CN109322628B - 小修井口无人化作业装备 - Google Patents

Abstract

本发明属于陆地油田小修作业领域，涉及一种小修井口无人化作业装备，能够实现无人化、智能化、自动化。以司钻控制台为操控中心，一体化平台为作业面，采用总线连接方式将定位摆管机械手、修井铁钻工、液压吊卡和动力卡瓦等一系列管柱处理系统进行信息融合，各设备动力管线均采用快速插头形式进行连接，由1名司钻人员操作遥控器或司钻控制台对该装备进行油管、抽油杆等管杆移送及自动上扣或卸扣等作业。消除了作业工在井口施工过程中的安全隐患，大大减轻员工的劳动强度，减少了现场作业人员和井口周边环境污染，提高了修井作业的工作效率和施工安全。

Description

小修井口无人化作业装备

技术领域

本发明属于陆地油田小修作业领域，涉及小修井口无人化作业装备，能够实现无人化、智能化、自动化。

背景技术

油气井生产过程中，经常会发生油层出砂或近井地带堵塞、井筒结垢、油层渗透率降低、部分生产油层枯竭、套管损坏等油井本身故障，也可能会出现生产管柱丝扣渗漏或脱落、抽油杆断裂或脱扣、抽油泵工作不正常等井下采油设备故障，造成油井减产甚至停产。以上这些故障只有通过修井作业来排除。

修井作业一般分为大修作业及小修作业两类，其中小修作业主要包括从事检泵、冲砂、打捞、更换井架管柱、更换井下工具、新投、测压等作业内容，由于以上作业内容都需要进行起下管柱作业，所以起下管柱作业是修井施工现场工作频率最高的作业形式，过程单调且无技术含量，重复动作频繁，员工劳动强度大，安全风险多，是最需要实现操作机械化的环节。

目前国内陆地修井机中的自动化系统装备方面，类型比较单一，可靠性和稳定性不高，在自动化方面只是强调单个设备的自动化程度，没有形成整体的智能化系统，因此，研制开发出一套修井作业自动化系统是大势所趋。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种小修井口作业无人化装备，该装置使作业员工远离井口作业，消除了作业工在井口施工过程中的安全隐患，大大减轻员工的劳动强度，减少了现场作业人员和井口周边环境污染，提高了修井作业的工作效率和施工安全。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种小修井口无人化作业装备，包括用作操控中心的司钻控制台、一体化平台、用于提升管柱的液压吊卡、用于卡持管柱的动力卡瓦、用于为管柱上扣或卸扣的修井铁钻工和用于抓取管柱定位井口或猫道口的定位摆管机械手；所述液压吊卡、所述动力卡瓦、所述修井铁钻工和所述定位摆管机械手均与所述司钻控制台连接；

所述一体化平台用于整个小修作业的操作平台，所述定位摆管机械手、所述修井铁钻工和所述动力卡瓦均设置于所述一体化平台的平台面上；

在所述一体化平台上设置有用于进行管柱起放作业的管柱操作口；进行管柱起放作业时，将所述管柱操作口设置于所述井口的正上方，所述动力卡瓦设置于所述管柱操作口的正上方；通过司钻控制台控制操作所述液压吊卡、所述动力卡瓦、所述修井铁钻工和所述定位摆管机械手能够实现对管柱类部件移送及自动上扣或卸扣作业。

进一步地，所述定位摆管机械手包括底座组、机械臂组和夹爪组；

所述机械臂组包括机械大臂和机械小臂，所述夹爪组包括大夹爪和小夹爪；所述机械大臂和所述大夹爪通过第一液压油缸连接，通过所述第一液压油缸，所述大夹爪能够在所述机械大臂上实现0-90°的翻转运动，所述机械小臂和所述小夹爪通过第二液压油缸连接，通过所述第二液压油缸，所述小夹爪能够在所述机械小臂上实现0-90°的翻转运动；所述机械小臂和所述机械大臂通过液压旋转马达连接，能够实现所述机械小臂在所述机械大臂上0-180°翻转运动；

