CN111496491B - 一种井下开关滑套安装机及安装施工工艺 - Google Patents

一种井下开关滑套安装机及安装施工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种井下开关滑套安装机及安装施工工艺,包括输送框、两个输送框单元、组装检测单元、驱动气缸和同步板,所述的输送框的中部安装有两个输送框单元,输送框的左端安装有组装检测单元,输送框的右端安装有驱动气缸,驱动气缸的顶出端安装有同步板。本发明可以解决由于内、外筒之间的套设较为紧密,人工套设时可能需要反复套设才能套设成功,将二者强行套设时,可能造成筒体的轻微弯曲,从而降低了内、外筒之间的滑动顺利程度,进而成为了残次品,而对于顺滑程度的检测,也未有专用设备对其检测,导致未能及时发现并处理等问题。

Description

一种井下开关滑套安装机及安装施工工艺
技术领域
本发明涉及井下安装技术领域,特别涉及一种井下开关滑套安装机及安装施工工艺。
背景技术
在固井过程中,开关滑套是直接与套管通过套管扣相联布置在各个采油层。在后期通过开关工具打开滑套进行压裂增产作业,或关闭滑套进行选择性开采,或对部分层段进行封隔堵水作业,是一种井下常用的工具,在对开关滑套组装时,需要对开关滑套的组件内筒、外筒进行人工套设,在套设时常常会遇到一些问题:
由于内、外筒之间的套设较为紧密,人工套设时可能需要反复套设才能套设成功,将二者强行套设时,可能造成筒体的轻微弯曲,从而降低了内、外筒之间的滑动顺利程度,进而成为了残次品,而对于顺滑程度的检测,也未有专用设备对其检测,导致未能及时发现并处理。
发明内容
(一)技术方案
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种井下开关滑套安装机,包括输送框、两个输送框单元、组装检测单元、驱动气缸和同步板,所述的输送框的中部安装有两个输送框单元,输送框的左端安装有组装检测单元,输送框的右端安装有驱动气缸,驱动气缸的顶出端安装有同步板。
所述的输送框单元包括U型框、嵌入槽、垫厚板、两个联动隔离机构和推动块,U型框安装在输送框的上端,U型框的前后两端对称开设有嵌入槽,嵌入槽内嵌入有垫厚板,U型框下端的前后两侧设有两个工作槽,工作槽内设有联动隔离机构,U型框的下端中部通过滑动配合的方式与推动块连接,具体工作时,将内筒从上往下依次放入到位于输送框左侧的U型框内,将外筒从上往下依次放入到位于输送框右侧的U型框内,筒体的直径不同,可通过增减垫厚板来调整U型框内部的宽度,从而适应当前筒体,当内筒、外筒组装后,通过联动隔离机构将组装后的内筒、外筒放离,并在U型框内的待组装区重新放入内筒、外筒。
所述的联动隔离机构包括一号隔板、隐藏式齿条、齿轮、二号隔板、连接齿条、复位弹簧和连接绳,工作槽的下端通过滑动配合的方式与一号隔板连接,一号隔板的下端与U型框侧壁之间连有复位弹簧,一号隔板的外端与同步板之间连有连接绳,一号隔板的中部设有隐藏式齿条,隐藏式齿条上啮合有齿轮,齿轮通过销轴与工作槽的中部连接,齿轮的上端啮合有连接齿条,连接齿条安装在二号隔板上,二号隔板通过滑动配合的方式与工作槽的上端连接,具体工作时,当内筒、外筒组装并检测完毕后,通过驱动气缸带动连接绳向右拉动,从而拉动一号隔板整体外移,此时,组装后的内、外筒因下端无阻挡物而掉落到输送框上,同时,在齿轮齿条的配合下带动前后布置的二号隔板相向运动,从而阻挡未组装的内、外筒下落,组装后的内、外筒输送完毕后,驱动气缸复位,在复位弹簧的作用下,前后布置的一号隔板相向运动,前后布置的二号隔板相反运动,位于最下侧的内、外筒下落到一号隔板上。
所述的组装检测单元包括推动气缸、连接板、活塞杆、注射筒、复位弹簧、卡位机构、检测机构和扩囊机构,推动气缸安装在U型框的下端,推动气缸的顶出端安装有连接板,连接板的上端安装有活塞杆,活塞杆通过滑动配合的方式与注射筒连接,注射筒内部与活塞杆之间连有复位弹簧,注射筒的右端设有检测机构,检测机构的外部包裹有扩囊机构,注射筒的上端设有卡位机构,具体工作时,组装时,通过推动气缸带动活塞杆、注射筒右移,右移的注射筒抵在推动块后带动推动块同步右移,从而将内筒推入到外筒内,此时,检测机构、扩囊机构位于内筒内,当活塞杆、注射筒之间卡接锁定后,右推结束,通过推动气缸带动活塞杆左拉,左拉过程中通过检测机构是否发出警报声来判断内、外筒之间的顺滑程度。
