CN112012674A - 全液压斜直井修井机、井内取套管方法和井内下套管方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻井机械技术领域，是一种全液压斜直井修井机、井内取套管方法和井内下套管方法，全液压斜直井修井机包括底座、塔架、第一升降油缸、游车、液控上卡瓦、液控油管钳、液控下卡瓦和抓管机，底座右部上侧设有呈左高右低状倾斜的塔架；井内取套管方法包括步骤如下：（1）将支撑杆下端与调节支撑座拆卸；井内下套管方法包括步骤如下：（1）将支撑杆下端与调节支撑座拆卸。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过设置抓管机完成待拆油管取出和待下放油管装入；通过设置液控油管钳完成油管间的卸扣和装扣；通过设置游车完成油管的上提下放；通过设置第一升降油缸调整塔架倾斜角度，具有高效、稳定和结构简单的特点。

Description

全液压斜直井修井机、井内取套管方法和井内下套管方法

技术领域

本发明涉及钻井机械技术领域，是一种全液压斜直井修井机、井内取套管方法和井内下套管方法。

背景技术

斜直井修井机主要用于浅层油气藏、煤层气的开发之中，油气藏的深度分布在200-800米之间。传统的斜直井修井作业主要采用人工操作多种工具，来实现上卸扣、提升、抓起和更换等作业项目，不仅存在效率低、成本高和环境污染大的问题，还存在安全事故的隐患。

发明内容

本发明提供了一种全液压斜直井修井机、井内取套管方法和井内下套管方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有斜直井修井作业过程繁琐和设备繁多的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种全液压斜直井修井机包括底座、塔架、第一升降油缸、游车、液控上卡瓦、液控油管钳、液控下卡瓦和抓管机，底座右部上侧设有呈左高右低状倾斜的塔架，塔架中部设有左右贯通的取放油管腔，塔架下端与底座铰接在一起，对应塔架左侧下方位置的底座上铰接有第一升降油缸，第一升降油缸内设有能向上方伸出的第一活塞杆，第一活塞杆的上端与塔架左侧下部铰接在一起；塔架上部右侧设有能沿塔架上下滑动的游车，游车右侧设有液控上卡瓦，塔架下部右侧上下间隔设有液控油管钳和液压下卡瓦；取放油管腔内设有呈左高右低状倾斜的抓管机，抓管机包括旋转架、第二升降油缸和液压机械手，旋转架右端与底座铰接在一起，对应旋转架右部下方位置的底座上铰接有第二升降油缸，第二升降油缸内设有能向上方伸出的第二活塞杆，第二活塞杆的上端与旋转架铰接在一起，旋转架右侧上下间隔设有两个液压机械手。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述还可包括支撑杆和调节支撑座，对应塔架左侧下方位置的底座上设有支撑杆，支撑杆上端与塔架左侧中部铰接在一起，对应支撑杆下端位置的底座上设有调节支撑座，调节支撑座上设有由左下方至右上方间隔分布的调节孔，支撑杆下端可拆卸的铰接在对应位置的调节孔内。

上述旋转架可包括旋转臂、连杆、左摆臂、右摆臂和摆动油缸，旋转臂呈左高右低状倾斜，旋转臂右侧上下间隔设有左摆臂和右摆臂，左摆臂下端和右摆臂下端分别与旋转臂右侧对应位置铰接在一起，左摆臂上端和右摆臂上端均固定安装有液压机械手，左摆臂与右摆臂之间设有连杆，连杆左端与左摆臂上部铰接在一起，连杆右端与右摆臂上部铰接在一起，旋转臂、连杆、左摆臂下部和右摆臂下部围合呈平行四边形，对应左摆臂和右摆臂之间位置的旋转臂上设有摆动油缸，摆动油缸下端与旋转臂铰接在一起，摆动油缸内设有能向上伸出的第三活塞杆，第三活塞杆上端与左摆臂上部铰接在一起。

