CN109854189A - 一种用于油田修井作业的自动修井设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及原油开采技术领域，尤其涉及一种用于油田修井作业的自动修井设备，其包括:支座；吊钳，设置在支座的上方，用于吊起管杆；卸紧扣装置，设置在支座上，用于管杆之间的拆离或连接；清洗装置，设置在支座上，用于清洗管杆；清洗装置包括:翻转机构和清洗机构；翻转机构设置在支座上，用于将管杆在清洗机构的一侧与清洗机构的上方之间往复翻转；清洗机构设置在支座上，用于浸泡和清洗被翻转机构输送的管杆；储放装置，设置在支座上，用于储放清洗后的管杆；控制装置，设置在支座上，用于控制吊钳、卸紧扣装置、清洗装置和储放装置的动作。采用本发明能够提高作业效率，避免环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及原油开采技术领域，尤其涉及一种用于油田修井作业的自动修井设备。
背景技术
油田的井下作业修井作业过程，是对油井进行维修或者油井大修的作业过程，劳动强度大，作业施工条件艰苦，安全作业的系数低，很容易造成人员的伤亡事故，因此，研究修井作业自动化非常必要。
传统修井操作均是各单项作业设备配合人工完成，造成作业效率低，且易造成环境污染和人员伤害。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用于油田修井作业的自动修井设备，主要目的在于提高作业效率，避免环境污染。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
本发明的实施例提供一种用于油田修井作业的自动修井设备，包括:支座、吊钳、卸紧扣装置、清洗装置、储放装置和控制装置；
所述吊钳设置在所述支座的上方，用于吊起管杆；
所述卸紧扣装置设置在所述支座上，用于管杆之间的拆离或连接；
所述卸紧扣装置包括：定位机构、夹紧机构、冲扣机构和卸紧扣机构；
所述定位机构设置在所述支座上，用于支撑被所述吊钳吊起的管杆下端的管箍；
所述夹紧机构设置在所述支座上，位于所述定位机构的上方，用于夹紧管杆下端的管箍；
所述冲扣机构设置在所述支座上，位于所述夹紧机构的上方，用于夹紧并转动管杆；
所述卸紧扣机构设置在所述支座上，位于所述冲扣机构的上方，用于夹在待卸载或锁紧管杆的表面，并转动被夹紧的管杆；
所述清洗装置设置在所述支座上，用于清洗管杆；
所述清洗装置包括:翻转机构和清洗机构；
所述翻转机构设置在所述支座上，用于将管杆在所述清洗机构的一侧与所述清洗机构的上方之间往复翻转；
所述清洗机构设置在所述支座上，用于浸泡和清洗被所述翻转机构输送的管杆；
所述储放装置设置在所述支座上，用于储放清洗后的管杆；
所述储放装置包括:管杆隔挡构件和移动机构；
所述管杆隔挡构件固定地设置所述底座上，用于放置不同类型的管杆；
所述移动机构设置在所述支座上，用于将被所述清洗机构清洗后的管杆移动至所述管杆隔挡构件中；
所述控制装置设置在所述支座上，用于控制所述吊钳、所述卸紧扣装置、所述清洗装置和所述储放装置的动作。
进一步地，所述定位机构包括：卡接部一、卡接部二和定位驱动构件；
所述卡接部一能够滑动地设置在所述支座上；
所述卡接部二能够滑动地设置在所述支座上；
所述卡接部一和所述卡接部二能够滑动地相互靠近，能够卡设在管箍下方，并支撑管箍；
所述定位驱动构件设置在所述支座上，用于驱动所述卡接部一和所述卡接部二在所述支座上相对滑动；
所述夹紧机构包括：夹紧构件一、夹紧构件二和夹紧驱动构件；
所述夹紧构件一能够滑动地设置在所述支座上；
所述夹紧构件二能够滑动地设置在所述支座上；
所述夹紧驱动构件设置在所述支座上，用于驱动所述夹紧构件一和所述夹紧构件二相对滑动，夹紧并限定管箍。
进一步地，所述冲扣机构包括：锁紧构件和冲扣驱动构件；
所述锁紧构件设置在所述支座上，用于锁紧待卸载或锁紧的管杆；
所述锁紧构件包括：锁紧支架和锁紧组件；
所述锁紧支架能够转动地设置在所述支座上；
所述支座上设置有圆弧轨道；
所述锁紧支架上固定设置有与所述圆弧轨道匹配的滑动构件；所述滑动构件能够沿所述圆弧轨道转动，带动所述锁紧支架转动；
所述锁紧组件为两个；两个锁紧组件对称设置；
所述锁紧组件包括：锁紧油缸和锁紧压头；
所述锁紧油缸固定地设置在所述支座上；
所述锁紧压头铰接在所述锁紧油缸的活塞杆上；
所述锁紧油缸推动所述锁紧压头相对移动；两个所述锁紧压头相互靠近，锁紧待卸载或锁紧的管杆；两个所述锁紧压头相互远离，松开待卸载或锁紧的管杆；
所述冲扣驱动构件设置在所述支座上，与所述锁紧支架铰接，用于驱动所述锁紧支架转动。
进一步地，所述卸紧扣机构包括：卸紧扣支架、滚轮和卸紧扣驱动构件；
所述卸紧扣支架铰接在所述支座上，能够在所述支座上摆动；
所述滚轮能够转动地设置在所述卸紧扣支架上；所述滚轮能够被驱动转动；
