CN106401505B - 一种修井作业油管杆自动输送装置及其输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种修井作业油管杆自动输送装置，输送装置由2～4组平行设置的管桥组成，管桥的端部共同连接举升机构，管桥由四层隔管组成，至少两组管桥的每根隔管的端部设有电机，隔管上通过滑道连接推取装置，在推取装置上方设有具有凸台的连接板，连接板通过传动装置与电机连接；在连接板的两端分别设有向上伸出的取管挡销，取管挡销通过弹性装置限制其只能向连接板凸台方向旋转；在推取装置移动方向的端部设有可上下转动的推管挡销。该输送装置采用机械自动化油管杆排放设备，高效率，高质量，降低劳动强度。

Description

一种修井作业油管杆自动输送装置及其输送方法

技术领域

本发明创造涉及一种修井作业油管杆自动输送装置，属于机械化油杆输送领域。

背景技术

随着经济技术的快速发展，机械自动化也获得了高速发展。现有的油田油井修井时油管或油杆的输送主要是依赖人工，工作效率低，劳动强度大，具有一定的危险性。

对于油田输送装置来说，现有的机构主要出现以下几个问题：

1.现有的油田输送装置，排放油管杆时，需要拉送油管杆一人，排放油管杆一人，不仅劳动强度大、安全隐患多，又费时费力；

2. 现有的油田输送装置，油管杆的输送是通过抓管杆机构完成。油管杆最大重量达到140kg，通过抓管机构直接抛送油管杆，管杆抓取臂与抓取钩相接触处受力较大，对设备造成严重的破坏；

3. 现有的油田输送装置没有螺纹防护装置，油管杆螺纹部分遭到破坏。

发明内容

本发明创造要解决的技术问题是提供一种修井作业油管杆自动输送装置，该输送装置采用机械自动化油管杆排放设备，高效率，高质量，降低劳动强度。

为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种修井作业油管杆自动输送装置，输送装置由2～4组平行设置的管桥组成，管桥的端部共同连接举升机构，管桥由四层隔管组成，至少两组管桥的每根隔管的端部设有电机，隔管上通过滑道连接推取装置，在推取装置上方设有具有凸台的连接板，连接板通过传动装置与电机连接；在连接板的两端分别设有向上伸出的取管挡销，取管挡销通过弹性装置限制其只能向连接板凸台方向旋转；在推取装置移动方向的端部设有可上下转动的推管挡销。

在举升机构的长度方向至少设置两个顶入机构，顶入机构将管桥外端部的油杆管运输到举升机构上；在举升机构的长度方向至少设置两个导向机构，在导向机构的架体顶部设有定位块，定位块是可拆卸的，从管桥向油井下管时，插上定位块；从油井向管桥上管时，卸下定位块。

底部的一层隔管为固定隔管，其上放置油杆；上部三层的隔管为活动隔管，其上放置油管；固定隔管上的推取装置中取管挡销和推管挡销的尺寸与油杆直径尺寸对应；活动隔管上的推取装置中取管挡销和推管挡销的尺寸与油管直径尺寸对应。

所述的举升机构的长度与输送油杆或油管的长度对应，举升机构的底架内设有导向滑轨，导向滑轨滑动连接滑动管套，滑动管套通过伸缩油缸与底架连接；滑动管套上连接平移滑板，在平移滑板上连接举升油缸的一端，举升油缸的另一端铰接双滑道，双滑道的一端与设置在底架端部的支架通过销轴活动连接；在双滑道上设沿双滑道平移的动力小车。

所述的双滑道下方设有顶出机构，顶出机构由起升机构、顶板、顶出油缸和导向柱组成，起升机构通过连杆结构连接在平移滑板上，起升机构上表面连接顶板；顶出油缸通过销轴一端连接起升机构，一端连接平移滑板；起升机构滑动连接导向柱，由顶出油缸带动起升机构顺着导向柱上下运动；顶板的数量可根据油管杆的长度进行调整，且顶板顶面向外的斜面。