所述机械大臂和所述底座组连接，在所述底座组上集成磁致伸缩油缸，所述机械大臂能够相对所述底座组做0-90°的翻转运动；

所述定位摆管机械手通过所述底座组固定于所述一体化平台的平台面上。

进一步地，在所述大夹爪上安装有管柱对中V型轮，在所述小夹爪上安装有耐磨圆柱滚轮，通过所述大夹爪和所述小夹爪的配合，能够夹紧不同管径的管柱类部件，进而实现不同管径的管柱类部件在井口或猫道口的精准对中。

进一步地，所述修井铁钻工包括修井铁钻工底座组，修井铁钻工机械臂组，液压钳本体；

所述修井铁钻工底座组，用于承托整个修井铁钻工，在所述修井铁钻工底座组上设置升降油缸，能够调节高度来满足不同高度的接箍状态；

所述修井铁钻工机械臂组，用于连接所述修井铁钻工底座组和所述液压钳本体，在所述修井铁钻工机械臂组上集成磁致伸缩油缸，所述磁致伸缩油缸能够控制油缸活塞杆的伸出长度，继而精确控制机械臂的伸出长度，通过控制所述修井铁钻工机械臂伸缩长度能够实现一键定位井口；

所述液压钳本体，能够通过更换牙座的方式满足不同管径规格管柱部件的上扣或卸扣操作。

进一步地，所述修井铁钻工还包括扭矩监控系统；所述扭矩监控系统通过将编码器集成到所述液压钳本体的行星齿轮上并同步旋转来实现钳头旋转圈数的限制进而实现自动对开口；

并且所述扭矩监控系统通过扭矩传感器实时控制设备工作压力，保证各规格油管的上扣或卸扣扭矩和各规格油管连接的安全性。

进一步地，在所述一体化平台包括平台面、平台支腿，所述平台支腿的数量为4个，在每个平台支腿上均安装有液压油缸，能够调节平台面的高度，以避让一体化平台下方的采油配套装置(所述采油配套装置包括采油管汇、防喷器等)，进而满足不同高度下的井口作业。

进一步地，在所述一体化平台还包括用于方便作业人员上下平台的伸缩梯，所述伸缩梯长度可调节，并且在运输过程中，所述伸缩梯能够折叠至所述一体化平台的底部；在所述一体化平台上配备水平报警仪以保证作业安全。

进一步地，所述液压吊卡设置于所述动力卡瓦正上方的吊环上，所述修井铁钻工的钳头开口方向正对管柱操作口，所述定位摆管机械手机械大臂的翻转方向正对管柱操作口，且所述修井铁钻工和所述定位摆管机械手以管柱操作口为角点呈90°排列。

进一步地，在所述一体化平台上设置污液输送管道，在污液输送管道的管口下部设置用于收集污液的收污盒。

进一步地，所述司钻控制台为可移动式操作控制台，电控柜固定于所述司钻控制台的下方，所述电控柜和所述司钻控制台通过航插方式连接；

所述司钻控制台能够固定于所述一体化平台的平台面上单独使用，或者能够集成到修井车控制台上进行统一操作。

进一步地，所述管柱类部件包括油管、抽油杆。

本发明的有益技术效果：

本发明提供的井口无人化作业装备，优化了传统的小修作业模式及工艺策略，结合司钻控制台、一体化平台、修井铁钻工、定位摆管机械手、液压吊卡和动力卡瓦等设备实现小修作业自动化、智能化，使作业员工远离井口作业，消除了作业工在井口施工过程中的安全隐患，大大减轻员工的劳动强度，减少了现场作业人员和井口周边环境污染，提高了修井作业的工作效率和施工安全，使小修作业工艺最优化。

附图说明

图1为本发明实施例中小修井口无人化作业装备正视图；

图2为本发明实施例中小修井口无人化作业装备俯视图；

图3为本发明实施例中小修井口无人化作业装备等轴测视图；

图4为本发明实施例中定位摆管机械手结构正视图；

图5为本发明实施例中定位摆管机械手结构侧视图；

图6为本发明实施例中定位摆管机械手卡持管柱示意图；

图7为本发明实施例中修井铁钻工结构示意图；

图8(a)-(d)为本发明实施例中多工位作业模式示意图；

附图标记：

1.司钻控制台；2.一体化平台；3.液压吊卡；4.动力卡瓦；5.修井铁钻工；5-1.修井铁钻工底座组；5-2.修井铁钻工机械臂组；5-3.液压钳本体；5-4.扭矩监控系统；6.定位摆管机械手；6-1.底座组；6-2.机械大臂；6-3.机械小臂；6-4.大夹爪；6-5.小夹爪；6-6.液压旋转马达；7.水平报警仪；8.伸缩梯；9.污液输送管道；10.收污盒；11.管柱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