所述卸紧扣支架摆动将所述滚轮压在待卸载管杆的表面或摆动将所述滚轮带离待卸载或锁紧的管杆的表面；
所述卸紧扣驱动构件设置在所述支座上，用于驱动所述卸紧扣支架摆动。
进一步地，所述支座上具有活动支架；
所述活动支架能够滑动地设置在所述支座上；所述活动支架能够相对支座横向滑动；
所述活动支架用于连接和支撑所述夹紧机构、所述冲扣机构和所述卸紧扣机构；
所述活动支架与所述支座之间设置有支架油缸；所述支架油缸伸缩，推动所述活动支架相对所述支座滑动，以使所述夹紧机构、所述冲扣机构和所述卸紧扣机构靠近或远离被所述定位机构限制的管杆。
进一步地，所述翻转机构包括：翻转支架、翻转油缸和翻转机械手；
所述翻转支架的一端铰接在所述支座上；
所述翻转油缸的一端与所述支座铰接，另一端与所述翻转支架铰接，所述翻转油缸伸缩，驱动所述翻转支架相对所述支座转动；
所述翻转机械手固定地设置在所述翻转支架上，用于夹取管杆。
进一步地，所述清洗机构包括：清洗槽、清洗刷辊、提放机构一、提放机构二和清洗测压机构；
所述清洗槽设置在所述支座上，用于浸泡和清洗管杆；
所述清洗槽的下部设置有支撑导板，用于支撑并引导管杆倾斜向下移动，从所述支撑导板的一端移至另一端；
所述清洗刷辊能够转动地设置在所述支座上，以刷洗所述支撑导板上的管杆的表面；
所述提放机构一设置在所述支座上，用于将被所述翻转机构移动至所述清洗槽上方的管杆移动至所述支撑导板的一端；
所述提放机构二设置在所述支座上，用于将所述支撑导板的另一端的管杆提升；
所述清洗测压机构设置在所述支座上，用于对所述提放机构一或所述提放机构二上的油管进行内侧清洗和压力测试。
进一步地，所述移动机构包括：水平移动机构、垂直移动机构、夹取机构和检测机构；
所述水平移动机构包括：导轨构件、支撑轮、移动架和驱动马达；
所述导轨构件设置在所述支座上；
所述支撑轮被所述导轨构件支撑，能够在所述导轨构件上滚动；所述支撑轮能够转动地设置在所述移动架上，能够被驱动转动，用于支撑所述移动架移动；
所述垂直移动机构设置在所述移动架上，能够上下运动；
所述夹取机构设置在所述垂直移动机构的下端，用于夹取管杆；所述夹取机构至少为两个，两个所述夹取机构左右间隔设置，用于夹取同一管杆；
所述垂直移动机构上下运动，以将所述夹取机构夹取的管杆放入所述管杆隔挡构件或将管杆从所述管杆隔挡构件中取出；
所述检测机构设置在所述支座上，用于检测被所述夹取机构夹取的管杆的长度。
进一步地，所述导轨构件包括：导轨油缸、导轨本体和导轨延伸部；
所述导轨本体固定地设置在所述支座上；
所述导轨延伸部能够滑动地设置所述导轨本体上；
所述导轨油缸的一端与所述导轨本体铰接，另一端与所述导轨延伸部铰接；所述导轨油缸伸缩，驱动所述导轨延伸部沿所述导轨本体的延伸方向伸缩，以延长或缩短所述支撑轮的移动距离。
进一步地，还包括：刮油器；
所述刮油器设置在所述卸紧扣装置的下方，用于在所述吊钳向上吊升管杆时，刮掉管杆外壁上的油污。
借由上述技术方案，本发明用于油田修井作业的自动修井设备至少具有下列优点：
能够提高作业效率，避免环境污染。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种用于油田修井作业的自动修井设备的立体示意图；
图2为本发明实施例提供的一种用于油田修井作业的自动修井设备的主视示意图；
图3为本发明实施例提供的一种用于油田修井作业的自动修井设备的左视示意图；
图4为本发明实施例提供的一种用于油田修井作业的自动修井设备的俯视示意图；
图5为本发明实施例提供的一种用于油田修井作业的自动修井设备中卸紧扣装置的立体示意图；
图6为卸紧扣装置的主视示意图；
图7为卸紧扣装置的左视示意图；
图8为卸紧扣装置的俯视示意图；
图9为本发明实施例提供的一种用于油田修井作业的自动修井设备中清洗装置的主视示意图；
图10为清洗装置的左视示意图；
图11为清洗装置的俯视示意图；
图12为本发明实施例提供的一种用于油田修井作业的自动修井设备中储放装置的主视示意图；
图13为储放装置的左视示意图；
图14为储放装置的俯视示意图；
图15为图13的局部放大示意图；
图16为图12的局部放大示意图。
图中所示：
