CN109695427A - 一种防喷管垂直举升系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防喷管垂直举升系统，包括垂直举升系统包括基座支架、举架、旋转臂、防喷管、液压控制系统；防喷管垂直举升系统利用液压动力将钢丝/电缆密封头，防喷管依次举升至所需高度后，连接测井工具串藏于防喷管内，举升管柱和井口对位连接后，进行测井作业。所述防喷管垂直举升系统结构轻便简单，可代替传统测井作业对吊车的依赖，也克服了传统井口旋转举升装置对举升管柱重量的限制，避免了旋转举升装置由于在举升过程中产生的弯矩对举升管柱及井口的伤害；防喷管垂直举升系统适用范围广，举升负载大，安全可靠，可大幅度降低油田测井成本，降低现场施工劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气工业技术领域，尤其涉及一种防喷管垂直举升系统。
背景技术
在电缆测井、射孔和钢丝试井中，井口防喷管串用于控制井口压力，为测井仪器串提供压力过渡区及容纳空间，井口防喷管串通常包括防喷盒、捕捉器、防喷管，防喷器等。防喷管串具体组成及总体高度根据井口压力，测井仪器长度等参数也有差异；如何安全可靠的将数十米高的防喷管串起升安装于井口进行施工作业是目前各大油田在节能增效所面临的问题之一，目前传统的作业方式采用大吨位吊装设备，在地面完成整个防喷管串的连接后，利用吊装设备起吊整个防喷管串完成井口的对位安装，但这种传统的起吊方式也同样存在以下问题：
a)吊装设备使用维护成本高昂，工作效率低下。
b)防喷管串起吊后，和井口连接无法精确定位，安装困难。
c)在起吊数十米的防喷管串过程中，防喷管串弯曲变形较大，对于防喷管串连接区的密封安全性及整个管串的使用寿命都有较大影响。
近年来也出现了三角架结构的防喷管举升装置，此种结构以井口作为受力支点，将整套连接好的防喷管串固定于三角架定位筒中，通过液缸驱动三角架旋转运动，从而旋转起升整套防喷管串于井口，但也同样存在以下问题。
a)在将整套防喷管串旋转起升的过程中，防喷管串承受巨大弯矩，尤其对于接近于三角架定位筒的管柱，容易造成弯曲变形，存在安全隐患。
b)井口承受弯矩大，一旦失封或井口连接屈服，造成井喷事故，安全隐患大。
对于举升防喷管串重量及高度有严格要求，应用范围窄，不利于大范围推广。
发明内容
针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种经济、安全、可靠的防喷管垂直举升系统。
为达到以上目的，本发明的技术方案为：
一种防喷管垂直举升系统，包括基座支架、举升架、旋转臂、防喷管以及液压控制系统；
所述基座支架包括固定筒、对位液缸、液缸定位销、定位轴销、蝶形螺栓以及定位槽；所述基座支架()的固定筒和安装于井口的下捕捉器连接，对位液缸的活塞杆和旋转臂连接，旋转臂可绕对位液缸旋转；液缸定位销对位液缸定位固定；所述举升架通过定位轴销与所述基座支架的定位安装；所述蝶形螺栓安装于固定筒内，将基座支架安装于下捕捉器后定位固定；所述定位槽与所述旋转臂的定位凸耳配合，将旋转臂相对于基座支架定位；
所述举升架包括马达、传动丝杠、举升托板组件、调节支脚、支撑框架、导轨、固定蝶形螺栓以及定位口；支撑框架一端安装有定位口，另一端安装有调节支脚，传动丝杠安装于支撑框架上，马达安装于传动丝杠底部，举升托板组件安装于传动丝杠上；所述马达在液压控制系统驱动下带动传动丝杠旋转运动，丝杠驱动举升托板组件上下运动，举升托板组件将防喷管垂直举升；调节支脚调节举升架的高度和承受在垂直举升过程的组件重力；所述导轨和举升托板组价上的滚轮配合，防止传动丝杆在摩擦力的作用下带动举升托板组件旋转，所述定位口和所述基座支架上的定位轴销配合，以便基座支架和举升架的快速定位连接；固定蝶形螺栓用于基座支架和举升架的定位固定；
所述旋转臂包括定位凸耳、三角支架、下导引口、定位机构、定位筒、扶正筒以及上导引口；所述定位凸耳和基座支架上的定位槽配合定位，使所述旋转臂在举升状态及防喷管与井口连接状态下锁定定位；所述三角支架承受举升过程中的弯矩，为主受力部件；所述下导引口和上导引口在举升及下落防喷管的过程中起到导引举升管柱顺利进入定位筒和扶正筒内，定位机构用于和防喷管上的定位环配合，在所述举升架上的举升托板组件将防喷管举升到位后，定位机构卡入定位环定位槽内，以使得举升托板组件下行时和防喷管脱离；
