上连接有风琴套,风琴套为圆形,底座与风琴套之间连接有风琴套起升缸,风琴套通过风琴套起升缸能向上伸展,还能通过风琴套起升缸向下收回,向上伸展后能够将作业泄漏出来的井液回收并注入井下,因而减少对环境及作业人员的污染。
[0012] 底座连接在井口防喷器上,底座上面垂直连接有导柱,导柱起导向作用。导柱上滑动连接有夹紧钳底板和顶板,使夹紧钳底板和顶板能够在导柱上滑动,底座与夹紧钳底板之间连接有夹紧钳调节缸,由夹紧钳调节缸通过夹紧钳底板调节夹紧钳15高度,使夹紧钳15处于油管接箍位置。底座与顶板之间连接有上卸扣钳调节缸,由上卸扣钳调节缸通过顶板调节上卸扣钳14或抽油杆上卸扣钳高度,使上卸扣钳14夹紧油管或抽油杆上卸扣钳夹紧抽油杆。夹紧钳底板上对应连接有2个夹紧钳15,夹紧钳15内连接有夹紧液压缸,夹紧液压缸的活塞内端有钳口,油管由2个夹紧钳15之间通过,两夹紧液压缸的活塞推动钳口夹紧油管接箍。顶板下通过空心轴连接有旋转齿轮13,旋转齿轮13与驱动齿轮相啮合,驱动齿轮连接在液压马达下,液压马达连接在顶板上,旋转齿轮13下面对应连接有2个上卸扣钳14,上卸扣钳14内连接有夹紧液压缸,夹紧液压缸的活塞内端有钳口,由液压马达带动驱动齿轮13转动,驱动齿轮转动带动旋转齿轮13转动,旋转齿轮转动带动2个上卸扣钳14转动,上卸扣钳14转动带动上节油管转动,最终将两油管卸开。在旋转齿轮13下面对应连接有2个抽油杆上卸扣钳,由抽油杆上卸扣钳上卸抽油杆,抽油杆上卸扣钳内连接有夹紧液压缸,夹紧液压缸的活塞内端有钳口。上卸扣钳14、夹紧钳15、上卸扣钳调节缸、夹紧钳调节缸和液压马达与液压站相连通,液压站与控制系统相连,实现智能控制。底座上连接有外泄盆17,外泄盆17上连接有风琴套,底座与风琴套之间连接有风琴套起升缸。该上卸扣钳4需通过螺栓固定安装到防喷器上,夹紧钳调节缸调节夹紧钳15到油管接箍位置,然后夹紧钳15夹紧油管接箍,上卸扣钳调节缸6调节上卸扣钳14的高度,上卸扣钳14夹紧油管,此时液压马达转动带动驱动齿轮转动,驱动齿轮带动旋转齿轮13转动。旋转齿轮13带动上卸扣钳14转动,即实现油管的上卸扣。卸扣时如油管内有井液泄漏,通过风琴套起升缸则将外泄盆17上的风琴套起升,油管卸扣之后泄漏出的井液即通过防喷器回套管内。该上卸扣钳4能够实现远程操作,远程调节高度实现夹紧钳15夹紧油管接箍,上卸扣钳14夹紧油管,液压马达旋转传递动力实现上卸扣,整个上卸扣操作过程实现平台无人,且根据接箍高度不同,可实现钳口高度位置的调节,以便实现接箍和油管部分的夹紧,另外,风琴套可通过风琴套起升缸起升,解决了卸扣之后油管内的油泄漏的问题。
[0013] 所述的自动送管装置5包括油管运送架18、起升滑动轮架19、下连接杆20、上连接杆16、液压绞车、调节连杆。机架I上端居中连接有摆动滑轮,摆动滑轮一侧机架I上端连接有定滑轮,油管运送架18下端铰链连接有下连接杆20,下连接杆20下端铰链连接在起升滑动轮架19下部横梁上,起升滑动轮架19下端铰链连接在机架I下部,起升滑动轮架19上端有在机架I上滚动的滚轮,油管运送架18中部铰链连接有上连接杆16,上连接杆16下端铰链连接在起升滑动轮架19上端横梁上,液压绞车连接在机架I下端,液压绞车上缠绕的钢丝绳绕过定滑轮和摆动滑轮连接在油管运送架18中部后面,油管运送架18侧连接有手柄,手柄内端连接手柄曲柄,手柄曲柄与调节连杆相连接,调节连杆与转轴相连接,转轴与连接块相连接,连接块与翻转曲柄相连接,翻转曲柄与翻转轴相连接,翻转轴与油管活动挡板相连接。该自动送管装置5 —次向下运送油管的过程如下:油管插入到油管运送架18的两油管活动挡板中,并停在限位的位置,液压绞车通过外部液压动力转动,钢丝绳送出的同时油管运送架18通过自重下放,下放同时起升滑动轮架19通过自身的轮子转动沿着机架I的外壁下滑,下放到机架I的限位中停止,此时由于油管运送架18的重心偏置,油管运送架18以起升滑动轮架19中下面的轮子为重心旋转倾斜直到水平,油管运送架18上面的下连接杆16和上连接杆5为平行四边形结构,下连接杆16和上连接杆5开始继续下落,此时油管运送架18沿竖直方向向下运动,直到油管的下放高度到所需位置停止。需人工操作转动手柄,手柄带动移动,带动调节连杆将直线运动传递到转轴,转轴的转动带动连接块移动,连接块的移动通过翻转曲柄转化为翻转轴的转动,翻转轴的转动带动油管活动挡板放开,油管从油管运送架18的槽中下放到修井现场的排管架中,一次向下运送油管的过程完成,向上运送油管的过程与之相反。该自动送管装置5能够实现油管的自动输送,带压修井机本体连接到一起,在修井机本体上送油管,与修井机本体联动,输送油管方便快捷,不需额外配辅助绞车,不需人工扶正,提高自动化程度,降低作业成本,提高作业效率。