1为支座，1-1为活动支架，1-2为支架油缸，2为卸紧扣装置，2-1为定位机构，2-11为卡接部一，2-12为卡接部二，2-13为定位驱动构件，2-2为夹紧机构，2-21为夹紧构件一，2-22为夹紧构件二，2-23为夹紧驱动构件，2-24为压合构件二，2-3为冲扣机构，2-31为锁紧支架，2-32为锁紧组件，2-33为锁紧压头，2-34为锁紧油缸，2-35为冲扣驱动构件，2-4为卸紧扣机构，2-41为滚轮，2-42为卸紧扣支架，2-43为卸紧扣驱动构件，2-5为扶管机械手，3为吊钳，4为清洗装置，4-1为翻转机构，4-11为翻转支架，4-12为翻转机械手，4-13为翻转油缸，4-2为清洗机构，4-21为清洗槽，4-22为清洗刷辊，4-23为提放机构二，4-24为提放机构一，4-25为清洗测压机构，4-26为支撑导板，5为储放装置，5-1为管杆隔挡构件，5-2为水平移动机构，5-21为导轨构件，5-211为导轨油缸，5-212为导轨本体，5-213为导轨延伸部，5-22为驱动马达，5-23为支撑轮，5-24为移动架，5-3为垂直移动机构，5-31为机械臂油缸，5-32为机械臂回转油缸，5-4夹取机构，5-41为固定部，5-42为摆动部，5-43为夹取油缸，6为刮油器。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1至图4所示，本发明的一个实施例提出的一种用于油田修井作业的自动修井设备，包括:支座1、吊钳3、卸紧扣装置2、清洗装置4、储放装置5和控制装置；支座1可以为成型钢材连接的框架结构，也可以为混凝土等构成的支撑结构，以用于支撑其它部件。
吊钳3设置在支座1的上方，用于吊起管杆；吊钳3可以为吊车或行吊等吊具，且连接有与管杆连接的连接件，以与管杆连接，并将管杆从井中吊起。连接件可以具有与管杆匹配的螺纹结构。吊管杆时，吊钳3位于井口的上方。
卸紧扣装置2设置在支座1上，用于管杆之间的拆离或连接；卸紧扣装置2包括：定位机构2-1、夹紧机构2-2、冲扣机构2-3和卸紧扣机构2-4；定位机构2-1设置在支座1上，用于支撑被吊钳3吊起的管杆下端的管箍；在管杆被拉高至一定位置后，管杆下端的管箍会通过定位机构2-1；当管箍通过定位机构2-1后，定位机构2-1向内运动合拢，在管箍的下端支撑管箍；或者定位机构2-1卡在管箍下放到另一管杆上，同样可以支撑管箍；要说明的是，管箍的外径较管杆的外径大，管箍用于管杆之间的连接。
夹紧机构2-2设置在支座1上，位于定位机构2-1的上方，用于夹紧管杆下端的管箍，防止管箍转动；以在冲扣机构2-3和卸紧扣机构2-4在转动管杆时，能够保证管箍不转，防止管箍下方的管杆松动。冲扣机构2-3设置在支座1上，位于夹紧机构2-2的上方，用于夹紧并转动管杆，使管杆相对管箍转动，从而将管杆卸载或锁紧(管杆与管箍是通过螺纹连接的)；在夹紧机构2-2将管箍固定后，通过冲扣机构2-3对管杆进行转动，以给管杆提供较大的扭矩；管杆从管箍上卸载时，起始状态连接较紧，需要通过较大的扭矩来转动管杆，在管杆与管箍连接紧扣的最后，需要较大的扭矩来转动管杆才能达到紧扣要求；通过冲扣机构2-3给予管杆较大的扭矩。
卸紧扣机构2-4设置在支座1上，位于冲扣机构2-3的上方，用于夹在待卸载或锁紧管杆的表面，并转动被夹紧的管杆；卸紧扣机构2-4提供较快的转动速度，使管杆与管箍快速分离或快速紧扣。
清洗装置4设置在支座1上，用于清洗管杆；清洗装置4包括:翻转机构4-1和清洗机构4-2；翻转机构4-1设置在支座1上，用于将管杆在清洗机构4-2的一侧与清洗机构4-2的上方之间往复翻转；翻转机构4-1可以将与管箍分离的管杆，从拉伸时的竖直方向，翻转至清洗机构4-2的上方的横向状态，进而被放入清洗机构4-2进行管杆的清洗。翻转机构4-1也可以将清洗后的管杆从清洗机构4-2的上方，翻转至清洗机构4-2的一侧，同时也将管杆从横向变为纵向，便于吊钳3吊入油井进行安装，方便快捷。清洗机构4-2设置在支座1上，用于浸泡和清洗被翻转机构4-1输送的管杆；被卸紧扣装置2卸载的管杆会竖直立于清洗机构4-2的一侧，要将管杆输送至清洗机构4-2须通过翻转机构4-1进行翻转移动；管杆在清洗机构4-2中被浸泡和清洗，被移动至储放装置5进行保存。
储放装置5设置在支座1上，用于储放清洗后的管杆；储放装置5包括:管杆隔挡构件5-1和移动机构；管杆隔挡构件5-1固定地设置底座上，用于放置不同类型的管杆；本实施例优选管杆隔挡构件5-1被分隔成多个隔挡区，用于储放不同类型的管杆，方便管杆的管理。管杆隔挡构件5-1包括多个立杆组件；立杆组件竖直设置在底座上，管杆放置在立杆组件之间，被立杆组件分隔。立杆组件上可以设置标签，以方便区分不同管杆区域。进一步优选，立杆组件之间可拆卸地嵌套连接；连接部位位于立杆组件的底部，可以根据实际需要添加或减少立杆组件的数量，以适应不同管杆数量的需要。移动机构设置在支座1上，用于将被清洗机构4-2清洗后的管杆移动至管杆隔挡构件5-1中；
控制装置设置在支座1上，用于控制吊钳3、卸紧扣装置2、清洗装置4和储放装置5的动作。控制装置可以根据预先设定的程序控制吊钳3、卸紧扣装置2、清洗装置4和储放装置5的动作，也可以通过远程操作控制。
本发明的一个实施例提出的一种用于油田修井作业的自动修井设备，能够提高作业效率，避免环境污染。
