CN105937371B - 修井设备一体化设备及其管柱拆接装置 - Google Patents

修井设备一体化设备及其管柱拆接装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种管柱拆接装置,包括安装架及通过提升机构安装于所述安装架上的钳体,所述钳体包括上下布置设置的旋扣钳和夹紧钳,所述提升机构包括滑杆和第一伸缩驱动件,所述安装架两侧分别设有第一滑轨和第二滑轨,所述滑杆两端分别设于所述第一滑轨和第二滑轨内,所述钳体装设于所述滑杆上,所述第一伸缩驱动件装设于所述滑杆和所述安装架之间。本发明的管柱拆接装置能替代人工完成小型修井作业中的起出管柱的卸扣作业和下放管柱的上扣作业,具有工作位置调节灵活,适应性好,管柱连接时对中准确、效率高,排污效果好,安全环保等优点。本发明进一步还公开了一种修井作业一体化设备。

Description

修井设备一体化设备及其管柱拆接装置
技术领域
[0001]本发明涉及石油钻修设备技术领域,具体是涉及一种修井设备一体化设备及其管 柱拆接装置。
背景技术
[0002]油井在开采一段时间后,可能会出现堵塞、套管破裂、抽油泵损坏等问题,此时需 要进行修井作业,修井作业需要对油管等管柱进行搬运、提拉下放、拆接上下管柱等一系列 操作。
[0003] 传统的修井作业基本依靠人工全手动进行操作,需要4_5人配合操作,工作强度 大,效率低,且作业环境恶劣,安全风险多。随着技术的进步,逐渐出现机械化设备代替部分 人工,如动力猫道替代人工在管柱盒和工作平台之间搬送管柱,手动吊卡替代人工提拉下 放管柱等等,实现了部分自动化操作。
[0004] 在修井作业中,管柱的拆卸和连接(通俗称为上卸扣作业)是关键环节,现有石油 修井作业中,上卸扣管柱主要由工人操作开口型液压钳及吊卡来完成。液压钳重达数百公 斤,悬挂于修井架上,需要人工推进和移出井口,劳动强度大,作业效率低,安全性差。
发明内容
[0005] 有鉴于此,本发明的目的在于提供可自动化完成管柱拆接的装置,具有工作位置 调节灵活,适应性好,管柱连接时对中准确、效率高,排污效果好,安全环保等优点中的至少 一种。
[0006] 本发明的第一方面,提供了一种管柱拆接装置,包括安装架及通过提升机构安装 于所述安装架上的钳体,所述钳体包括上下布置设置的旋扣钳和夹紧钳,所述提升机构包 括滑杆和第一伸缩驱动件,所述安装架两侧分别设有第一滑轨和第二滑轨,所述滑杆两端 分别设于所述第一滑轨和第二滑轨内,所述钳体装设于所述滑杆上,所述第一伸缩驱动件 装设于所述滑杆和所述安装架之间。
[0007] 进一步地,所述安装架底部设有导轨组件,所述导轨组件包括第一导轨和第二导 轨,所述安装架装设于所述第一导轨和第二导轨之间,并通过驱动机构沿所述第一导轨和 第二导轨滑动。
[0008] 进一步地,所述滑杆上还装设有导向机构,所述导向机构包括第一导向槽和第二 导向槽,所述第一导向槽和第二导向槽相对设置,且所述第一导向槽和第二导向槽的第一 端相互铰接,所述第一导向槽的第二端通过第一导向连杆和第二伸缩驱动件与所述滑杆铰 接,所述第二导向槽的第二端通过第二导向连杆和第三伸缩驱动件与所述滑杆铰接。
[0009] 进一步地,所述第一导向槽和第二导向槽的上端槽径大于下端槽径。
[0010] 进一步地,所述安装架上还装设有排污机构,所述排污机构包括第一排污槽和第 二排污槽,所述第一排污槽和第二排污槽相对设置,且所述第一排污槽通过第四伸缩驱动 件连接于所述安装架的第一侧,所述第二排污槽通过第五伸缩驱动件连接于所述安装架的 第二侧,所述第一排污槽和第二排污槽底部连接有排污管。
[0011] 本发明的第二方面,提供了一种修井设备一体化设备,包括工作平台,所述工作平 台上设有管柱操作口,所述管柱操作口上方设有可在竖直方向上移动的管柱提放装置,所 述工作平台上靠近所述管柱操作口设有管柱扶持装置及上述任一项所述的管柱拆接装置, 所述管柱扶持装置、管柱提放装置和管柱拆接装置配合用于在管柱操作口处扶持、提放和 拆接管柱。
[0012] 本发明的管柱拆接装置,结构简单实用,能替代人工完成小型修井作业中的起出 管柱的卸扣作业和下放管柱的上扣作业。大大提高了自动化水平和作业安全性。其与管柱 提放装置、管柱扶持装置配合,还可实现整个小型修井作业的全过程自动化。另外,由于设 置了提升机构、导轨组件、导向机构和排污机构,具有工作位置调节灵活,适应性好,管柱连 接时对中准确、效率高,排污效果好,安全环保等优点。
附图说明
[0013] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0014] 图1是本发明实施例管柱拆接装置第一方向的结构示意图;
[0015] 图2是本发明实施例管柱拆接装置第二方向的结构示意图。