所述防喷管包括连接由壬、以及上接头；连接由壬和下一级防喷管的上接头连接，形成防喷管串。
所述固定筒与井口下捕捉器连接，对位液缸在液压驱动下使液缸活塞杆连接的旋转臂上移或下落，对位液缸活塞杆伸出后，旋转臂的定位凸耳从基座支架的定位槽中脱出，解除定位，旋转臂绕对位液缸旋转一定角度后，对位液缸泄压，使所述定位凸耳进入定位槽，锁定基座支架和旋转臂的相对位置。
所述马达为液压驱动马达或电机，马达带动丝杠传动垂直举升防喷管。
所述旋转臂通过对位液缸和基座支架定位连接，旋转臂通过定位凸耳和定位槽配合定位，将旋转臂相对于基座支架锁定位置，完成防喷管()举升后，旋转臂绕对位液缸旋转后锁定，完成防喷管和井口的安装连接。
所述防喷管管体是上设置有定位环及扶正块，所述定位环和旋转臂的定位机构配合，对举升到位的防喷管进行定位固定，定位环外圆和旋转臂的定位筒内径配合，保证已举升管柱垂直于地面；扶正块外径和旋转臂的定位筒及扶正筒内径配合，在举升过程中始终保证举升管柱垂直于地面。
与现有技术比较，本发明的有益效果为：
本发明的防喷管垂直举升系统，通过设置座支架、举升架、旋转臂、防喷管以及液压控制系统，能够将防喷管在液压动力的操作下垂直举升、对位，实现了机械化准确对位，方便在进口进行作业，本发明所述防喷管垂直举升系统结构轻便简单，可代替传统测井作业对吊车的依赖，也克服了传统井口旋转举升装置对举升管柱质量的限制，同时避免了旋转举升装置由于在举升过程中产生的弯矩对举升管柱及井口的伤害；防喷管垂直举升系统适用范围广，举升负载大，安全可靠，可大幅度降低油田测井成本，降低现场施工劳动强度。
附图说明
图1是本发明基座支架的结构示意图；
图2是本发明旋转臂的结构示意图；
图3是本发明举升架的结构示意图；
图4是本发明防喷管的结构示意图；
图5是本发明基座支架安装到井口的示意图；
图6是本发明举升架安装到基座支架的示意图；
图7是本发明旋转臂安装到基座支架的示意图；
图8是本发明垂直举升第一级防喷管及安装密封头的示意图；
图9是本发明垂直举升第二级防喷管的示意图；
图10是本发明旋转臂对位井口的示意图；
图11是本发明防喷管串连接井口的示意图；
图12是本发明完成井口连接，及其他部件后的总体示意图；
图中，1—固定筒；2—对位液缸；3—液缸定位销；4—定位轴销；5—蝶形螺栓；6—定位槽；7—液压马达；8—传动丝杠；9—举升托板组件；10—基座支架；11—调节支脚；12—支撑框架；13—导轨；14—固定蝶形螺栓；15—定位口；16—定位凸耳；17—三角支架；18—下导引口；19—定位机构；20—举升架；21—定位筒；22—扶正筒；23—上导引口；24—连接由壬；25—定位环；26—扶正块；27—上接头；28—地滑轮；29—连接螺母；30—旋转臂；31—密封头；32—防风绳；33—手压泵；34—采油树；35—下捕捉器；40—防喷管；50—液压控制系统。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图12所示，一种防喷管垂直举升系统包括基座支架10，举升架20，旋转臂30,防喷管40，液压控制系统50；如图1所述基座支架10包括固定筒1,对位液缸2，液缸定位销3,定位轴销4，蝶形螺栓5和定位槽6；所述基座支架(10)的固定筒(1)和井口连接,起到整套垂直举升系统的安装定位作用；对位液缸(2)可以使防喷管串小幅度的举升及下落,以便防喷管串和井口下捕捉器35对位连接，对位液缸2的活塞杆和旋转臂30连接，旋转臂30可绕对位液缸2旋转；液缸定位销3用于将对位液缸2定位固定；所述定位轴销4用于所述举升架20和所述基座支架10的定位安装；所述蝶形螺栓5用于将基座支架10定位于井口；所述定位槽6和所述旋转臂30的定位凸耳16配合，用于将旋转臂30相对于基座支架10定位。
