CN106593339B - 一种多功能远程遥控的井喷救援车 - Google Patents

一种多功能远程遥控的井喷救援车 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多功能远程遥控的井喷救援车，包括桅杆、加压油缸、引火筒扶正器、引火筒、旋转动力头、防喷器、下车、上车、桅杆举升装置、喷射切割架和用于对各部件进行控制的远程遥控控制面板，桅杆通过桅杆举升装置安装在上车上，通过桅杆举升装置的控制可实现桅杆的起落和垂直度调节；上车安装在下车上；桅杆竖起时，安装加压油缸、引火筒扶正器、引火筒、旋转动力头、防喷器，可实现吊装防喷器功能；桅杆收回、水平放置时，安装喷射切割架，可实现喷射切割旧井口的功能。本发明可近距离靠近火源工作，在井喷事故发生时可进行现场清理、旧井口喷射切割、防喷器吊装等操作，所有操作均在远程遥控的状态下完成，确保救援人员的人生安全。

Description

一种多功能远程遥控的井喷救援车
技术领域
本发明涉及一种井喷失控抢险装置，具体是一种多功能远程遥控的井喷救援车，属于井喷救援车技术领域。
背景技术
井喷是一种地层中流体喷出地面或流入井内其它地层的现象，是石油、天然气勘探和开发过程中，油、气层压力过大，在失去控制的情况下，形成的喷发现象，喷出的石油或者天然气如果遇到明火、静电火花、撞击火星等就会引起着火现象，井喷火灾具有扑救时间长、难度大等特殊性。
井喷失控是钻井工程中性质严重、损失巨大的灾难性事故，其危害是巨大的，主要有井场钻井设备严重破坏，地层破坏性很大，地下资源损失惨重；对现场工作人员造成伤亡，一般突发猛烈，火焰高，面积大，环境污染严重，噪声、热辐射、烟雾、H2S，影响面大，耗资巨大。一个无论多大的油田，只要有一口井发生井喷着火，将打乱整个油田的生产，同时对周边居民生活秩序产生巨大影响。
发生井喷时，进行抢险救援的关键工作主要有两个：一是清理现场，二是安装新井口装置。
清理现场：事故现场有井架、天车、游动滑车、水龙头、绞车、泥浆泵等钻井设备，现场救援时需要清理这些设备，针对一些受火烧坏的零散小件，可用长臂吊车、推土机、长臂挖机等施工机械吊离或者拖拽出现场；重点是对旧井口的清理，旧井口受火后损坏，因人员无法靠近，故一般采取长臂吊车携带水砂切割设备或将水砂切割设备安装在长臂架上进行切割作业，这些设备并非专用的水砂切割架设备，因此缺点很多，如装置安装复杂、长臂吊车臂长有限，人员安全无法完全保障，无法灵活的调整喷射头的切割位置且无法在切割过程中始终保持喷射头呈水平状态，以上缺点造成了目前切割旧井口时操作复杂，耗费时间较长。
旧井口切割掉之后，需要安装防喷器来关闭井口，利用防喷器关闭井口是制服井喷的最基本的方法，因现场受火，温度高，人员无法靠近，且防喷器比较笨重，因此传统方法一般是利用长臂吊车吊装来安装防喷器，该方式耗时长，操作复杂，且需要人工靠近操作，增加了不必要的人身伤害的可能。
以上的抢险救援工作中，都是利用现有的长臂吊车，长臂挖掘机、推土机等传统机械进行，设备针对性不强，耗费的时间长，需要的设备繁多，且需要人工靠近火源工作，对救援人员的人身有一定的危害。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种多功能远程遥控的井喷救援车，可近距离靠近火源工作，在井喷事故发生时可进行现场清理、旧井口喷射切割、防喷器吊装等操作，所有操作均在远程遥控的状态下完成，确保救援人员的人生安全。