针对现有技术，在小修作业中起下管柱作业是修井施工现场工作频率最高的作业形式，但起下管柱作业过程单调且无技术含量，重复动作频繁，员工劳动强度大，安全风险多的技术问题。

本发明实施例提供一种小修井口无人化作业装备，如图1-7所示：包括：用作操控中心的司钻控制台1、一体化平台2、用于提升管柱的液压吊卡3、用于卡持管柱的动力卡瓦4、用于为管柱上扣或卸扣的修井铁钻工5和用于抓取管柱定位井口或猫道口的定位摆管机械手6；所述液压吊卡3、所述动力卡瓦4、所述修井铁钻工5和所述定位摆管机械手6均与所述司钻控制台1连接；

所述一体化平台用于整个小修作业的操作平台，所述定位摆管机械手、所述修井铁钻工和所述动力卡瓦均设置于所述一体化平台的平台面上；

在所述一体化平台上设置有用于进行管柱起放作业的管柱操作口；进行管柱起放作业时，将所述管柱操作口设置于所述井口的正上方，所述动力卡瓦设置于所述管柱操作口的正上方；通过司钻控制台控制操作所述液压吊卡、所述动力卡瓦、所述修井铁钻工和所述定位摆管机械手能够实现对管柱类部件移送及自动上扣或卸扣作业。

优选地，所述液压吊卡设置于所述动力卡瓦正上方的吊环上，所述修井铁钻工的钳头开口方向正对管柱操作口，所述定位摆管机械手机械大臂的翻转方向正对管柱操作口，且所述修井铁钻工和所述定位摆管机械手以管柱操作口为角点呈90°排列。

优选地，采用总线连接方式将定位摆管机械手、修井铁钻工、液压吊卡和动力卡瓦等一系列管柱处理系统进行信息融合，各设备动力管线均采用快速插头形式进行连接，由1名司钻人员操作遥控器或司钻控制台操作所述液压吊卡、所述动力卡瓦、所述修井铁钻工和所述定位摆管机械手能够实现对管柱类部件移送及自动上扣或卸扣作业。在本实施例中，所述管柱类部件包括油管、抽油杆。

在本实施例中，所述定位摆管机械手6包括底座组6-1、机械臂组和夹爪组；

所述机械臂组包括机械大臂6-2和机械小臂6-3，所述夹爪组包括大夹爪6-4和小夹爪6-5；所述机械大臂和所述大夹爪通过第一液压油缸连接，通过所述第一液压油缸所述大夹爪能够在所述机械大臂上实现0-90°的翻转运动，所述机械小臂和所述小夹爪通过第二液压油缸连接，通过所述第二液压油缸所述小夹爪能够在所述机械小臂上实现0-90°的翻转运动；通过液压缸的合理行程，所述大夹爪和所述小夹爪的运动，能够使所夹持的管柱部件避让在运动过程中的干涉。

所述机械小臂和所述机械大臂通过液压旋转马达6-6连接，能够实现机械小臂在机械大臂上0-180°翻转运动；

进一步地，在所述大夹爪上安装有管柱对中V型轮，在所述小夹爪上安装有耐磨圆柱滚轮，通过所述大夹爪和所述小夹爪的配合，能够夹紧不同管径的管柱类部件，进而实现不同管径的管柱类部件在井口或猫道口的精准对中。