所述的检测机构包括活动杆、安装框、警报器、导线、两个导电块、接触块和电池组,活动杆与注射筒之间为滑动配合连接,活动杆安装在安装框的左端,安装框的内部右端安装有警报器,安装框的内部上端安装有电池组,安装框的内部左端对称安装有两个导电块,两个导电块之间设有接触块,警报器、电池组与两个导电块之间为串联连接。
优选的,所述的垫厚板的外端设有T型插块,垫厚板的内端开设有T型槽。
优选的,所述的注射筒右端的上下两侧开设有两个气腔,推动块的中部开设有通孔,且检测机构的初始位置位于通孔内,通孔的内径小于注射筒左半部分的筒体外径。
优选的,所述的卡位机构包括固定板、挤压块、卡位块和弹簧片,固定板安装在输送框的左端,固定板的上端安装有挤压块,活塞杆的左端上侧安装有卡位块,注射筒的左端上侧安装有弹簧片。
优选的,所述的接触块包括橡胶柱、接通块、连接弹簧和牵引绳,橡胶柱与安装框之间为滑动配合连接,安装框的内壁铺设有橡胶层,橡胶柱与橡胶层之间连有连接弹簧,橡胶柱的右端安装有接通块,橡胶柱的左端与注射筒之间连有牵引绳。
优选的,所述的接通块与两个导电块之间的初始位置为分离状态。
优选的,所述的扩囊机构包括两个气囊和两个伸缩管,气腔与气囊之间通过伸缩管连接,气囊覆盖在安装框的外部。
此外,本发明还提供了一种井下开关滑套的安装施工工艺,主要由上述一种井下开关滑套安装机配合完成,具体包括以下步骤:
S1、将内筒从上往下依次放入到位于输送框左侧的U型框内,将外筒从上往下依次放入到位于输送框右侧的U型框内;
S2、通过推动气缸带动活塞杆、注射筒右移,右移的注射筒抵在推动块后带动推动块同步右移,从而将内筒推入到外筒内,形成组合件,当活塞杆、注射筒之间卡接锁定后,右推结束,且注射筒内的气体受压挤入到气囊内;
S3、通过推动气缸锁定后的活塞杆、注射筒同步左移时,通过警报器发出的声响长短以及有否来判定组装后内、外筒之间的滑动顺利程度;
S4、通过驱动气缸带动连接绳向右拉动,从而拉动一号隔板整体外移,并在齿轮齿条的配合下带动前后布置的二号隔板相向运动,此时,组合件掉落到输送框上,且未组装的内、外筒保持当前高度,组合件输送完毕后,驱动气缸复位,未组装的内、外筒整体下落,且位于最下侧的内、外筒分别落到对应的一号隔板上,人员将有问题的组合件取出并进行再次检测;
S5、重复S2-S4步骤对待组装的内、外筒进行组装、检测。
(二)有益效果
1、本发明所述的一种井下开关滑套安装机,本发明采用竖立放置,横向推动组装的方式对内、外筒进行套设,机械化定位确定了内、外筒在组装时的位置,提高了套设的成功率,且机械化套设减少了强行套设的可能性,通过声响的与否与时长来判定内、外筒套设后的滑动顺利程度,使得有问题的组合件能够及时发现并处理;
2、本发明所述的一种井下开关滑套安装机,本发明所述的输送框单元将内、外筒竖立放置在两个U型框内,并进行内、外筒的左右位置对应,通过增减U型框厚度来适应于不同直径的筒体放置,通过联动式开关来输送单组组合件的,适用于流水线生产;
3、本发明所述的一种井下开关滑套安装机,本发明所述的组装检测单元通过横向推动将定位后的内筒推入到外筒内部,推入时将气体挤入并充溢到气囊内,使得充溢的气囊对内筒进行充气式内撑,通过二者间的摩擦力带动内筒左移,从而辅助检测机构对内、外筒的顺滑性进行检测。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图;
图2是本发明图1的A-A剖视图;
图3是本发明输送框、推动块与组装检测单元之间的剖视图;
图4是本发明一号隔板与隐藏式齿条之间的结构示意图;
图5是本发明图1的X向局部放大图;
图6是本发明图3的Y向局部放大图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行说明。在此过程中,为确保说明的明确性和便利性,我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。