所述的顶入机构结构为，由滑道组成的架体外侧设有顶入滑板，顶入滑板与定位块的上表面角度一致，且为向举升机构方向倾斜；顶入滑板通过动力装置在滑道上滑动。

所述的导向机构结构为，竖框与举升机构通过耳片铰接，在竖框的顶部通过销轴活动连接过渡臂，过渡臂展开后的斜面与竖框顶部的斜面重叠。

一种采用修井作业油管杆自动输送装置对油井内的油管杆从油井内输出的方法，包括以下步骤：

1）卸下导向机构中的定位块，导向机构的过渡臂展开延伸至管桥对应位置的隔管高度；举升油缸举起，伸缩油缸伸出至井口，同时动力小车启动，动力小车从远离井口方向运行至井口位置；将输出的油泵杆放入输送机上的动力小车内，油泵杆随动力小车运输到举升机构的双滑道内；

2）伸缩油缸和举升油缸分别收回，举升机构回位；顶出机构的顶板升起将油管杆从双滑道里顶出，油管杆顺着过渡臂滚至管桥上；

3）输出油泵杆时，启动推取装置，将推取装置上的推管挡销转动，使推管挡销为向上位置，启动电机，推取装置由近及远移动，从而推动油管杆在隔管上由外至内依次排列；当油管靠重力可以滚至远离举升机构方向的管桥一端时不需要启动推取管装置；当油管不滚动时，启动推取装置；往复步骤1）至步骤3），将油杆放置在底部固定隔管上，将油管依次放置在上方三层的移动隔管上。

一种采用修井作业油管杆自动输送装置对管桥上的油管杆输入到油井内的方法，包括以下步骤：

1）安装导向机构中的定位块，并将推取管装置上的推管挡销旋转为向下位置，顶出机构和导向机构中的过渡臂分别恢复原位；

2）启动电机，推取管装置由近及远移动，当遇到油管杆时，取管挡销被油管压倒；当取管挡销移动到两根管的间隙处时，取管挡销在弹簧的作用下弹起，钩起一根油管杆，然后推取装置在电机的带动下，将油管杆移动到管桥近端；

3）顶入机构的顶入滑板向上移动，油管杆通过定位块靠自身重力滑入至举升机构的双滑道内，举升油缸升起，伸缩油缸伸出将油管送到井口位置，吊起油管，动力小车随动，直至油管杆进入井口；

4）往复步骤1）至步骤3），依次将三层移动隔管上的油管由上至下移动至井口，最后再移动固定隔管上的油杆移动至井口，直至全部油管杆移送至井内。

该修井作业油管杆自动输送装置采用至少两排动力管桥装置，可以将管桥上排布的油泵杆进行外力拉动，使其达到指定的位置，再通过顶入机构运送出去，从而减少了人力推动油管杆移动，降低了劳动强度，提高了工作效率。

优选的，在举升机构的侧端设置顶入机构和导向机构，可以分别应用，实现对油管杆向井内或井外的运送功能。

将推取装置设置两种尺寸，从而满足油管和油杆运输的需要。

举升机构通过伸缩油缸、举升油缸对双滑道进行控制，实现对油管杆或油泵杆的运送功能，同时通过滑道上滑动的动力小车，对油管杆上的螺纹进行保护。

在双滑道上设置顶出机构，顶出机构由多个顶板组成，工作性能平稳，从而控制油管杆与举升机构的顺利脱离，减少人工搬运。

在举升机构端部设置顶入机构，通过上下移动的顶入滑板对油管杆向举升机构的双滑道内滑动；采用导向机构，通过过渡臂将油管杆导向到指定的隔管上，大大降低了油管杆对设备的冲击，减少对整体设备的破坏，节省了资源，提高了一定的经济效益。

采用修井作业油管杆自动输送装置将油管杆移出油井或输入油井，完全实现自动化，减少了人力推动油管杆移动，降低了劳动强度，提高了工作效率。

附图说明

图1为一组管桥的侧视图。

图2为推取装置主视图。

图3为推取装置侧视图。

图4为修井作业油管杆自动输送装置增加顶入机构和导向机构的俯视图。

图5为举升机构主视图。

图6为举升机构剖视图。

图7为顶出机构主视图。

图8为顶出机构俯视图。

图9为顶出机构左视图。

图10为顶入机构工作示意图。

图11为导向机构工作示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种修井作业油管杆自动输送装置，输送装置由2～4组平行设置的管桥组成，管桥的端部共同连接举升机构20，管桥由四层隔管组成，其特征在于：至少两组管桥的每根隔管的端部设有电机6，隔管上通过滑道7连接推取装置10，在推取装置10上方设有具有凸台的连接板12，连接板12通过传动装置与电机6连接；在连接板12的两端分别设有向上伸出的取管挡销15，取管挡销15通过弹性装置限制其只能向连接板凸台方向旋转；在推取装置10移动方向的端部设有可上下转动的推管挡销14，推管挡销14在取管过程中不工作，位置向下，送管的过程为工作状态，旋转后位置向上。