在所述底座组上集成磁致伸缩油缸，所述机械大臂和所述底座组连接，所述机械大臂能够相对所述底座组做0-90°的翻转运动；所述底座组为整个定位摆管机械手的承载体，用于承托整个定位摆管机械手。所述磁致伸缩油缸能够灵活记忆井口和猫道口位置，实现油管在猫道口及井口位置的精确定位；在现有的技术中，有些常规机械手只能框住而不能夹紧管柱，即使将管柱送到井口，管柱仍可在一定范围内自由活动无法对中，或者有些常规机械手能够实现夹紧管柱并精准对中，但仅能实现某一确定管径的管柱，无法实现不同管径管柱的精准对中。在本发明实施例中所述定位摆管机械手的机械结构不同于油田作业中的常规V型机械手和多节伸缩式机械手，最大区别是实现精准对中的机械结构形式。在本发明中所述定位摆管机械手能通过大夹爪上的管柱对中V型轮和小夹爪耐磨圆柱滚轮互相配合夹紧管柱，并通过连接机械底座与机械大臂的磁致伸缩油缸灵敏记忆并控制油缸活塞杆的伸出长度，继而精确控制机械大臂相对机械底座的翻转角度，根据不同管径的管柱，磁致伸缩油缸根据记忆的活塞杆伸出长度位置来调整机械大臂的翻转角度，从而实现不同规格管径的管柱在井口和猫道口的精准对中，图6为定位摆管机械手卡持管柱示意图。通过本发明中所提供的所述定位摆管机械手的结构，能够保证油管作业时的精确对中功能。

所述定位摆管机械手通过所述底座组固定于所述一体化平台的平台面上。

所述定位摆管机械手能够实现单根接立柱和起下立柱过程中管柱在井口和猫道口之间的来回移动摆放，使用机械手来替代人工移动摆放管柱。对所述定位摆管机械手的操作方式包括遥控器和司钻控制台操作两种。

在本实施例中，在所述一体化平台包括平台面、平台支腿，所述平台支腿的数量为4个，在每个平台支腿上均安装有液压油缸，能够调节平台面的高度，以避让一体化平台下方的采油配套装置如采油树、防喷器等，进而满足不同高度下的井口作业。在平台面上安装定位摆管机械手、修井铁钻工、动力卡瓦等设备，是整套设备的承载体。

优选地，在所述一体化平台还包括用于方便作业人员上下平台的伸缩梯8，所述伸缩梯长度可调节，优选地，可以通过机械销来灵活地调整梯子的长度，并且在运输过程中，所述伸缩梯能够折叠至所述一体化平台的底部，极大地缩小了运输空间。

在所述一体化平台上配备水平报警仪7以保证作业安全。

本实施例中，在所述一体化平台上设置污液输送管道9，在污液输送管道的管口下部设置用于收集污液的收污盒10。

在现有技术中，国内小修无人化设备的生产厂家，如果需要实现多工位模式，均需要拆卸设备，且平台做的都较大。本实施例中，通过平台尺寸的合理设计以及平台与修井机、猫道机、抽油机位置的合理布置，能够在不拆卸设备的前提下实现多工位的作业模式。具体为：将平台整体尺寸设计的比较小，长宽尺寸具体为(2.4-3)米×(2-2.4)米；考虑到修井作业过程中平台在不同高度下需避让修井机的井架和抽油机，并满足修井机位置的合理摆放，因此将在平台上开设的位于井口正上方的管柱操作口的几何中心布置于距平台三边距离相等的位置，并结合平台上定位摆管机械手和修井铁钻工的合理布置，能够在不拆卸设备的前提下实现多工位的作业模式。优选地，该合理位置具体是指：定位摆管机械手和修井铁钻工的摆放位置不干涉液压吊卡、动力卡瓦的安装，并保证各设备之间合理的安全操作范围，避免干涉。

在油田现场作业过程中，抽油机的位置相对井口是确定而且不能移动的，井口剩下的三边中由于现场复杂的条件和工况可能会出现井口某一边无法安置修井机或猫道机的情况，本套设备实现的多工位作业模式可灵活适应现场的复杂条件并根据工况解决上述问题，如图8(a)-如图8(d)所示，为采用本发明所提供的小修井口无人化作业装备进行作业时，所能够实现的多工位作业模式。