另外,下文中的用语基于本发明中的功能而定义,可以根据使用者、运用者的意图或惯例而不同。因此,这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。
如图1至图6所示,一种井下开关滑套安装机,包括输送框1、两个输送框单元2、组装检测单元3、驱动气缸4和同步板5,所述的输送框1的中部安装有两个输送框单元2,输送框1的左端安装有组装检测单元3,输送框1的右端安装有驱动气缸4,驱动气缸4的顶出端安装有同步板5。
所述的输送框单元2包括U型框21、嵌入槽22、垫厚板23、两个联动隔离机构24和推动块25,U型框21安装在输送框1的上端,U型框21的前后两端对称开设有嵌入槽22,嵌入槽22内嵌入有垫厚板23,U型框21下端的前后两侧设有两个工作槽,工作槽内设有联动隔离机构24,U型框21的下端中部通过滑动配合的方式与推动块25连接,具体工作时,将内筒从上往下依次放入到位于输送框1左侧的U型框21内,将外筒从上往下依次放入到位于输送框1右侧的U型框21内,筒体的直径不同,可通过增减垫厚板23来调整U型框21内部的宽度,从而适应当前筒体,当内筒、外筒组装后,通过联动隔离机构24将组装后的内筒、外筒放离,并在U型框21内的待组装区重新放入内筒、外筒。
所述的联动隔离机构24包括一号隔板241、隐藏式齿条242、齿轮243、二号隔板244、连接齿条247、复位弹簧245和连接绳246,工作槽的下端通过滑动配合的方式与一号隔板241连接,一号隔板241的下端与U型框21侧壁之间连有复位弹簧245,一号隔板241的外端与同步板5之间连有连接绳246,一号隔板241的中部设有隐藏式齿条242,隐藏式齿条242的隐藏式设计避免了内、外筒与隐藏式齿条242直接接触,造成隐藏式齿条242表面磨损的情况,隐藏式齿条242上啮合有齿轮243,齿轮243通过销轴与工作槽的中部连接,齿轮243的上端啮合有连接齿条247,连接齿条247安装在二号隔板244上,二号隔板244通过滑动配合的方式与工作槽的上端连接,具体工作时,当内筒、外筒组装并检测完毕后,通过驱动气缸4带动连接绳246向右拉动,从而拉动一号隔板241整体外移,此时,组装后的内、外筒因下端无阻挡物而掉落到输送框1上,同时,在齿轮齿条的配合下带动前后布置的二号隔板244相向运动,从而阻挡未组装的内、外筒下落,组装后的内、外筒输送完毕后,驱动气缸4复位,在复位弹簧245的作用下,前后布置的一号隔板241相向运动,前后布置的二号隔板244相反运动,位于最下侧的内、外筒下落到一号隔板241上。
所述的组装检测单元3包括推动气缸31、连接板32、活塞杆33、注射筒34、复位弹簧35、卡位机构36、检测机构37和扩囊机构38,推动气缸31安装在U型框21的下端,推动气缸31的顶出端安装有连接板32,连接板32的上端安装有活塞杆33,活塞杆33通过滑动配合的方式与注射筒34连接,注射筒34内部与活塞杆33之间连有复位弹簧35,注射筒34的右端设有检测机构37,检测机构37的外部包裹有扩囊机构38,注射筒34的上端设有卡位机构36,具体工作时,组装时,通过推动气缸31带动活塞杆33、注射筒34右移,右移的注射筒34抵在推动块25后带动推动块25同步右移,从而将内筒推入到外筒内,此时,检测机构37、扩囊机构38位于内筒内,当活塞杆33、注射筒34之间卡接锁定后,右推结束,通过推动气缸31带动活塞杆33左拉,左拉过程中通过检测机构37是否发出警报声来判断内、外筒之间的顺滑程度。
所述的检测机构37包括活动杆371、安装框372、警报器373、导线374、两个导电块375、接触块376和电池组377,活动杆371与注射筒34之间为滑动配合连接,活动杆371安装在安装框372的左端,安装框372的内部右端安装有警报器373,安装框372的内部上端安装有电池组377,安装框372的内部左端对称安装有两个导电块375,两个导电块375之间设有接触块376,警报器373、电池组377与两个导电块375之间为串联连接。
所述的垫厚板23的外端设有T型插块,垫厚板23的内端开设有T型槽,通过增减垫厚板23来调整U型框21内部的宽度,从而适应不同直径的筒体。