为了实现上述目的，本发明采用的一种多功能远程遥控的井喷救援车，包括桅杆、加压油缸、引火筒扶正器、引火筒、旋转动力头、防喷器、下车、上车、桅杆举升装置、喷射切割架和用于对各部件进行控制的远程遥控控制面板，所述桅杆通过桅杆举升装置安装在上车上，通过桅杆举升装置的控制可实现桅杆的起落和垂直度调节；所述上车安装在下车上；桅杆竖起时，安装加压油缸、引火筒扶正器、引火筒、旋转动力头、防喷器，可实现吊装防喷器功能；桅杆收回、水平放置时，安装喷射切割架，可实现喷射切割旧井口的功能。
当进行吊装防喷器时，桅杆竖起，所述加压油缸固定在桅杆上，加压油缸的下端与旋转动力头连接，旋转动力头的上部与引火筒连接，旋转动力头的下部与防喷器连接，引火筒通过引火筒扶正器连接在桅杆上；加压油缸的伸缩可带动防喷器的提升与下放，并可向防喷器提供一定的下压力；旋转动力头依靠液压提供动力旋转，并可带动防喷器转动。
当进行水砂射流切割时，桅杆水平放置，所述喷射切割架安装在桅杆的端部，所述喷射切割架包括四连杆机构、安装在四连杆机构上方的卷扬机构、变幅油缸以及安装在四连杆机构前部喷射高压水砂液的喷射头，卷扬机构伸出的钢丝绳与喷射头连接；通过变幅油缸的伸缩实现整个喷射切割架的动作。
优选地，所述桅杆举升装置包括桅杆一级油缸和桅杆二级油缸，通过桅杆一级油缸和桅杆二级油缸的伸缩实现桅杆收放，桅杆二级油缸用于对桅杆的垂直度进行微调。
优选地，所述下车为展宽可调的履带行走式底盘。优选地，所述上车包括驾驶室、发动机、液压系统和电气系统。
优选地，所述远程遥控控制面板为无线遥控或有线遥控，远程遥控实现的功能包括对旋转动力头旋转、加压油缸推拉、桅杆举升装置伸缩、卷扬机构的旋转、变幅油缸的推拉、喷射头马达的水平移动以及整个救援车的启停、发动机油门调控、救援车的行走、救援车的回转动作。
优选地，还包括安装在下车上的用于进行场地平整的推板。
优选地，救援车底盘上安装有套环，利用绳索穿过套环实现对重物的拖拽。
本发明克服现有技术的缺点，提出了一种专用的多功能型遥控井喷救援车，该车依靠发动机提供动力，并由液压系统实现各种功能动作，主工作油路电气装置防火处理可在高温下工作，可以实现事故现场的清理和安装新的井口的功能，且所有动作均实现无线遥控操作，保证救援人员的人身安全。本发明可实现多种救援功能，包括切割旧井口，吊装防喷器以及场地平整和清理现场重物，场地平整时需在救援车上加装铲板，清理现场重物主要依靠救援车的拖拽，在下车底盘安装有耳板与套环，利用钢丝绳固定重物从而拖拽其清出现场；切割旧井口与吊装防喷器是救援车的两个主要功能。本发明主要针对井喷火场救援，具有首创性，目前尚未见有针对井喷救援车辆的报到；本发明具有多功能性，集多种救援任务于一身，可替代长臂吊车、推土机、切割架、长臂挖机等原有设备，大大简化了救援流程，节省了救援时间与救援成本；本发明具有高度自动化的优点及具有远程无线控制能力，救援人员不需近距离接触火源，有效确保了救援人员的生命安全。
附图说明
图1为本发明非工作时的状态示意图；
图2为本发明吊装防喷器时的示意图；
图3为本发明喷射架切割时的示意图；
图4为本发明进行喷射架切割功能时所用喷射切割架的状态图；