在本实施例中，修井铁钻工安装在一体化平台面上井口位置的正后方，实现了起下立柱过程中单根接立柱和立柱拆单根，解决了现有液压钳在操作过程中人员需求量大、操作笨拙和工伤危险系数高的问题。对修井铁钻工的操作方式包括遥控器和司钻控制台操作两种。

在本实施例中，提供一种修井铁钻工的机械结构，但是并不局限于该结构，也可以选用现有技术中的修井铁钻工。如图7所示，在本实施例中，修井铁钻工的机械结构主要由四部分构成，分别为修井铁钻工底座组5-1，修井铁钻工机械臂组5-2，液压钳本体5-3和扭矩监控系统5-4。底座组作为修井铁钻工的承载体，用于承托整个设备，同时底座组设置有升降油缸，通过高度调节来满足不同高度的接箍状态；修井铁钻工机械臂组用于连接所述修井铁钻工底座组和所述液压钳本体，在所述修井铁钻工机械臂组上设置磁致伸缩油缸，磁致伸缩油缸集成在机械臂组里，用于连接机械臂和修井铁钻工底座组，磁致伸缩油缸可灵敏记忆并控制油缸活塞杆的伸出长度，继而精确控制机械臂的伸出长度，通过控制所述修井铁钻工机械臂伸缩长度能够实现一键定位井口；液压钳本体为修井铁钻工工作的核心部分，通过更换牙座的方式能够满足不同规格油管的上、卸扣操作，并可实现对油管的无损伤操作；所述扭矩监控系统通过编码器集成到液压钳行星齿轮上同步旋转来实现钳头旋转圈数的限制进而实现自动对开口，可通过扭矩传感器实时控制设备工作压力，保证各规格油管的上扣或卸扣扭矩和各规格油管连接的安全性，并可限制扭矩和圈数，实现自动换挡和对开口。液压钳组上集成了换挡液压油缸，油缸控制信号接入扭矩监控系统，可灵活根据扭矩值控制油缸进而实现自动换挡。

在本实施例中，液压吊卡安装在大钩下方的吊环上，完全取代了手动吊卡，取消了井口作业人员，实现了机械化和自动化操作，是提升油管的主要承重设备。操作方式为司钻控制台操作。

优选地，液压吊卡的机械结构主要由四部分构成，分别为吊卡主体、管柱补芯、吊卡大门和吊卡旋转臂。吊卡主体作为吊卡各部件的承载体，与吊卡大门和管柱补芯共同配合卡持油管；管柱补芯安装在吊卡主体上，通过更换补芯衬套的方式实现各规格尺寸油管的全适应；吊卡大门由左右两门组成，其开合由液压缸控制，通过顺序阀使两片大门顺序开合，并通过机械销实现吊卡大门的自锁以防止油管脱落；吊卡旋转臂位于吊卡主体两侧并与吊环抱紧，提供支点便于吊卡主体旋转，吊卡旋转臂的两侧均设置有同步油缸，可实现吊卡0-90度内任意角度翻转和停顿，以适应平台不同高度下猫道送钻的不同角度和避让下方油管接箍。

其中，动力卡瓦位于井口的正上方，为卡持油管及抽油杆的主要设备，通过气动方式实现动力卡瓦的自动开合。操作方式为司钻控制台或遥控器操作。动力卡瓦的机械结构主要由两部分构成，分别为卡瓦座和卡瓦楔体。卡瓦座为动力卡瓦的承载体，卡瓦楔体通过铰接方式与卡瓦座连接，卡瓦楔体的动力气缸也安装于卡瓦座上；卡瓦楔体分为左右两部分，通过气缸运动实现卡瓦楔体的开合，通过机械连杆的合理设计保证了左右楔体开合的同步性，并可通过更换牙板的方式实现各规格尺寸油管的全适应，保证卡持的可靠性。在本实施例中动力卡瓦为现有技术中的常规结构，本发明不涉及对动力卡瓦机构的改进。

在本实施例中，所述司钻控制台为可移动式操作控制台，电控柜固定于所述司钻控制台的下方，所述电控柜和所述司钻控制台通过航插方式连接；既有效减小了司钻控制台的体积，又有利于平台上各设备的合理布置。