所述的注射筒34右端的上下两侧开设有两个气腔,推动块25的中部开设有通孔,通孔的直径小于内筒的外径,避免了推动块25不能对内筒起到推动的情况,且检测机构37的初始位置位于通孔内,通孔的内径小于注射筒34左半部分的筒体外径,保证了右移的注射筒34能够抵在推动块25并同步右移。
所述的卡位机构36包括固定板361、挤压块362、卡位块363和弹簧片364,固定板361安装在输送框1的左端,固定板361的上端安装有挤压块362,活塞杆33的左端上侧安装有卡位块363,注射筒34的左端上侧安装有弹簧片364。
具体工作时,当卡位块363和弹簧片364之间卡接锁定时,右移的活塞杆33已将注射筒34内的气体推入到气囊381中,使得充溢的气囊381外壁紧贴在内筒的内壁,从而增阻,当锁紧后的活塞杆33、注射筒34同步左移时,充溢的气囊381带动内筒左移,当内、外筒之间的滑动阻力较大时,内筒与气囊381之间的摩擦力难以带动内筒向左移动时,接触块376会在阻力的作用下逐渐与两个导电块375靠近,直至接触,此时,警报器373通电后发出声响,由于内筒的难以拉动,在对内筒左拉时接触块376会较长时间与两个导电块375进行接触,警报器373发出声响的时间较长,当内、外筒之间的滑动阻力较小时,充溢的气囊381在摩擦力的作用下较为顺利的带动内筒左移,整个左移过程中警报器373会发出断断续续的声响或者未发出声响,当挤压块362对弹簧片364挤压时,相互卡接的挤压块362、卡位块363会分开,在复位弹簧35的作用下,注射筒34向右移动并回到推动内筒前的位置。
所述的接触块376包括橡胶柱376a、接通块376b、连接弹簧376c和牵引绳376d,橡胶柱376a与安装框372之间为滑动配合连接,安装框372的内壁铺设有橡胶层,橡胶柱376a与橡胶层之间连有连接弹簧376c,橡胶柱376a的右端安装有接通块376b,橡胶柱376a的左端与注射筒34之间连有牵引绳376d,牵引绳376d起到牵引橡胶柱376a的作用,橡胶材质的设计保证了接通块376b与导电块375接触前,警报器373未通电。
所述的接通块376b与两个导电块375之间的初始位置为分离状态。
所述的扩囊机构38包括两个气囊381和两个伸缩管382,气腔与气囊381之间通过伸缩管382连接,气囊381覆盖在安装框372的外部,通过活塞杆33将注射筒34内的气体从气腔处挤入到气囊381中直到气囊381呈充溢状态,充溢的气囊381外表面紧贴在内筒内壁,增大了阻力,保证了注射筒34受力左拉时,充溢的气囊381可带动内筒左移。
此外,本发明还提供了一种井下开关滑套的安装施工工艺,主要由上述一种井下开关滑套安装机配合完成,具体包括以下步骤:
S1、将内筒从上往下依次放入到位于输送框1左侧的U型框21内,将外筒从上往下依次放入到位于输送框1右侧的U型框21内;
S2、通过推动气缸31带动活塞杆33、注射筒34右移,右移的注射筒34抵在推动块25后带动推动块25同步右移,从而将内筒推入到外筒内,形成组合件,当活塞杆33、注射筒34之间卡接锁定后,右推结束,且注射筒34内的气体受压挤入到气囊381内;
S3、通过推动气缸31锁定后的活塞杆33、注射筒34同步左移时,通过警报器373发出的声响长短以及有否来判定组装后内、外筒之间的滑动顺利程度;
S4、通过驱动气缸4带动连接绳246向右拉动,从而拉动一号隔板241整体外移,并在齿轮齿条的配合下带动前后布置的二号隔板244相向运动,此时,组合件掉落到输送框1上,且未组装的内、外筒保持当前高度,组合件输送完毕后,驱动气缸4复位,未组装的内、外筒整体下落,且位于最下侧的内、外筒分别落到对应的一号隔板241上,人员将有问题的组合件取出并进行再次检测;
S5、重复S2-S4步骤对待组装的内、外筒进行组装、检测。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种井下开关滑套安装机,包括输送框(1)、两个输送框单元(2)、组装检测单元(3)、驱动气缸(4)和同步板(5),其特征在于:所述的输送框(1)的中部安装有两个输送框单元(2),输送框(1)的左端安装有组装检测单元(3),输送框(1)的右端安装有驱动气缸(4),驱动气缸(4)的顶出端安装有同步板(5);