如图4所示，在举升机构20的长度方向至少设置两个顶入机构30，顶入机构30将管桥外端部的油杆管运输到举升机构20上，顶入机构用于将管桥上的油管杆移送至举升机构20上；在举升机构20的长度方向至少设置两个导向机构40，在导向机构40的架体顶部设有定位块34，定位块34的上表面与顶入滑板32的上表面角度一致，且为向举升机构20方向倾斜；定位块34是可拆卸的，从管桥向油井下管时，插上定位块34；从油井向管桥上管时，卸下定位块34；导向机构40在送管时，定位块34起导向作用。

底部的一层隔管为固定隔管1，其上放置油杆；上部三层的隔管为活动隔管2，其上放置油管；固定隔管1上的推取装置10中取管挡销15和推管挡销14的尺寸与油杆直径尺寸对应；活动隔管2上的推取装置10中取管挡销15和推管挡销14的尺寸与油管直径尺寸对应。

如图5和图6所示，所述的举升机构20的长度与输送油杆或油管的长度对应，举升机构20的底架21内设有导向滑轨22，导向滑轨22滑动连接滑动管套23，滑动管套23通过伸缩油缸28与底架21连接，伸缩油缸28伸缩可带动底架21前后滑动；滑动管套23上连接平移滑板24，在平移滑板24上连接举升油缸25的一端，举升油缸25的另一端铰接双滑道26，双滑道26的一端与设置在底架21端部的支架通过销轴活动连接，启动举升油缸25，双滑道26靠近井口的一端即被抬起；在双滑道26上设沿双滑道平移的动力小车29，从而保护油管杆的螺纹部分。

与以往的输送装置只可以单方向输送相比，此设备的双滑道具有双向输送的功能，输送装置两侧都可以放置管桥，不受场地限制；目前冲砂作业方面，仍是依赖于连续油管作业。现有的输送装置，不能存储冲砂管，冲砂时，每次向油井里下一根油管都要重新起下一次冲砂管进行连接，冲砂效率低很容易造成溢流现象。针对这个问题，设计了双滑道。冲砂时，双滑道可同时应用，其中一滑道正常下油管，另一滑道可存储冲砂管，简化了起下冲砂管的过程，从而简化冲砂作业过程，提高了冲砂作业效率。

如图7至图9所示，所述的双滑道26下方设有顶出机构，顶出机构由起升机构51、顶板27、顶出油缸52和导向柱53组成，起升机构51通过连杆结构连接在平移滑板24上，起升机构51上表面连接顶板27；顶出油缸52通过销轴一端连接起升机构51，一端连接平移滑板24；起升机构51滑动连接导向柱53，由顶出油缸52带动起升机构51顺着导向柱53上下运动；顶板27的数量可根据油管杆的长度进行调整，且顶板27顶面向外的斜面。

如图10和图11所示，所述的顶入机构30结构为，由滑道组成的架体外侧设有顶入滑板32，顶入滑板32与定位块34的上表面角度一致，且为向举升机构20方向倾斜。顶入滑板32通过动力装置在滑道上滑动，平移滑板32的上表面与定位块34的上表面角度一致，且为向举升机构20方向倾斜。

所述的导向机构40结构为，竖框41与举升机构20通过耳片铰接，在竖框41的顶部通过销轴活动连接过渡臂42，过渡臂42展开后的斜面与竖框41顶部的斜面重叠。

一种采用修井作业油管杆自动输送装置对油井内的油管杆从油井内输出的方法，包括以下步骤：

1）卸下导向机构40中的定位块34，导向机构40的过渡臂42展开延伸至管桥对应位置的隔管高度；举升油缸25举起，伸缩油缸28伸出至井口，同时动力小车29启动，动力小车29从远离井口方向运行至井口位置；将输出的油泵杆放入输送机上的动力小车29内，油泵杆随动力小车29运输到举升机构20的双滑道26内；