[0016] 图3是本发明实施例修井设备一体化设备的结构示意图。
[0017] 附图标记说明:1、工作平台;11、管柱操作口; 2、管柱提放装置;3、管柱拆接装置; 31、安装架;311、第一滑轨;312、第二滑轨;321、滑杆;322、第一伸缩驱动件;331、旋扣钳; 332、夹紧钳;341、第一导轨;342、第二导轨;343、驱动机构;351、第一导向槽;352、第二导向 槽;353、第一导向连杆;354、第二导向连杆;355、第二伸缩驱动件;356、第三伸缩驱动件; 361、第一排污槽;362、第二排污槽;363、第四伸缩驱动件;364、第五伸缩驱动件;365、排污 管;4、管柱扶持装置。
具体实施方式
[0018]需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0019] 本发明中,术语“第一”、“第二”主要用于区分不同的部件,但不对部件进行具体限 制。
[0020] 如图1和图2所示,本实施例的管柱拆接装置,包括安装架31及通过提升机构安装 于安装架31上的钳体,钳体包括上下布置设置的旋扣钳331和夹紧钳332,提升机构可根据 管柱的不同位置调整钳体在竖直方向的位置。
[0021]具体地,提升机构包括滑杆321和第一伸缩驱动件322,安装架31两侧分别设有第 一滑轨311和第二滑轨312,滑杆321两端分别设于第一滑轨311和第二滑轨312内,钳体装设 于滑杆321上,第一伸缩驱动件322装设于滑杆321和安装架31之间。
[0022]为便于调节管柱拆接装置的前后位置,安装架31底部设有导轨组件,导轨组件包 括第一导轨341和第二导轨342,安装架31装设于第一导轨341和第二导轨342之间,并通过 驱动机构343驱动可沿第一导轨341和第二导轨342滑动,从而实现安装架31的前后移动,驱 动机构343具体可采用齿轮齿条机构,也可以是其它实现直线运动的机构,本发明并不受限 于此。
[0023] 为提高管柱连接时对中准确性,进一步提高工作效率,滑杆321上还装设有导向机 构,导向机构包括第一导向槽351和第二导向槽352,第一导向槽351和第二导向槽352相对 设置,且第一导向槽351和第二导向槽352的第一端相互铰接,第一导向槽351的第二端通过 第一导向连杆353和第二伸缩驱动件355与滑杆321铰接,第二导向槽352的第二端通过第二 导向连杆354和第三伸缩驱动件356与滑杆321铰接。第一导向槽351和第二导向槽352的上 端槽径大于下端槽径。
[0024]本实施例中,在管柱被起出时,井内的污水会随之流出,为防止环境污染,安装架 31上还装设有排污机构,排污机构包括第一排污槽361和第二排污槽362,第一排污槽361和 第二排污槽362相对设置,且第一排污槽361通过第四伸缩驱动件363连接于安装架31的第 一侧,第二排污槽362通过第五伸缩驱动件364连接于安装架31的第二侧,第一排污槽361和 第二排污槽362底部连接有排污管365。
[0025]本实施例管柱拆接装置能自动化完成管柱的连接和拆卸,具体操作如下:
[0026]当需要修井时,需将管柱连接下放至油井内,此工作过程排污机构无需参与工作, 可一直保持打开状态,无需进行操作。
[0027]首先,驱动机构343推动安装架31向靠近管柱操作口 11的方向移动,当钳体中心与 管柱操作口 11的中心对中时,停止移动。然后,管柱提放装置2接住被送至工作平台上的管 柱,并将其向上提拉吊在空中,此时导向机构的第二伸缩驱动件355和第三伸缩驱动件356 分别推动第一导向槽351和第二导向槽352向中间合拢闭合,由于第一导向槽351和第二导 向槽352闭合后成漏斗形状,因而可对上下管柱的对接起到良好的导向作用,此时管柱提放 装置2下放管柱,通过导向机构的引导,与下方管柱对中;接下来,驱动夹紧钳332夹紧下方 管柱,旋扣钳331夹紧上方管柱并对其施加旋扣扭矩,使上方管柱相对下方管柱拧紧,实现 上下管柱的连接。
[0028] 完成上下管柱的连接后,第二伸缩驱动件355和第三伸缩驱动件356分别推动第一 导向槽351和第二导向槽352打开,驱动机构343推动安装架31向远离管柱操作口 11的方向 移动,直至回到初始位置,至此完成一次完整的下放管柱的上扣作业。
[0029]反之,当修井完毕后,需要将管柱从油井内起出并卸扣回收,此工作过程导向机构 无需参与工作,因此第二伸缩驱动件355和第三伸缩驱动件356分别驱动第一导向槽351和 第二导向槽352打开,使导向机构处于打开状态,不干涉其他部件正常工作。