作为上述实施例的优选，参考图5至图8，定位机构2-1包括：卡接部一2-11、卡接部二2-12和定位驱动构件2-13；卡接部一2-11能够滑动地设置在支座1上；本实施例优选卡接部一2-11的上端为平面状；卡接部二2-12能够滑动地设置在支座1上；本实施例优选卡接部二2-12的上端为平面状；卡接部一2-11和卡接部二2-12能够滑动地相互靠近，能够卡设在管箍下方，并支撑管箍；卡接部一2-11和卡接部二2-12靠近后，形成中部为圆孔结构，该圆孔结构能够容纳管杆通过，管箍不能通过，以在管箍被提升至定位机构2-1上方后，防止管箍下落。定位驱动构件2-13设置在支座1上，用于驱动卡接部一2-11和卡接部二2-12在支座1上相对滑动；定位驱动构件2-13优选为液压油缸，方便控制，驱动可靠。
夹紧机构2-2包括：夹紧构件一2-21、夹紧构件二2-22和夹紧驱动构件2-23；夹紧构件一2-21能够滑动地设置在支座1上；夹紧构件二2-22能够滑动地设置在支座1上；夹紧驱动构件2-23设置在支座1上，用于驱动夹紧构件一2-21和夹紧构件二2-22相对滑动，夹紧并限定管箍。本实施例优选，夹紧构件一2-21上靠近夹紧构件二2-22的一端设置有压合构件一；压合构件一竖直设置；压合构件一为两个；两个压合构件一的夹角为钝角；夹紧构件二2-22上靠近夹紧构件一2-21的一端设置有压合构件二2-24；压合构件二2-24竖直设置；压合构件二2-24为两个；两个压合构件二2-24的夹角为钝角；在夹紧构件一2-21和夹紧构件二2-22对管杆进行夹紧时，两个压合构件一和两个压合构件二2-24从四个方向同时对管杆进行挤压夹紧。压合构件一的内侧为锯齿结构；压合构件二2-24的内侧为锯齿结构，使压合构件一和压合构件二2-24能够可靠地压在管杆上，避免管杆滑动。
作为上述实施例的优选，冲扣机构2-3包括：锁紧构件和冲扣驱动构件2-35；锁紧构件设置在支座1上，用于锁紧待卸载或锁紧的管杆；锁紧构件包括：锁紧支架2-31和锁紧组件2-32；锁紧支架2-31能够转动地设置在支座1上；支座1上设置有圆弧轨道；锁紧支架2-31上固定设置有与圆弧轨道匹配的滑动构件；滑动构件能够沿圆弧轨道转动，带动锁紧支架2-31转动；使锁紧支架2-31处于以一个中心转动，以在锁紧组件2-32锁紧管杆后，能够以管杆为中心转动，当然，也可以在支座1上设置滑动构件，在锁紧支架2-31上设置圆弧轨道。
锁紧组件2-32为两个；两个锁紧组件2-32对称设置；锁紧组件2-32包括：锁紧油缸2-34和锁紧压头2-33；锁紧油缸2-34固定地设置在支座1上；锁紧压头2-33铰接在锁紧油缸2-34的活塞杆上；锁紧油缸2-34推动锁紧压头2-33相对移动；两个锁紧压头2-33相互靠近，锁紧待卸载或锁紧的管杆；两个锁紧压头2-33相互远离，松开待卸载或锁紧的管杆；冲扣驱动构件2-35设置在支座1上，与锁紧支架2-31铰接，用于驱动锁紧支架2-31转动。冲扣驱动构件2-35优选为液压油缸。优选冲扣驱动构件2-35包括：第一冲扣油缸和第二冲扣油缸；第一冲扣油缸的一端与支座1铰接，另一端与锁紧支架2-31铰接；第二冲扣油缸的一端与支座1铰接，另一端与锁紧支架2-31铰接；第一冲扣油缸和第二冲扣油缸对称设置；第一冲扣油缸和第二冲扣油缸协调动作，推动锁紧支架2-31沿圆弧轨道转动。通过第一冲扣油缸和第二冲扣油缸同时动作，能够给锁紧支架2-31提供较大的扭矩，且能够平衡锁紧支架2-31的受力，在锁紧支架2-31的两端同时对锁紧支架2-31形成支撑，提供该机构的可靠性。本结构能够给管杆提供较大的扭矩。
作为上述实施例的优选，卸紧扣机构2-4包括：卸紧扣支架2-42、滚轮2-41和卸紧扣驱动构件2-43；卸紧扣支架2-42铰接在支座1上，能够在支座1上摆动；以将滚轮2-41摆向管杆或者将滚轮2-41摆动与管杆分离；滚轮2-41能够转动地设置在卸紧扣支架2-42上；滚轮2-41能够被驱动转动；滚轮2-41被液压马达驱动转动；滚轮2-41的旋转轴与管杆的轴向平行；在滚轮2-41压在管杆表面旋转时，带动管杆转动，提高了管杆的卸载和锁紧效率。本实施例优选滚轮2-41的表面具有滚花或其它凹凸纹理，以增加滚轮2-41与管杆表面的摩擦力。卸紧扣支架2-42摆动将滚轮2-41压在待卸载或锁紧的管杆的表面或摆动将滚轮2-41带离待卸载或锁紧的管杆的表面；卸紧扣驱动构件2-43设置在支座1上，用于驱动卸紧扣支架2-42摆动。优选卸紧扣驱动构件2-43为液压油缸。
作为上述实施例的优选，支座1上具有活动支架1-1；活动支架1-1能够滑动地设置在支座1上；活动支架1-1能够想到支座1横向滑动；活动支架1-1用于连接和支撑夹紧机构2-2、冲扣机构2-3和卸紧扣机构2-4；活动支架1-1与支座1之间设置有支架油缸1-2；支架油缸1-2伸缩，推动活动支架1-1相对支座1滑动，以使夹紧机构2-2、冲扣机构2-3和卸紧扣机构2-4靠近或远离被定位机构2-1限制的管杆。以在管杆被定位机构2-1和扶管机械手2-5限定后对管杆进行操作，以防止管杆摆动，造成损伤。
作为上述实施例的优选，参考图9至图11，翻转机构4-1包括：翻转支架4-11、翻转油缸4-13和翻转机械手4-12；