图5为本发明遥控面板的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图5所示，一种多功能远程遥控的井喷救援车，包括桅杆1、加压油缸2、引火筒扶正器3、引火筒4、旋转动力头5、防喷器6、下车7、上车8、桅杆举升装置、喷射切割架11和用于对各部件进行控制的远程遥控控制面板，所述桅杆1通过桅杆举升装置安装在上车8上，通过桅杆举升装置的控制可实现桅杆1的起落和垂直度调节；所述上车8安装在下车7上；桅杆1竖起时，安装加压油缸2、引火筒扶正器3、引火筒4、旋转动力头5、防喷器6，可实现吊装防喷器功能；桅杆收回、水平放置时，安装喷射切割架11，可实现喷射切割旧井口的功能。
如图2所示，当进行吊装防喷器6时，桅杆1竖起，所述加压油缸2固定在桅杆1上，加压油缸2的下端与旋转动力头5连接，旋转动力头5的上部与引火筒4连接，旋转动力头5的下部与防喷器6连接，引火筒4通过扶正器3连接在桅杆1上；加压油缸2的伸缩可带动防喷器6的提升与下放，并可向防喷器6提供一定的下压力；旋转动力头5依靠液压提供动力旋转，并可带动防喷器6转动。其中，旋转动力头5的下端装有法兰结构，可使旋转动力头5快速的连接防喷器6，旋转动力头5安装在桅杆1的滑轨上，加压油缸2的伸缩带动旋转动力头5沿着桅杆的滑轨上下移动，从而实现防喷器6的提升与下方。
安装防喷器6时，远程遥控救援车运动到井口位置，控制加压油缸2下放防喷器6，并可提供一定的下压力，桅杆1可通过桅杆二级油缸10进行垂直的调整，因此可很好的保证下放防喷器6不偏斜，旋转动力头5上有液压马达和减速机，内部有驱动套，可带动防喷器6转动，从而可对中防喷器6与井口法兰的螺栓孔，此时救援人员快速安装螺栓并关闭防喷器6，从而成功关闭井口；旋转动力头5上部安装有引火筒4，其作用是将火苗或者井喷液引向上部，可保护安装螺栓的救援人员不受伤害；安装旧井口时，需要辅助设备给车体喷水来进一步降低车体的温度，整个救援过程的救援车动作均为远程无线遥控实现。
如图3所示，当进行水砂射流切割时，桅杆1水平放置，所述喷射切割架11安装在桅杆1的端部，所述喷射切割架11包括四连杆机构14、安装在四连杆机构14上方的卷扬机构12、变幅油缸13以及安装在四连杆机构14前部喷射高压水砂液的喷射头15，卷扬机构12伸出的钢丝绳与喷射头15连接；通过变幅油缸13的伸缩实现整个喷射切割架11的动作。
使用喷射切割旧井口功能时，需要调整桅杆一级油缸9与桅杆二级油缸10桅杆1收回并放平，装上喷射架切割架11，救援车安装好喷射切割架11后如图3所示，图3中喷射切割架11依靠销轴螺栓与桅杆1连接；喷射切割架11的示意图如图4中所示，卷扬机构12安装喷射切割架11上，卷扬钢丝绳一端连接四连杆机构14的前端；依靠变幅油缸13的伸缩来控制四连杆机构14的运动。喷射切割架有两个极限运动位置，如图4中位置一和位置二所示，两个极限位置的使喷射头15可在垂直方向上移动约2m的距离，从而该车有较大的切割位置选择余地；因四连杆机构14的特性，从而使变幅油缸13在调整过程中喷射头15可始终保持水平状态，从而确保水射流切割井口时始终为最短的距离，此举可大大节省切割时间。切割工作时，卷扬机构12处于常闭状态并拉紧钢丝绳防止喷射切割架前端11产生“点头”现象，从而保证水射流切割的稳定性；当检测到变幅油缸13动作信号时，卷扬机构12处于自由下放状态，因此当变幅油缸13伸出至指定位置时，此时卷扬12仍可保证为拉紧状态；当变幅油缸13收回至指定状态时，可手动控制卷扬机构12动作，使钢丝绳处于拉紧状态。安装在喷射切割架11前端的喷射头15可以依靠液压马达及丝杠来实现水平方向的移动，从而在水射流切割时只需要喷射切割架11始终保持静止状态，依靠喷射头15的水平移动来达到割掉旧井口的目的。以上针对喷射切割架11的所有动作均可实现无线遥控控制。