所述司钻控制台既可以固定于所述一体化平台的平台面上单独使用，又可在后期将司钻控制台集中控制系统与修井机系统有机结合，将司钻控制台集成到修井车控制台上进行统一操作。在本实施例中，所有设备的操作与控制由作业人员利用司钻控制台来实现，所有设备的实时状态、后期信息维护都在司钻控制台中进行统一管理。司钻控制台相当于整个系统的神经中枢，控制整套井口自动化装置，在操作人员远离井口的情况下，实现管柱的拉排、提放、扶正对中、夹紧和上扣或卸扣等操作，大大提高了施工效率。

采用本实施例所提供的小修井口无人化作业装备进行起立柱和下立柱，具体步骤为：

在进行起立柱和下立柱前，将各分设备(包括液压吊卡、动力卡瓦、修井铁钻工和定位摆管机械手)的动力管线连接好，将一体化平台通过液压油缸起升调节到合适的作业高度，将伸缩梯调整到合适的角度和长度方便人员上下平台。在一体化平台上设置有管柱操作口，管柱口与井口相通，可进行管柱的起放作业。

起立柱工艺流程为：由司钻人员操控司钻控制台或遥控器将动力卡瓦打开，利用液压吊卡将管柱提升到一定位置后关闭动力卡瓦进而卡持管柱，操作修井铁钻工进行自动卸扣动作。卸扣操作完成后，定位摆管机械手夹爪打开，机械臂翻转到指定位置后夹爪闭合抓住管柱，大钩上升合适距离后机械手翻转将管柱下端摆放至猫道口，操作大钩使管柱下降，到达指定位置后液压吊卡打开，通过猫道机将管柱下放至场地，起立柱操作完成。

下立柱是起立柱的相反过程，下立柱工艺流程为：猫道机将管柱送至井口，利用液压吊卡将管柱提升到一定位置，定位摆管机械手夹爪打开，机械臂翻转到指定位置后夹爪闭合抓住管柱，大钩继续上升至合适位置后机械手翻转将管柱下端摆放至井口位置，大钩下降使管柱与井口中管柱对接，机械手夹爪松开回到初始位置，操作铁钻工进行自动上扣动作。上扣动作完成后，动力卡瓦打开，操作大钩使立柱下降至合适位置后动力卡瓦闭合，下立柱操作完成。

排污管道处于常通状态，作业过程中产生的污液可通过排污管道流入收污盒，起到污液收集处理的功能。

本发明提供的整套装置以司钻控制台为操控中心，一体化平台为作业面，采用总线连接方式将定位摆管机械手、修井铁钻工、液压吊卡和动力卡瓦等一系列管柱处理系统进行信息融合，各设备动力管线均采用快速插头形式进行连接，由1名司钻人员操作遥控器或司钻控制台对该装备进行油管、抽油杆等管杆移送及自动上扣或卸扣等作业。消除了作业工在井口施工过程中的安全隐患，大大减轻员工的劳动强度，减少了现场作业人员和井口周边环境污染，提高了修井作业的工作效率和施工安全。减少了现场作业人员数量，实现小修作业井口无人化、智能化、自动化。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种小修井口无人化作业装备，其特征在于，包括用作操控中心的司钻控制台、一体化平台、用于提升管柱的液压吊卡、用于卡持管柱的动力卡瓦、用于为管柱上扣或卸扣的修井铁钻工和用于抓取管柱定位井口或猫道口的定位摆管机械手；所述液压吊卡、所述动力卡瓦、所述修井铁钻工和所述定位摆管机械手均与所述司钻控制台连接；

所述一体化平台用于整个小修作业的操作平台，所述定位摆管机械手、所述修井铁钻工和所述动力卡瓦均设置于所述一体化平台的平台面上；

在所述一体化平台上设置有用于进行管柱起放作业的管柱操作口；进行管柱起放作业时，将所述管柱操作口设置于所述井口的正上方，所述动力卡瓦设置于所述管柱操作口的正上方；通过司钻控制台控制操作所述液压吊卡、所述动力卡瓦、所述修井铁钻工和所述定位摆管机械手能够实现对管柱类部件移送及自动上扣或卸扣作业；