翻转支架4-11的一端铰接在支座1上；本实施例优选通过销轴连接；本实施例优选旋转支架与支座1的铰接点位于清洗槽4-21的长度方向的延伸方向。翻转油缸4-13的一端与支座1铰接，另一端与翻转支架4-11铰接，翻转油缸4-13伸缩，驱动翻转支架4-11相对支座1转动；
翻转机械手4-12固定地设置在翻转支架4-11上，用于夹取管杆。
作为上述实施例的优选，清洗机构4-2包括：清洗槽4-21、清洗刷辊4-22、提放机构一4-24、提放机构二4-23和清洗测压机构4-25；清洗槽4-21设置在支座1上，用于浸泡和清洗管杆；清洗槽4-21中能够盛放用于浸泡和清洁油管和油杆的液体；清洗槽4-21的下部设置有支撑导板4-26，用于支撑并引导管杆倾斜向下移动，从支撑导板4-26的一端移至另一端；支撑导板4-26的上端面为支撑面，油管和油杆可以在支撑导板4-26的上端面滚动和滑动；支撑导板4-26的上端面倾斜设置，以将管杆从清洗槽4-21的一侧引导至另一侧，即沿清洗槽4-21的宽度方向移动。本实施例优选清洗槽4-21为上端为矩形开口的槽体，以方便清洗作业和加工。本实施例优选，支撑导板4-26为条状结构；支撑导板4-26沿清洗槽4-21的宽度方向倾斜设置在清洗槽4-21的下部；支撑导板4-26为多个；多个支撑导板4-26平行地间隔分布。多个支撑导板4-26组合成平行的栅条状；以支撑管杆的同时，使下方的清洗刷辊4-22的刷毛能够通过支撑导板4-26的间隙向上延伸，对管杆进行刷洗。进一步优选，支撑导板4-26的上端面与水平面的夹角为5°～15°，以使管杆达到适当的移动或滚动速度，保证管杆表面的清洗；支撑导板4-26与清洗槽4-21的底部具有间隙，便于清洗刷辊4-22分布，且有利于清洗槽4-21的底部的油污清理。
清洗刷辊4-22能够转动地设置在支座1上，以刷洗支撑导板4-26上的管杆的表面，使浸泡在清洗液的管杆表面清洁更干净和彻底；清洗刷辊4-22被马达驱动转动；本实施例优选，清洗刷辊4-22的旋转轴沿清洗槽4-21的长度方向设置；清洗刷辊4-22至少有一组；一组清洗刷辊4-22包括上下对应分布的两个清洗刷辊4-22，以从上侧和下侧同时对支撑导板4-26上的管杆进行刷洗。本实施例有效同一组清洗刷辊4-22沿管杆的移动面对称分布。本实施例优选清洗刷辊4-22为多组；多组清洗刷辊4-22沿管杆的移动方向或者说支撑导板4-26的支撑面方向间隔分布；本实施例优选均匀分布。
提放机构一4-24设置在支座1上，用于将被翻转机构4-1移动至清洗槽4-21上方的管杆移动至支撑导板4-26的一端；提放机构一4-24从翻转机械手4-12中接到待清洗管杆，并向清洗槽4-21中移动；优选，提放机构一4-24包括：提放导杆一、提放臂、收放油缸和提放油缸一；提放导杆一能够滑动地设置在支座1上；以相对支座1上下滑动；提放臂铰接在提放导杆一的下端，用于接取翻转机械手4-12上的管杆；本实施例优选提放臂为吊钩状；以能够在翻转机械手4-12松开管杆时，能够给予管杆以支撑；吊钩状也使管杆不能从中滑出；收放油缸的一端与提放导杆一铰接，另一端与提放臂铰接；收放油缸伸缩，驱动提放臂相对提放导杆一摆动；以在提放臂接收管杆或将管杆投放向清洗槽4-21时操作。提放油缸一的一端与支座1铰接，另一端与提放导杆一铰接；提放油缸一伸缩，驱动提放导杆一上下滑动；在作业时，提放油缸一驱动提放导杆一向上滑动，使提放臂能够接取待清洗管杆；然后提放油缸一驱动提放导杆一向下滑动，移动至预定位置，收放油缸动作，驱动提放臂摆动，将管杆放置在支撑导板4-26上，操作快捷方便；本实施例优选提放机构一4-24至少为两个，沿清洗槽4-21的长度方向间隔分布。
提放机构二4-23设置在支座1上，用于将支撑导板4-26的另一端的管杆提升；管杆经过清洗后移动至清洗槽4-21的另一端，进而被提放机构二4-23提升，在预定位置通过清洗测压机构4-25进行油管的内部清洗和测压处理。进一步优选，提放机构二4-23包括：提放导杆二、提放勾和提放油缸二；提放导杆二能够滑动地设置在支座1上；提放勾固定地设置在提放导杆二的下端；提放油缸二的一端与支座1铰接，另一端与提放导杆二铰接；提放油缸二伸缩，驱动提放导杆二相对支座1上下滑动，以将清洗槽4-21中已清洗完成对管杆进行抬升，抬升至预定位置进行油管的内部清洗和测压，压力测试后的油管可以被运送至下一工序。