所述的输送框单元(2)包括U型框(21)、嵌入槽(22)、垫厚板(23)、两个联动隔离机构(24)和推动块(25),U型框(21)安装在输送框(1)的上端,U型框(21)的前后两端对称开设有嵌入槽(22),嵌入槽(22)内嵌入有垫厚板(23),U型框(21)下端的前后两侧设有两个工作槽,工作槽内设有联动隔离机构(24),U型框(21)的下端中部通过滑动配合的方式与推动块(25)连接;
所述的联动隔离机构(24)包括一号隔板(241)、隐藏式齿条(242)、齿轮(243)、二号隔板(244)、连接齿条(247)、复位弹簧(245)和连接绳(246),工作槽的下端通过滑动配合的方式与一号隔板(241)连接,一号隔板(241)的下端与U型框(21)侧壁之间连有复位弹簧(245),一号隔板(241)的外端与同步板(5)之间连有连接绳(246),一号隔板(241)的中部设有隐藏式齿条(242),隐藏式齿条(242)上啮合有齿轮(243),齿轮(243)通过销轴与工作槽的中部连接,齿轮(243)的上端啮合有连接齿条(247),连接齿条(247)安装在二号隔板(244)上,二号隔板(244)通过滑动配合的方式与工作槽的上端连接;
所述的组装检测单元(3)包括推动气缸(31)、连接板(32)、活塞杆(33)、注射筒(34)、复位弹簧(35)、卡位机构(36)、检测机构(37)和扩囊机构(38),推动气缸(31)安装在U型框(21)的下端,推动气缸(31)的顶出端安装有连接板(32),连接板(32)的上端安装有活塞杆(33),活塞杆(33)通过滑动配合的方式与注射筒(34)连接,注射筒(34)内部与活塞杆(33)之间连有复位弹簧(35),注射筒(34)的右端设有检测机构(37),检测机构(37)的外部包裹有扩囊机构(38),注射筒(34)的上端设有卡位机构(36);
所述的检测机构(37)包括活动杆(371)、安装框(372)、警报器(373)、导线(374)、两个导电块(375)、接触块(376)和电池组(377),活动杆(371)与注射筒(34)之间为滑动配合连接,活动杆(371)安装在安装框(372)的左端,安装框(372)的内部右端安装有警报器(373),安装框(372)的内部上端安装有电池组(377),安装框(372)的内部左端对称安装有两个导电块(375),两个导电块(375)之间设有接触块(376),警报器(373)、电池组(377)与两个导电块(375)之间为串联连接。
2.根据权利要求1所述的一种井下开关滑套安装机,其特征在于:所述的垫厚板(23)的外端设有T型插块,垫厚板(23)的内端开设有T型槽。
3.根据权利要求1所述的一种井下开关滑套安装机,其特征在于:所述的注射筒(34)右端的上下两侧开设有两个气腔,推动块(25)的中部开设有通孔,且检测机构(37)的初始位置位于通孔内,通孔的内径小于注射筒(34)左半部分的筒体外径。
4.根据权利要求1所述的一种井下开关滑套安装机,其特征在于:所述的卡位机构(36)包括固定板(361)、挤压块(362)、卡位块(363)和弹簧片(364),固定板(361)安装在输送框(1)的左端,固定板(361)的上端安装有挤压块(362),活塞杆(33)的左端上侧安装有卡位块(363),注射筒(34)的左端上侧安装有弹簧片(364)。
5.根据权利要求1所述的一种井下开关滑套安装机,其特征在于:所述的接触块(376)包括橡胶柱(376a)、接通块(376b)、连接弹簧(376c)和牵引绳(376d),橡胶柱(376a)与安装框(372)之间为滑动配合连接,安装框(372)的内壁铺设有橡胶层,橡胶柱(376a)与橡胶层之间连有连接弹簧(376c),橡胶柱(376a)的右端安装有接通块(376b),橡胶柱(376a)的左端与注射筒(34)之间连有牵引绳(376d)。
6.根据权利要求5所述的一种井下开关滑套安装机,其特征在于:所述的接通块(376b)与两个导电块(375)之间的初始位置为分离状态。
7.根据权利要求1所述的一种井下开关滑套安装机,其特征在于:所述的扩囊机构(38)包括两个气囊(381)和两个伸缩管(382),气腔与气囊(381)之间通过伸缩管(382)连接,气囊(381)覆盖在安装框(372)的外部。
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