2）伸缩油缸28和举升油缸25分别收回，举升机构20回位；顶出机构的顶板27升起将油管杆从双滑道26里顶出，油管杆顺着过渡臂42滚至管桥上；

3）输出油泵杆时，启动推取装置10，将推取装置10上的推管挡销14转动，使推管挡销14为向上位置，启动电机6，推取装置10由近及远移动，从而推动油管杆在隔管上由外至内依次排列；当油管靠重力可以滚至远离举升机构20方向的管桥一端时不需要启动推取管装置10；当油管不滚动时，启动推取装置10；往复步骤1）至步骤3），将油杆放置在底部固定隔管1上，将油管依次放置在上方三层的移动隔管2上。

一种采用修井作业油管杆自动输送装置对管桥上的油管杆输入到油井内的方法，包括以下步骤：

1）安装导向机构40中的定位块34，并将推取管装置10上的推管挡销14旋转为向下位置，顶出机构和导向机构40中的过渡臂42分别恢复原位；

2）启动电机6，推取管装置10由近及远移动，当遇到油管杆时，取管挡销15被油管压倒；当取管挡销15移动到两根管的间隙处时，取管挡销15在弹簧的作用下弹起，钩起一根油管杆，然后推取装置10在电机6的带动下，将油管杆移动到管桥近端；

3）顶入机构30的顶入滑板32向上移动，油管杆通过定位块34靠自身重力滑入至举升机构20的双滑道26内，举升油缸25升起，伸缩油缸28伸出将油管送到井口位置，吊起油管，动力小车29随动，直至油管杆进入井口；

4）往复步骤1）至步骤3），依次将三层移动隔管2上的油管由上至下移动至井口，最后再移动固定隔管1上的油杆移动至井口，直至全部油管杆移送至井内。

该利用修井作业油管杆自动输送装置对油管杆运送的方法将抓管杆杆机构改进为顶入机构，通过顶入机构的升降运送油管杆。这种排放方式大大降低了油管杆对设备的冲击，减少对整体设备的破坏，节省了资源，提高了一定的经济效益。

Claims (8)

1.一种修井作业油管杆自动输送装置，输送装置由2～4组平行设置的管桥组成，管桥的端部共同连接举升机构（20），管桥由四层隔管组成，其特征在于：至少两组管桥的每根隔管的端部设有电机（6），隔管上通过滑道（7）连接推取装置（10），在推取装置（10）上方设有具有凸台的连接板（12），连接板（12）通过传动装置与电机（6）连接；在连接板（12）的两端分别设有向上伸出的取管挡销（15），取管挡销（15）通过弹性装置限制其只能向连接板凸台方向旋转；在推取装置（10）移动方向的端部设有可上下转动的推管挡销（14）；其中举升机构（20）的长度与输送抽油杆或油管的长度对应，举升机构（20）的底架（21）内设有导向滑轨（22），导向滑轨（22）滑动连接滑动管套（23），滑动管套（23）通过伸缩油缸（28）与底架（21）连接；滑动管套（23）上连接平移滑板（24），在平移滑板（24）上连接举升油缸（25）的一端，举升油缸（25）的另一端铰接双滑道（26），双滑道（26）的一端与设置在底架（21）端部的支架通过销轴活动连接；在双滑道（26）上设沿双滑道平移的动力小车（29）。

2.如权利要求1所述的修井作业油管杆自动输送装置，其特征在于：在举升机构（20）的长度方向至少设置两个顶入机构（30），顶入机构（30）将管桥外端部的油管杆运输到举升机构（20）上；在举升机构（20）的长度方向至少设置两个导向机构（40），在导向机构（40）的架体顶部设有定位块（34），定位块（34）是可拆卸的，从管桥向油井下管时，插上定位块（34）；从油井向管桥上管时，卸下定位块（34）。