清洗测压机构4-25设置在支座1上，用于对提放机构一4-24或提放机构二4-23上的油管进行内侧清洗和压力测试。当然，清洗测压机构4-25也可以设置在提放机构一4-24的一侧，对提放机构一4-24上的油管进行清洗和压力测试；在清洗油管内部时，可以通过高速清洁水流和\或清洁水流和往复移动的清洗球来对油管的内壁进行清洁。清洗测压机构4-25包括：推动构件、接头、水泵、控制阀和清洗球；推动构件设置在支座1上，能够沿清洗槽4-21的长度方向移动；推动构件可以根据待清洗油管的长度来伸出，以使接头能够抵触在待清洗油管的两端，接头的内侧具有密封圈或密封垫等，以使在接头抵在油管端部时，能够与油管实现密封连接，以使控制阀能够控制水泵提供的较高水压的清洗水对油管进行往复冲洗；当然高速水流同时能够推动清洗球在油管内往复移动，实现对油管的内壁进行清洁。进一步优选，推动构件包括：推动油缸；推动油缸设置在支座1上，沿清洗槽4-21的长度方向设置，以与待清洗油管的长度方向一致；推动油缸分别设置在清洗槽4-21的两端，以从清洗槽4-21的两端推动接头向清洗槽4-21延伸，与待清洗油管连接，方便控制。
接头设置在推动构件上，被推动构件推动移动，以压接在待清洗油管的端部；水泵通过控制阀与接头连通，用于向接头提供带压流体；控制阀与接头连通，用于控制水泵输出的流体进入接头或卸载接头中的流体；实现流体在油管内往复流动；清洗球能够被接头容纳，以在带压流体的作用下，在油管的内腔往复移动，实现对油管的高效清洁。同时控制阀能够控制待清洗油管在进入带压流体后，两端同时关闭，或者只开进流体的一端，看看是否有漏水现象，来测试油管是否还能正常使用。进一步优选，清洗测压机构4-25还包括：压力表；压力表设置在控制阀与接头之间的管路上，以在待清洗油管加压后，对其进行保压作业，在保压过程中，看是否有压力卸载，以判断油管是否合格。
作为上述实施例的优选，参考图12至图16，移动机构包括：水平移动机构5-2、垂直移动机构5-3、夹取机构5-4和检测机构；水平移动机构5-2包括：导轨构件5-21、支撑轮5-23、移动架5-24和驱动马达5-22；导轨构件5-21设置在支座1上；用于支撑支撑轮5-23移动，以使支撑轮5-23上的移动架5-24能够在导轨构件5-21上沿导轨构件5-21移动；支撑轮5-23被导轨构件5-21支撑，能够在导轨构件5-21上滚动；支撑轮5-23能够转动地设置在移动架5-24上，能够被驱动转动，用于支撑移动架5-24移动；
垂直移动机构5-3设置在移动架5-24上，能够上下运动，以带动夹取机构5-4上下移动，进而带动夹取机构5-4上的管杆上下移动；垂直移动机构5-3包括：机械臂油缸5-31和机械臂回转油缸5-32；机械臂油缸5-31与移动架5-24铰接，能够相对移动架5-24转动；机械臂油缸5-31的下端与夹取机构5-4连接；机械臂油缸5-31伸缩，驱动夹取机构5-4上下移动；机械臂回转油缸5-32的一端与移动架5-24铰接，另一端与机械臂油缸5-31铰接，机械臂回转油缸5-32伸缩，能够驱动机械臂油缸5-31相对移动架5-24转动，以使机械臂油缸5-31向移动架5-24折叠，方便移动和运输。
夹取机构5-4设置在垂直移动机构5-3的下端，用于夹取管杆；夹取机构5-4至少为两个，两个夹取机构5-4左右间隔设置，用于夹取同一管杆；垂直移动机构5-3上下运动，以将夹取机构5-4夹取的管杆放入管杆隔挡构件5-1或将管杆从管杆隔挡构件5-1中取出；夹取机构5-4包括：固定部5-41、摆动部5-42和夹取油缸5-43；固定部5-41固定地设置在机械臂油缸5-31的下端；固定部5-41的内侧为弧状；摆动部5-42的上端与固定部5-41铰接，能够相对固定部5-41转动；摆动部5-42的内侧为弧状，摆动部5-42与固定部5-41的内侧相对，以夹取管杆；夹取油缸5-43的一端与固定部5-41铰接，另一端与摆动部5-42铰接；夹取油缸5-43伸缩，能够驱动摆动部5-42相对固定部5-41摆动，以夹紧或放松管杆。进一步优选固定部5-41的内侧固定有橡胶垫；摆动部5-42的内侧固定有橡胶垫，以避免损伤管杆。
检测机构设置在支座1上，用于检测被夹取机构5-4夹取的管杆的长度。优选，检测机构为测距仪。通过检测机构检测管杆的长度和距离等数据，将信息传送至控制装置，控制装置可以控制夹取机构5-4将管杆放置在指定位置，排列整齐，而且可以统计各类管杆的数量。
作为上述实施例的优选，导轨构件5-21包括：导轨油缸5-211、导轨本体5-212和导轨延伸部5-213；导轨本体5-212固定地设置在支座1上；导轨延伸部5-213能够滑动地设置导轨本体5-212上；本实施例优选导轨延伸部5-213与导轨本体5-212通过滑道连接，以相对导轨本体5-212移动；导轨油缸5-211的一端与导轨本体5-212铰接，另一端与导轨延伸部5-213铰接；导轨油缸5-211伸缩，驱动导轨延伸部5-213沿导轨本体5-212的延伸方向伸缩，以延长或缩短支撑轮5-23的移动距离。以增加支撑轮5-23的移动距离，进而增加管杆的移动范围，以增加管杆的储放量。
作为上述实施例的优选，还包括：刮油器6；刮油器6设置在卸紧扣装置2的下方，用于在吊钳3向上吊升管杆时，刮掉管杆外壁上的油污，以减少粘接在管杆上的油污。