Claims (1)

1.一种油田带压修井机,包括机架(I),链条式提升装置(2)、滑动密封装置(3)、上卸扣钳(4)及自动送管装置(5),其特征在于:机架(I)内滑动连接有内架,内架上端连接有扶持装置,机架(I)与内架之间连接有链条式提升装置(2),内架内井口上连接有滑动密封装置(3),内架上端的防喷器上连接有上卸扣钳(4),机架(I) 一侧连接有自动送管装置(5); 所述的链条式提升装置(2)包括链轮减速装置以及液压马达,机架(I)下部固定有链轮减速装置和齿轮箱,齿轮箱上连接有传动链轮和提升链轮,液压马达与链轮减速装置相连接,链轮减速装置通过传动链条与传动链轮相连接,机架(I)顶部连接有顶部链轮座,顶部链轮座上连接有顶部链轮,内架滑动连接在机架(I)内,内架下部有链条连接座,提升链条一端连接在链条连接座上,提升链条绕过顶部链轮和提升链轮连接在机架下端; 所述的滑动密封装置(3)包括伸缩套(6)、下外缸筒(7)、中外缸筒(8)、上外缸筒(9)、内缸筒(10)、下内缸筒(11)、上内缸筒(12),伸缩套(6)下端与井口相连,伸缩套(6)上端外通过法兰与下外缸筒(7)相连接,下外缸筒(7)上端外连接有外缸筒接箍,外缸筒接箍上有下外缸筒接箍,下外缸筒接箍上连接中外缸筒(8),中外缸筒(8)上端外连接有中外缸筒接箍,中外缸筒接箍上端有上外缸筒接箍,上外缸筒接箍上端连接有上外缸筒(9),上外缸筒(9)上端连接有上法兰,外缸筒接箍、下外缸筒接箍、中外缸筒接箍和上外缸筒接箍内分别有密封圈;内缸筒(10)下端外有环形凸台,内缸筒(10)置于下外缸筒(7)内,内缸筒(10)上端通过下内缸筒接箍与下内缸筒(11)下端相连接,下内缸筒接箍置于外缸筒接箍与下外缸筒接箍之间,下内缸筒(11)上端有中内缸筒,下内缸筒(11)上端外有环形凸台,中内缸筒下端外有环形凸台,中内缸筒上端通过上内缸筒接箍与上内缸筒(12)相连接,上内缸筒接箍(6)置于中外缸筒接箍(10)与上外缸筒接箍(11)之间,上内缸筒(12)上端外有环形凸台,下内缸筒接箍和上内缸筒接箍内分别有密封圈; 所述的上卸扣钳⑷包括底座、顶板、旋转齿轮(13)、上卸扣钳(14)、夹紧钳(15)、上卸扣钳调节缸,底座连接在井口防喷器上,底座上面垂直连接有导柱,导柱上滑动连接有夹紧钳底板和顶板,底座与夹紧钳底板之间连接有夹紧钳调节缸,底座与顶板之间连接有上卸扣钳调节缸,夹紧钳底板上对应连接有2个夹紧钳(15),夹紧钳(15)内连接有夹紧液压缸,夹紧液压缸的活塞内端有钳口,顶板下通过空心轴连接有旋转齿轮(13),旋转齿轮(13)与驱动齿轮相啮合,驱动齿轮连接在液压马达下,液压马达连接在顶板上,旋转齿轮(13)下面对应连接有2个上卸扣钳(14),上卸扣钳(14)内连接有夹紧液压缸,夹紧液压缸的活塞内端有钳口,旋转齿轮(13)下面对应连接有2个抽油杆上卸扣钳(16),抽油杆上卸扣钳(16)内连接有夹紧液压缸,夹紧液压缸的活塞内端有钳口,底座上连接有外泄盆(17),夕卜泄盆(17)上连接有风琴套,底座与风琴套之间连接有风琴套起升缸; 所述的自动送管装置(5)包括油管运送架(18)、起升滑动轮架(19)、下连接杆(20)、上连接杆(21)、液压绞车、调节连杆,机架(I)上端居中连接有摆动滑轮,摆动滑轮一侧机架(I)上端连接有定滑轮,油管运送架(18)下端铰链连接有下连接杆(20),下连接杆(20)下端铰链连接在起升滑动轮架(19)下部横梁上,起升滑动轮架(19)下端铰链连接在机架(I)下部,起升滑动轮架(19)上端有在机架(I)上滚动的滚轮,油管运送架(18)中部铰链连接有上连接杆,上连接杆下端铰链连接在起升滑动轮架(19)上端横梁上,液压绞车连接在机架(I)下端,液压绞车上缠绕的钢丝绳绕过定滑轮和摆动滑轮连接在油管运送架(18)中部后面,油管运送架(18)侧连接有手柄,手柄内端连接手柄曲柄,手柄曲柄与调节连杆相连接,调节连杆与转轴相连接,转轴与连接块相连接,连接块与翻转曲柄相连接,翻转曲柄与翻转轴相连接,翻转轴与油管活动挡板相连接。
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