3.如权利要求1所述的修井作业油管杆自动输送装置，其特征在于：底部的一层隔管为固定隔管（1），其上放置抽油杆；上部三层的隔管为活动隔管（2），其上放置油管；固定隔管（1）上的推取装置（10）中取管挡销（15）和推管挡销（14）的尺寸与抽油杆直径尺寸对应；活动隔管（2）上的推取装置（10）中取管挡销（15）和推管挡销（14）的尺寸与油管直径尺寸对应。

4.如权利要求1所述的修井作业油管杆自动输送装置，其特征在于：所述的双滑道（26）下方设有顶出机构，顶出机构由起升机构（51）、顶板（27）、顶出油缸（52）和导向柱（53）组成，起升机构（51）通过连杆结构连接在平移滑板（24）上，起升机构（51）上表面连接顶板（27）；顶出油缸（52）通过销轴一端连接起升机构（51），一端连接平移滑板（24）；起升机构（51）滑动连接导向柱（53），由顶出油缸（52）带动起升机构（51）顺着导向柱（53）上下运动；顶板（27）的数量根据油管杆的长度进行调整，且顶板（27）顶面为向外倾斜的斜面。

5.如权利要求2所述的修井作业油管杆自动输送装置，其特征在于：所述的顶入机构（30）结构为，由滑道组成的架体外侧设有顶入滑板（32），顶入滑板（32）与定位块（34）的上表面角度一致，且为向举升机构（20）方向倾斜；顶入滑板（32）通过动力装置在滑道上滑动。

6.如权利要求2所述的修井作业油管杆自动输送装置，其特征在于：所述的导向机构（40）结构为，竖框（41）与举升机构（20）通过耳片铰接，在竖框（41）的顶部通过销轴活动连接过渡臂（42），过渡臂（42）展开后的斜面与竖框（41）顶部的斜面重叠。

7.一种采用修井作业油管杆自动输送装置对油井内的油管杆从油井内输出的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）卸下导向机构（40）中的定位块（34），导向机构（40）的过渡臂（42）展开延伸至管桥对应位置的隔管高度；举升油缸（25）举起，伸缩油缸（28）伸出至井口，同时动力小车（29）启动，动力小车（29）从远离井口方向运行至井口位置；将输出的油管杆放入输送机上的动力小车（29）内，油管杆随动力小车（29）运输到举升机构（20）的双滑道（26）内；

2）伸缩油缸（28）和举升油缸（25）分别收回，举升机构（20）回位；顶出机构的顶板（27）升起将油管杆从双滑道（26）里顶出，油管杆顺着过渡臂（42）滚至管桥上；

3）输出油管杆时，启动推取装置（10），将推取装置（10）上的推管挡销（14）转动，使推管挡销（14）为向上位置，启动电机（6），推取装置（10）由近及远移动，从而推动油管杆在隔管上由外至内依次排列；当油管杆 靠重力可以滚至远离举升机构（20）方向的管桥一端时不需要启动推取装置（10）；当油管杆不滚动时，启动推取装置（10）；往复步骤1）至步骤3），将抽油杆放置在底部固定隔管（1）上，将油管依次放置在上方三层的移动隔管（2）上。

8.一种采用修井作业油管杆自动输送装置对管桥上的油管杆输入到油井内的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）安装导向机构（40）中的定位块（34），并将推取装置（10）上的推管挡销（14）旋转为向下位置，顶出机构和导向机构（40）中的过渡臂（42）分别恢复原位；

2）启动电机（6），推取装置（10）由近及远移动，当遇到油管杆时，取管挡销（15）被油管杆 压倒；当取管挡销（15）移动到两根管的间隙处时，取管挡销（15）在弹簧的作用下弹起，钩起一根油管杆，然后推取装置（10）在电机（6）的带动下，将油管杆移动到管桥近端；

3）顶入机构（30）的顶入滑板（32）向上移动，油管杆通过定位块（34）靠自身重力滑入至举升机构（20）的双滑道（26）内，举升油缸（25）升起，伸缩油缸（28）伸出将油管杆送到井口位置，吊起油管杆 ，动力小车（29）随动，直至油管杆进入井口；

4）往复步骤1）至步骤3），依次将三层移动隔管（2）上的油管由上至下移动至井口，最后再移动固定隔管（1）上的抽油杆移动至井口，直至全部油管杆移送至井内。