本发明的一个实施例提出的一种用于油田修井作业的自动修井设备，在修井作业提油管的作业流程：吊钳3从井口提出油管，油管通过定位机构2-1，将油管下端的管箍定位在夹紧机构2-2的位置，扶管机械手2-5扶正油管，夹紧机构2-2夹紧管箍，撤回定位机构2-1，吊钳3松开油管。冲扣机构2-3开始冲扣，待扣松动后，冲扣机构2-3撤回，卸紧扣机构2-4开始卸扣，卸扣完毕后，吊钳3卡紧油管，将油管提升在井口上方；
启动翻管机机械手将井口的油管抓紧，吊钳3松开油管并离开，同时松开扶管机械手2-5。翻转支架4-11转向清洗槽4-21落下，翻转机机械手松开油管；提放机构一4-24将翻转机机械手中油管提出放入清洗槽4-21中，油管在清洗槽4-21中倾斜浸泡，清洗刷辊4-22洗刷油管外表面，油管在清洗槽4-21内清洗浸泡一段时间后，提放机构二4-23将油管提出清洗液面，清洗油管时，提出清洗液面的油管被清洗槽4-21两侧的接头夹紧封住油管两端，启动水泵，清洗液将一侧接头中的清洗球推过油管到另一侧接头中，完成油管内壁清洗和压力测试后，两侧的接头撤回原位。
夹取机构5-4将清洗后的油管抓起，通过水平移动机构5-2和垂直移动机构5-3，把油管放入对应的管杆隔挡构件5-1中；清洗测压机构4-25识别出的不合格的油管，按放入对应的不合格的油管的管杆隔挡构件5-1中。
本发明的一个实施例提出的一种用于油田修井作业的自动修井设备，在修井作业安装管杆的作业流程：夹取机构5-4将需要下井的管杆隔挡构件5-1中的油管抓起，通过水平移动机构5-2和垂直移动机构5-3输送到清洗槽4-21上，管杆滑到提放机构一4-24中，提放机构一4-24将油管送至翻管机机械手上，翻转机机械手夹紧管杆后，翻转支架4-11翻起将管杆送至井口上方，吊钳3卡紧油管，扶管机械手2-5扶正管杆，翻转机机械手松开，吊钳3下落，将油管螺纹头落至井口管杆管箍上，夹紧机构2-2夹紧井口管杆接箍，吊钳3松开油管，卸紧扣机构2-4开始上扣，上扣完毕，冲扣机构2-3开始紧扣，紧扣完毕，吊钳3卡紧油管，夹紧机构2-2、扶管机械手2-5松开，油管下落进入油井中，落至预定位置，即完成安装油管作业。
进一步说明，虽然术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件，但是这些术语不应该限制这些元件。这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且，类似地，第二元件可以被称为第一元件，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。这没有脱离示例性实施例的范围。类似地，元件一、元件二也不代表元件的顺序，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任意结合和所有结合。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种用于油田修井作业的自动修井设备，其特征在于，包括:支座、吊钳、卸紧扣装置、清洗装置、储放装置和控制装置；
所述吊钳设置在所述支座的上方，用于吊起管杆；
所述卸紧扣装置设置在所述支座上，用于管杆之间的拆离或连接；
所述卸紧扣装置包括：定位机构、夹紧机构、冲扣机构和卸紧扣机构；
所述定位机构设置在所述支座上，用于支撑被所述吊钳吊起的管杆下端的管箍；
所述夹紧机构设置在所述支座上，位于所述定位机构的上方，用于夹紧管杆下端的管箍；
所述冲扣机构设置在所述支座上，位于所述夹紧机构的上方，用于夹紧并转动管杆；
所述卸紧扣机构设置在所述支座上，位于所述冲扣机构的上方，用于夹在待卸载或锁紧管杆的表面，并转动被夹紧的管杆；
所述清洗装置设置在所述支座上，用于清洗管杆；
所述清洗装置包括:翻转机构和清洗机构；
所述翻转机构设置在所述支座上，用于将管杆在所述清洗机构的一侧与所述清洗机构的上方之间往复翻转；
所述清洗机构设置在所述支座上，用于浸泡和清洗被所述翻转机构输送的管杆；
所述储放装置设置在所述支座上，用于储放清洗后的管杆；
所述储放装置包括:管杆隔挡构件和移动机构；
所述管杆隔挡构件固定地设置所述底座上，用于放置不同类型的管杆；
所述移动机构设置在所述支座上，用于将被所述清洗机构清洗后的管杆移动至所述管杆隔挡构件中；
所述控制装置设置在所述支座上，用于控制所述吊钳、所述卸紧扣装置、所述清洗装置和所述储放装置的动作。
2.根据权利要求1所述的用于油田修井作业的自动修井设备，其特征在于，
所述定位机构包括：卡接部一、卡接部二和定位驱动构件；
所述卡接部一能够滑动地设置在所述支座上；
所述卡接部二能够滑动地设置在所述支座上；
所述卡接部一和所述卡接部二能够滑动地相互靠近，能够卡设在管箍下方，并支撑管箍；
所述定位驱动构件设置在所述支座上，用于驱动所述卡接部一和所述卡接部二在所述支座上相对滑动；
所述夹紧机构包括：夹紧构件一、夹紧构件二和夹紧驱动构件；
所述夹紧构件一能够滑动地设置在所述支座上；