图2所示吊装防喷器功能与图3所示的喷射切割旧井口的功能不同时使用。
如图2所示，所述桅杆举升装置包括桅杆一级油缸9和桅杆二级油缸10，通过一级油缸9和桅杆二级油缸10的伸缩实现桅杆1收放，桅杆二级油缸10用于对桅杆1的垂直度进行微调。三角形连接件的一端直接与桅杆1连接；一端通过桅杆二级油缸10与桅杆连接，并通过桅杆一级油缸9与救援车底盘连接；另一端通过连接杆与救援车底盘、桅杆下连接件(桅杆水平放置时，用于放置旋转动力头5的部件)连接；
优选地，所述下车7为展宽可调的履带行走式底盘，其可以满足转场时的需要，同时保证工作时的稳定性。当然，下车也可以是轮胎行走式底盘。
优选地，所述上车8包括驾驶室、发动机、液压系统和电气系统。
优选地，所述远程遥控控制面板为无线遥控或有线遥控，即远程遥控控制面板可进行无线遥控操作，也可实现有线遥控操作，同时远程遥控控制面板上的所有动作均可在驾驶室内操控实现。远程遥控实现的功能包括对旋转动力头5旋转、加压油缸2推拉、桅杆举升装置伸缩、卷扬机构12的旋转、变幅油缸13的推拉、喷射头15马达的水平移动以及整个救援车的启停、发动机油门调控、救援车的行走、救援车的回转动作。远程遥控控制面板的结构如图5所示，通过本控制面板，可实现对救援车的油门、发动机、桅杆1收放、回转、行走、加压油缸2伸缩、桅杆一级油缸9和桅杆二级油缸10伸缩、喷射架卷扬12、喷射架变幅油缸13、喷头马达15等动作的控制。左喷头转动按钮16与右喷头转动按钮19可上下左右拨动以及旋转拨动，当行走按钮18在行走锁定或者行走解除的位置时，此时图3所示的喷射切割的功能不可用，上下拨动按钮17时，控制救援车的左右履带行走，左喷头转动按钮16与右喷头转动按钮19的上下左右拨动可分别控制回转、旋转动力头5、加压油缸2、桅杆一级油缸9和桅杆二级油缸10等动作，此时左喷头转动按钮16与右喷头转动按钮19的旋转拨动无动作；当行走按钮18在喷射架位置时，此时拨动按钮17，分别控制喷射架的卷扬机构12与喷射架的变幅油缸13的动作，左喷头转动按钮16与右喷头转动按钮19的旋转动作可控制喷射头15马达的左右水平移动。
作为本发明的进一步改进，还可包括安装在下车7上的用于进行场地平整的推板。
作为本发明的进一步改进，救援车底盘上安装有套环，利用绳索穿过套环实现对重物的拖拽。
实施例：
中国石油天然气公司下属的某公司利用本井喷救援车进行了实际演练试用，经试用发现，该救援车自动化程度高、现场救援高效快速，相比原有设备，抢险救援时间得到了极大的缩短，并且很好的保证了现场救援人员的人身安全。
由上述结构可见，本发明可实现多种救援功能，包括切割旧井口，吊装防喷器以及场地平整和清理现场重物，场地平整时需在救援车上加装铲板，清理现场重物主要依靠救援车的拖拽，在下车底盘安装有耳板与套环，利用钢丝绳固定重物从而拖拽其清出现场；切割旧井口与吊装防喷器是救援车的两个主要功能，其对应的两个工作状态如图2，图3所示。本发明主要针对井喷火场救援，具有首创性，目前尚未见有针对井喷救援车辆的报到；本发明具有多功能性，集多种救援任务于一身，可替代长臂吊车、推土机、切割架、长臂挖机等原有设备，大大简化了救援流程，节省了救援时间与救援成本；本发明具有高度自动化的优点及具有远程无线控制能力，救援人员不需近距离接触火源，有效确保了救援人员的生命安全。