所述定位摆管机械手包括底座组、机械臂组和夹爪组；

所述机械臂组包括机械大臂和机械小臂，所述夹爪组包括大夹爪和小夹爪；所述机械大臂和所述大夹爪通过第一液压油缸连接，通过所述第一液压油缸所述大夹爪能够在所述机械大臂上实现0-90°的翻转运动，所述机械小臂和所述小夹爪通过第二液压油缸连接，通过所述第二液压油缸所述小夹爪能够在所述机械小臂上实现0-90°的翻转运动；所述机械小臂和所述机械大臂通过液压旋转马达连接，能够实现所述机械小臂在所述机械大臂上0-180°翻转运动；

所述机械大臂和所述底座组连接，在所述底座组上集成磁致伸缩油缸，所述机械大臂能够相对所述底座组做0-90°的翻转运动；

所述定位摆管机械手通过所述底座组固定于所述一体化平台的平台面上；

在所述大夹爪上安装有管柱对中V型轮，在所述小夹爪上安装有耐磨圆柱滚轮，通过所述大夹爪和所述小夹爪的配合，能够夹紧不同管径的管柱类部件，进而实现不同管径的管柱类部件在井口或猫道口的精准对中。

2.根据权利要求1所述一种小修井口无人化作业装备，其特征在于，所述修井铁钻工包括修井铁钻工底座组，修井铁钻工机械臂组，液压钳本体；

所述修井铁钻工底座组，用于承托整个修井铁钻工，在所述修井铁钻工底座组上设置升降油缸，能够调节高度来满足不同高度的接箍状态；

所述修井铁钻工机械臂组，用于连接所述修井铁钻工底座组和所述液压钳本体，在所述修井铁钻工机械臂组上集成磁致伸缩油缸，所述磁致伸缩油缸能够控制油缸活塞杆的伸出长度，继而精确控制机械臂的伸出长度，通过控制所述修井铁钻工机械臂伸缩长度能够实现一键定位井口；

所述液压钳本体，能够通过更换牙座的方式满足不同管径规格管柱部件的上扣或卸扣操作。

3.根据权利要求1所述一种小修井口无人化作业装备，其特征在于，所述修井铁钻工还包括扭矩监控系统；所述扭矩监控系统通过将编码器集成到所述液压钳本体的行星齿轮上并同步旋转来实现钳头旋转圈数的限制进而实现自动对开口；并且所述扭矩监控系统通过扭矩传感器实时控制设备工作压力，保证各规格油管的上扣或卸扣扭矩和各规格油管连接的安全性。

4.根据权利要求1所述一种小修井口无人化作业装备，其特征在于，在所述一体化平台包括平台面、平台支腿，所述平台支腿的数量为4个，在每个平台支腿上均安装有液压油缸，能够调节平台面的高度，以避让一体化平台下方的采油配套装置，进而满足不同高度下的井口作业。

5.根据权利要求1所述一种小修井口无人化作业装备，其特征在于，在所述一体化平台还包括用于方便作业人员上下平台的伸缩梯，所述伸缩梯长度可调节，并且在运输过程中，所述伸缩梯能够折叠至所述一体化平台的底部；在所述一体化平台上配备水平报警仪以保证作业安全。

6.根据权利要求1所述一种小修井口无人化作业装备，其特征在于，所述液压吊卡设置于所述动力卡瓦正上方的吊环上，所述修井铁钻工的钳头开口方向正对管柱操作口，所述定位摆管机械手的机械大臂的翻转方向正对管柱操作口，且所述修井铁钻工和所述定位摆管机械手以管柱操作口为角点呈90°排列。

7.根据权利要求1所述一种小修井口无人化作业装备，其特征在于，在所述一体化平台上设置污液输送管道，在污液输送管道的管口下部设置用于收集污液的收污盒。

8.根据权利要求1所述一种小修井口无人化作业装备，其特征在于，所述司钻控制台为可移动式操作控制台，电控柜固定于所述司钻控制台的下方，所述电控柜和所述司钻控制台通过航插方式连接；

所述司钻控制台能够固定于所述一体化平台的平台面上单独使用，或者能够集成到修井车控制台上进行统一操作。