所述夹紧构件二能够滑动地设置在所述支座上；
所述夹紧驱动构件设置在所述支座上，用于驱动所述夹紧构件一和所述夹紧构件二相对滑动，夹紧并限定管箍。
3.根据权利要求1所述的用于油田修井作业的自动修井设备，其特征在于，
所述冲扣机构包括：锁紧构件和冲扣驱动构件；
所述锁紧构件设置在所述支座上，用于锁紧待卸载或锁紧的管杆；
所述锁紧构件包括：锁紧支架和锁紧组件；
所述锁紧支架能够转动地设置在所述支座上；
所述支座上设置有圆弧轨道；
所述锁紧支架上固定设置有与所述圆弧轨道匹配的滑动构件；所述滑动构件能够沿所述圆弧轨道转动，带动所述锁紧支架转动；
所述锁紧组件为两个；两个锁紧组件对称设置；
所述锁紧组件包括：锁紧油缸和锁紧压头；
所述锁紧油缸固定地设置在所述支座上；
所述锁紧压头铰接在所述锁紧油缸的活塞杆上；
所述锁紧油缸推动所述锁紧压头相对移动；两个所述锁紧压头相互靠近，锁紧待卸载或锁紧的管杆；两个所述锁紧压头相互远离，松开待卸载或锁紧的管杆；
所述冲扣驱动构件设置在所述支座上，与所述锁紧支架铰接，用于驱动所述锁紧支架转动。
4.根据权利要求1所述的用于油田修井作业的自动修井设备，其特征在于，
所述卸紧扣机构包括：卸紧扣支架、滚轮和卸紧扣驱动构件；
所述卸紧扣支架铰接在所述支座上，能够在所述支座上摆动；
所述滚轮能够转动地设置在所述卸紧扣支架上；所述滚轮能够被驱动转动；
所述卸紧扣支架摆动将所述滚轮压在待卸载或锁紧的管杆的表面或摆动将所述滚轮带离待卸载或锁紧的管杆的表面；
所述卸紧扣驱动构件设置在所述支座上，用于驱动所述卸紧扣支架摆动。
5.根据权利要求1所述的用于油田修井作业的自动修井设备，其特征在于，
所述支座上具有活动支架；
所述活动支架能够滑动地设置在所述支座上；所述活动支架能够想到支座横向滑动；
所述活动支架用于连接和支撑所述夹紧机构、所述冲扣机构和所述卸紧扣机构；
所述活动支架与所述支座之间设置有支架油缸；所述支架油缸伸缩，推动所述活动支架相对所述支座滑动，以使所述夹紧机构、所述冲扣机构和所述卸紧扣机构靠近或远离被所述定位机构限制的管杆。
6.根据权利要求1所述的用于油田修井作业的自动修井设备，其特征在于，
所述翻转机构包括：翻转支架、翻转油缸和翻转机械手；
所述翻转支架的一端铰接在所述支座上；
所述翻转油缸的一端与所述支座铰接，另一端与所述翻转支架铰接，所述翻转油缸伸缩，驱动所述翻转支架相对所述支座转动；
所述翻转机械手固定地设置在所述翻转支架上，用于夹取管杆。
7.根据权利要求6所述的用于油田修井作业的自动修井设备，其特征在于，
所述清洗机构包括：清洗槽、清洗刷辊、提放机构一、提放机构二和清洗测压机构；
所述清洗槽设置在所述支座上，用于浸泡和清洗管杆；
所述清洗槽的下部设置有支撑导板，用于支撑并引导管杆倾斜向下移动，从所述支撑导板的一端移至另一端；
所述清洗刷辊能够转动地设置在所述支座上，以刷洗所述支撑导板上的管杆的表面；
所述提放机构一设置在所述支座上，用于将被所述翻转机构移动至所述清洗槽上方的管杆移动至所述支撑导板的一端；
所述提放机构二设置在所述支座上，用于将所述支撑导板的另一端的管杆提升；
所述清洗测压机构设置在所述支座上，用于对所述提放机构一或所述提放机构二上的油管进行内侧清洗和压力测试。
8.根据权利要求1所述的用于油田修井作业的自动修井设备，其特征在于，
所述移动机构包括：水平移动机构、垂直移动机构、夹取机构和检测机构；
所述水平移动机构包括：导轨构件、支撑轮、移动架和驱动马达；
所述导轨构件设置在所述支座上；
所述支撑轮被所述导轨构件支撑，能够在所述导轨构件上滚动；所述支撑轮能够转动地设置在所述移动架上，能够被驱动转动，用于支撑所述移动架移动；
所述垂直移动机构设置在所述移动架上，能够上下运动；
所述夹取机构设置在所述垂直移动机构的下端，用于夹取管杆；所述夹取机构至少为两个，两个所述夹取机构左右间隔设置，用于夹取同一管杆；
所述垂直移动机构上下运动，以将所述夹取机构夹取的管杆放入所述管杆隔挡构件或将管杆从所述管杆隔挡构件中取出；
所述检测机构设置在所述支座上，用于检测被所述夹取机构夹取的管杆的长度。
9.根据权利要求8所述的用于油田修井作业的自动修井设备，其特征在于，
所述导轨构件包括：导轨油缸、导轨本体和导轨延伸部；
所述导轨本体固定地设置在所述支座上；
所述导轨延伸部能够滑动地设置所述导轨本体上；
所述导轨油缸的一端与所述导轨本体铰接，另一端与所述导轨延伸部铰接；所述导轨油缸伸缩，驱动所述导轨延伸部沿所述导轨本体的延伸方向伸缩，以延长或缩短所述支撑轮的移动距离。
10.根据权利要求1所述的用于油田修井作业的自动修井设备，其特征在于，还包括：刮油器；
所述刮油器设置在所述卸紧扣装置的下方，用于在所述吊钳向上吊升管杆时，刮掉管杆外壁上的油污。
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