如图3所述举升架20包括液压马达7，传动丝杠8，举升托板组件9，调节支脚11，支撑框架12，导轨13，固定蝶形螺栓14和定位口15。所述液压马达7在液压控制系统50的驱动下带动丝杠8做旋转运动，丝杠驱动举升托板组件9上下运动，举升托板组件9将防喷管40垂直举升；调节支脚11用于调节举升架20的高度和承受在垂直举升过程的组件重力；支架框架12由板材焊接而成，将举升架20的各个单元有机连接为一整体；所述导轨13和举升托板组件9上的滚轮配合用于防止传动丝杆8在摩擦力的作用下带动举升托板组件9旋转，所述定位口15和所述基座支架10上的定位机轴销4配合，可以保证组件基座支架10和举升架20的快速定位连接；固定蝶形螺栓14用于所述基座支架10和举升架20的完全固定。
如图2所述旋转臂30由定位凸耳16，三角支架17，下导引口18，定位机构19，定位筒21，扶正筒22和上导引口23组成；所述定位凸耳16和基座支架10上的定位槽6配合定位，使所述旋转臂30在举升状态及防喷管40与井口连接状态下进行锁定定位。所述三角支架17承受举升过程中的弯矩，为主受力部件；所述下导引口18和上导引口23在举升及下落防喷管40的过程中起到导引举升管柱顺利进入定位筒21和扶正筒内22，定位机构19用于和防喷管40上的定位环25配合，在所述举升架20上的举升托板组件9将防喷管40举升到位后，定位机构19卡入定位环25定位槽内，从而保证在举升托板组件9下行时和防喷管40脱离，以便对下一级防喷管40进行举升。
如图4所示，所述防喷管40由连接由壬24，定位环25，扶正块26和上接头27组成；连接由壬24和下一级防喷管40的上接头27连接，以便多级防喷管连接形成防喷管柱；所述定位环25和旋转臂30的定位机构19配合，对举升到位的防喷管进行定位固定，定位环25外圆和旋转臂30的定位筒21内径配合，以便保证已举升管柱垂直于地面；扶正块26外径和旋转臂30的定位筒21和扶正筒22内径配合，在举升过程中始终保证举升管柱垂直于地面。
如图5所示，井口安装地滑轮28和下捕捉器35下捕捉器具有放喷组件，将基座支架10安装于下捕捉器35并用蝶形螺栓5定位固定；
如图6所示，将举升架20和基座支架10装配连接，并用固定蝶形螺栓5固定定位，根据井口高度调节支脚11，使调节支脚11触地，以便承载。
如图7所示，将旋转臂30通过对位液缸2和基座支架10连接，并用连接螺母29固定，此时定位凸耳16卡入定位槽6，旋转臂30相对于基座支架10位置锁定，安装手压泵33及液压控制系统50。
如图8所示，图8(a)为垂直举升系统举升第一级防喷管40，当防喷管40上接头27略高于旋转臂30的上导引口23时，将已经穿入电缆的密封头31和防喷管40的上接头27连接，连接防风绳32，密封头31液控管线，如图8(b)所示。
如图9所示，图9(a)中举升第一级防喷管40，直至定位机构19卡入防喷管40定位环25内，液压马达7反转，举升托板组件9下行，开始举升第二级防喷管40，当举升防喷管40的上接头27接触到第一级防喷管40的连接由壬24时，液压马达7停止转动；将第一，二级防喷管40通过连接由壬24连接，继续举升，直至第二级防喷管40的定位环25和旋转臂定位机构19接触后，举升托板组件下行进行下一级防喷管40的举升，如图9(b)所示。
如图10所示，图10(a)中，完成整个防喷管串的举升后，将测井工具串和防喷管内电缆连接，并将测井工具串拽入防喷管40，通过手压泵33给对位液缸2打压,旋转臂30和防喷管串整体上移,旋转臂30的定位凸耳16从基座支架10的定位槽6中解脱，如图10(b)所示，旋转臂30以对位液缸2为回转中心旋转，使防喷管串对正下捕捉器35。
如图11所示，手压泵33泄压，防喷管串和下捕捉器35连接，电缆挂入地滑轮28。
如图12所示，地面固定防风绳32，至此整个防喷管串已垂直举升装配于测试井口。
对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体事实例只是本发明的优选方案，因此本领域的技术人员对本发明中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本发明的原理，实现的仍是本发明的目的，均属于本发明所保护的范围。
Claims (5)
1.一种防喷管垂直举升系统，其特征在于，包括基座支架(10)、举升架(20)、旋转臂(30)、防喷管(40)以及液压控制系统(50)；