[0030]首先,通过驱动机构343驱动安装架31沿第一导轨Ml和第二导轨342向靠近管柱 操作口 11的方向移动,直至钳体中心与管柱操作口 11中心对中;接下来,通过管柱提放装置 2将管柱从油井内向上提拉,直至上下两节管柱的连接位置处于旋扣钳331和夹紧钳332之 间,此时驱动夹紧钳332夹紧下方管柱,旋扣钳331夹紧上方管柱并对其施加卸扣扭矩,使上 方管柱从下方管柱中旋松出来,实现上下管柱卸扣。卸扣完成后,安装架31在驱动机构343 的驱动下向远离管柱操作口 11的方向移动一定距离,使排污机构的中心与管柱操作口 11的 中心重合,此时,第四伸缩驱动件363和第五伸缩驱动件364分别驱动第一排污槽361和第二 排污槽362向中间合拢,将上下管柱抱住,接收管柱内的油污,并通过其底部的排污管365排 入到指定储存装置,从而实现排污防喷功能。排污完成后,排污机构复位打开,驱动机构343 推动安装架31进一步向远离管柱操作口 11的方向移动,直至回到初始位置,至此完成一次 完整的起出管柱的卸扣作业。
[0031]本发明实施例提供的管柱拆接装置,结构简单实用,能替代人工完成小型修井作 业中的起出管柱的卸扣作业和下放管柱的上扣作业。大大提高了自动化水平和作业安全 性。其与官柱提放装置2、官柱扶持装置4配合,还可实现整个小型修井作业的全过程自动 化。
[0032]另外,由于设置了提升机构、导轨组件、导向机构和排污机构,具有工作位置调节 灵活,适应性好,管柱连接时对中准确、效率高,排污效果好,安全环保等优点。
[0033]在此基础上,本发明实施例还提供了一种修井设备一体化设备,具体如图3所示, 修井设备一体化设备包括工作平台1,工作平台1上设有管柱操作口 11,管柱操作口 11上方 设有可在竖直方向上移动的管柱提放装置2,工作平台1上靠近管柱操作口 11设有管柱扶持 装置4及上述的管柱拆接装置3,管柱扶持装置4、管柱提放装置2和管柱拆接装置3配合用于 在管柱操作口 11处扶持、提放和拆接管柱。由于采用了上述的管柱拆接装置3,具有其所有 优点,在此不再赘述。
[0034]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精 祌和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1. 一种管柱拆接装置,其特征在于:包括安装架(31)及通过提升机构安装于所述安装 架(31)上的钳体,所述钳体包括上下布置设置的旋扣钳(331)和夹紧钳(33¾,所述提升机 构包括滑杆(321)和第一伸缩驱动件(322),所述安装架(31)两侧分别设有第一滑轨C311) 和第二滑轨(312),所述滑杆(321)两端分别设于所述第一滑轨(311)和第二滑轨(312)内, 所述钳体装设于所述滑杆(321)上,所述第一伸缩驱动件(322)装设于所述滑杆(321)和所 述安装架(31)之间; 所述滑杆(321)上还装设有导向机构,所述导向机构包括第一导向槽(351)和第二导向 槽(352),所述第一导向槽(351)和第二导向槽(352)相对设置,且所述第一导向槽(351)和 第二导向槽(352)的第一端相互铰接,所述第一导向槽(351)的第二端通过第一导向连杆 (353)和第二伸缩驱动件(355)与所述滑杆(321)铰接,所述第二导向槽(352)的第二端通过 第二导向连杆(354)和第三伸缩驱动件(356)与所述滑杆(321)铰接。
2. 根据权利要求1所述的管柱拆接装置,其特征在于:所述安装架(31)底部设有导轨组 件,所述导轨组件包括第一导轨(341)和第二导轨(342),所述安装架(31)装设于所述第一 导轨(341)和第二导轨(342)之间,并通过驱动机构(343)沿所述第一导轨(341)和第二导轨 (342)滑动。
3. 根据权利要求1所述的管柱拆接装置,其特征在于:所述第一导向槽(351)和第二导 向槽(352)的上端槽径大于下端槽径。
4. 根据权利要求1所述的管柱拆接装置,其特征在于:所述安装架(31)上还装设有排污 机构,所述排污机构包括第一排污槽(361)和第二排污槽(362),所述第一排污槽(361)和第 二排污槽(362)相对设置,且所述第一排污槽(361)通过第四伸缩驱动件(363)连接于所述 安装架(31)的第一侧,所述第二排污槽(362)通过第五伸缩驱动件(364)连接于所述安装架 C31)的第二侧,所述第一排污槽(361)和第二排污槽C362)底部连接有排污管(365)。
5.—种修井设备一体化设备,包括工作平台(1),所述工作平台(1)上设有管柱操作口 (11),其特征在于:所述管柱操作口(11)上方设有可在竖直方向上移动的管柱提放装置 (2) ,所述工作平台(1)上靠近所述管柱操作口(11)设有管柱扶持装置(4)及权利要求1 一4 任一项所述的管柱拆接装置(3),所述管柱扶持装置⑷、管柱提放装置(2)和管柱拆接装置 (3) 配合用于在管柱操作口(11)处扶持、提放和拆接管柱。
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