Claims (8)

1.一种多功能远程遥控的井喷救援车，其特征在于，包括桅杆(1)、加压油缸(2)、引火筒扶正器(3)、引火筒(4)、旋转动力头(5)、防喷器(6)、下车(7)、上车(8)、桅杆举升装置、喷射切割架(11)和用于对各部件进行控制的远程遥控控制面板，
所述桅杆(1)通过桅杆举升装置安装在上车(8)上，通过桅杆举升装置的控制可实现桅杆(1)的起落和垂直度调节；所述上车(8)安装在下车(7)上；桅杆(1)竖起时，安装加压油缸(2)、引火筒扶正器(3)、引火筒(4)、旋转动力头(5)、防喷器(6)，可实现吊装防喷器功能；桅杆收回、水平放置时，安装喷射切割架(11)，可实现喷射切割旧井口的功能；
当进行吊装防喷器(6)时，桅杆(1)竖起，所述加压油缸(2)固定在桅杆(1)上，加压油缸(2)的下端与旋转动力头(5)连接，旋转动力头(5)的上部与引火筒(4)连接，旋转动力头(5)的下部与防喷器(6)连接，引火筒(4)通过引火筒扶正器(3)连接在桅杆(1)上；加压油缸(2)的伸缩可带动防喷器(6)的提升与下放，并可向防喷器(6)提供一定的下压力；旋转动力头(5)依靠液压提供动力旋转，并可带动防喷器(6)转动。
2.根据权利要求1所述的一种多功能远程遥控的井喷救援车，其特征在于，当进行水砂射流切割时，桅杆(1)水平放置，所述喷射切割架(11)安装在桅杆(1)的端部，所述喷射切割架(11)包括四连杆机构(14)、安装在四连杆机构(14)上方的卷扬机构(12)、变幅油缸(13)以及安装在四连杆机构(14)前部喷射高压水砂液的喷射头(15)，卷扬机构(12)伸出的钢丝绳与喷射头(15)连接；通过变幅油缸(13)的伸缩实现整个喷射切割架(11)的动作。
3.根据权利要求1所述的一种多功能远程遥控的井喷救援车，其特征在于，所述桅杆举升装置包括桅杆一级油缸(9)和桅杆二级油缸(10)，通过桅杆一级油缸(9)和桅杆二级油缸(10)的伸缩实现桅杆(1)收放，桅杆二级油缸(10)用于对桅杆(1)的垂直度进行微调。
4.根据权利要求1所述的一种多功能远程遥控的井喷救援车，其特征在于，所述下车(7)为展宽可调的履带行走式底盘。
5.根据权利要求1所述的一种多功能远程遥控的井喷救援车，其特征在于，所述上车(8)包括驾驶室、发动机、液压系统和电气系统。
6.根据权利要求1所述的一种多功能远程遥控的井喷救援车，其特征在于，所述远程遥控控制面板为无线遥控或有线遥控，远程遥控实现的功能包括对旋转动力头(5)旋转、加压油缸(2)推拉、桅杆举升装置伸缩、卷扬机构(12)的旋转、变幅油缸(13)的推拉、喷射头(15)马达的水平移动以及整个救援车的启停、发动机油门调控、救援车的行走、救援车的回转动作。
7.根据权利要求1所述的一种多功能远程遥控的井喷救援车，其特征在于，还包括安装在下车(7)上的用于进行场地平整的推板。
8.根据权利要求1所述的一种多功能远程遥控的井喷救援车，其特征在于，救援车底盘上安装有套环，利用绳索穿过套环实现对重物的拖拽。
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