所述基座支架(10)包括固定筒(1)、对位液缸(2)、液缸定位销(3)、定位轴销(4)、蝶形螺栓(5)以及定位槽(6)；所述基座支架(10)的固定筒(1)和安装于井口的下捕捉器(35)连接，对位液缸(2)的活塞杆和旋转臂(30)连接，旋转臂(30)可绕对位液缸(2)旋转；液缸定位销(3)对位液缸(2)定位固定；所述举升架(20)通过定位轴销(4)与所述基座支架(10)的定位安装；所述蝶形螺栓(5)安装于固定筒(1)内，将基座支架(10)安装于下捕捉器(35)后定位固定；所述定位槽(6)与所述旋转臂(30)的定位凸耳(16)配合，将旋转臂(30)相对于基座支架(10)定位；
所述举升架(20)包括马达(7)、传动丝杠(8)、举升托板组件(9)、调节支脚(11)、支撑框架(12)、导轨(13)、固定蝶形螺栓(14)以及定位口(15)；支撑框架(12)一端安装有定位口(15)，另一端安装有调节支脚(11)，传动丝杠(8)安装于支撑框架(12)上，马达(7)安装于传动丝杠(8)底部，举升托板组件(9)安装于传动丝杠(8)上；所述马达(7)在液压控制系统(50)驱动下带动传动丝杠(8)旋转运动，丝杠驱动举升托板组件(9)上下运动，举升托板组件(9)将防喷管(40)垂直举升；调节支脚(11)调节举升架(20)的高度和承受在垂直举升过程的组件重力；所述导轨(13)和举升托板组价(9)上的滚轮配合，防止传动丝杆(8)在摩擦力的作用下带动举升托板组件(9)旋转，所述定位口(15)和所述基座支架(10)上的定位轴销(4)配合，以便基座支架(10)和举升架(20)的快速定位连接；固定蝶形螺栓(14)用于基座支架(10)和举升架(20)的定位固定；
所述旋转臂(30)包括定位凸耳(16)、三角支架(17)、下导引口(18)、定位机构(19)、定位筒(21)、扶正筒(22)以及上导引口(23)；所述定位凸耳(16)和基座支架(10)上的定位槽(6)配合定位，使所述旋转臂(30)在举升状态及防喷管(40)与井口连接状态下锁定定位；所述三角支架(17)承受举升过程中的弯矩，为主受力部件；所述下导引口(18)和上导引口(23)在举升及下落防喷管(40)的过程中起到导引举升管柱顺利进入定位筒(21)和扶正筒内(22)，定位机构(19)用于和防喷管(40)上的定位环(25)配合，在所述举升架(20)上的举升托板组件(9)将防喷管(40)举升到位后，定位机构(19)卡入定位环(25)定位槽内，以使得举升托板组件(9)下行时和防喷管(40)脱离；
所述防喷管(40)包括连接由壬(24)、以及上接头(27)；连接由壬(24)和下一级防喷管(40)的上接头(27)连接，形成防喷管串。
2.根据权利要求1所述的防喷管垂直举升系统，其特征在于，所述固定筒(1)与井口下捕捉器(35)连接，对位液缸(2)在液压驱动下使液缸活塞杆连接的旋转臂(30)上移或下落，对位液缸(2)活塞杆伸出后，旋转臂(30)的定位凸耳(16)从基座支架(10)的定位槽(6)中脱出，解除定位，旋转臂(30)绕对位液缸(2)旋转一定角度后，对位液缸(2)泄压，使所述定位凸耳(16)进入定位槽(6)，锁定基座支架(10)和旋转臂(30)的相对位置。
3.根据权利要求1所述的防喷管垂直举升系统，其特征在于，所述马达(7)为液压驱动马达或电机，马达(7)带动丝杠传动(8)垂直举升防喷管(40)。
4.根据权利要求1所述的防喷管垂直举升系统，其特征在于，所述旋转臂(30)通过对位液缸(2)和基座支架(10)定位连接，旋转臂(30)通过定位凸耳(16)和定位槽(6)配合定位，将旋转臂(30)相对于基座支架(10)锁定位置，完成防喷管(40)举升后，旋转臂绕对位液缸(2)旋转后锁定，完成防喷管(40)和井口的安装连接。
5.根据权利要求1所述的防喷管垂直举升系统，其特征在于，所述防喷管(40)管体是上设置有定位环(25)及扶正块(26)，所述定位环(25)和旋转臂(30)的定位机构(19)配合，对举升到位的防喷管进行定位固定，定位环(25)外圆和旋转臂(30)的定位筒(21)内径配合，保证已举升管柱垂直于地面；扶正块(26)外径和旋转臂(30)的定位筒(21)及扶正筒(22)内径配合，在举升过程中始终保证举升管柱垂直于地面。
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