上述游车可包括滑移架、上链轮、下链轮、传动链条和液压马达，塔架上部设有上链轮、对应液控油管钳上方位置的塔架下部设有下链轮，对应上链轮和下链轮之间位置的塔架中部设有滑移架，传动链条的一端与滑移架上端固定安装在一起，传动链条的另一端依次绕过上链轮和下链轮后与滑移架下端固定安装在一起；液压马达的输出轴与下链轮传动连接在一起。

上述还可包括铰接柱，底座上侧右部设有竖直向上的铰接柱，塔架下端和旋转架右端均与铰接柱铰接在一起。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用上述全液压斜直井修井机的井内取套管方法，包括步骤如下：

（1）将支撑杆下端与调节支撑座拆卸，通过第一升降油缸调整塔架合适的角度后，将支撑杆下端铰接在调节支撑座上合适位置的调节孔内；

（2）游车延塔架下行使液控上卡瓦位于待拆油管上端接箍外侧，在液控上卡瓦咬住待拆油管上端接箍后使游车延塔架上行，使待拆油管下方的油管上部位于液控下卡瓦内；

（3）在液控下卡瓦咬住待拆油管下方的油管上部后，液控上卡瓦松开待拆油管上端接箍且待拆油管不会从液控上卡瓦内向下滑脱；

（4）通过液控油管钳将待拆油管与待拆油管下方的油管间的油管扣卸开后，使液控上卡瓦再次咬住待拆油管上端接箍后，使游车延塔架上行一段距离，将待拆油管下端与待拆油管下方的油管上端分离；

（5）打开液压机械手，通过第二升降油缸调整抓管机的角度，使抓管机位于取放油管腔内且待拆油管位于液压机械手内；

（6）关闭液压机械手并使液控上卡瓦不再咬住待拆油管上端接箍，通过第二升降油缸使抓管机逆时针转动至水平位置，将液压机械手内的待拆油管取出；

（7）重复步骤（2）至（6），直至井内的待拆油管全部取出。

本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种使用上述全液压斜直井修井机的井内下套管方法，包括步骤如下：

（1）将支撑杆下端与调节支撑座拆卸，通过第一升降油缸调整塔架合适的角度后，将支撑杆下端铰接在调节支撑座上合适位置的调节孔内，通过第二升降油缸使抓管机逆时针转动至水平位置；

（2）打开液压机械手，将待下放油管放置在液压机械手内，关闭液压机械手；

（3）打开液控上卡瓦，通过第二升降油缸调整抓管机的角度，使抓管机位于取放油管腔内且待下放油管上端接箍位于液控上卡瓦内；

（4）液控上卡瓦咬住待下放油管上端接箍，通过第二升降油缸使抓管机逆时针转动至水平位置，使游车延塔架下行，直至待下放油管下端位于井内油管上端内侧；

（5）液控上卡瓦松开待下放油管上端接箍且待下放油管不会从液控上卡瓦内向下滑脱，通过液控油管钳将待下放油管与井内油管间的油管扣上紧；

（6）游车延塔架下行直至待下放油管上部位于液控下卡瓦内，使液控下卡瓦咬住待下放油管上部，由此完成待下放油管的下放；

（7）重复步骤（2）至（6），直至井外的待下放油管全部下放。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过设置抓管机完成待拆油管取出和待下放油管装入；通过设置液控油管钳完成油管间的卸扣和装扣；通过设置游车完成油管的上提下放；通过设置第一升降油缸调整塔架倾斜角度，具有高效、稳定和结构简单的特点。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为底座，2为塔架，3为第一升降油缸，4为滑移架，5为液控上卡瓦，6为液控油管钳，7为液控下卡瓦，8为旋转臂，9为连杆，10为左摆臂，11为右摆臂，12为摆动油缸，13为第二升降油缸，14为液压机械手，15为支撑杆，16为调节支撑座，17为调节孔，18为铰接柱，19为上链轮，20为下链轮，21为传动链条，22为待下放油管。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该全液压斜直井修井机包括底座1、塔架2、第一升降油缸3、游车、液控上卡瓦5、液控油管钳6、液控下卡瓦7和抓管机，底座1右部上侧设有呈左高右低状倾斜的塔架2，塔架2中部设有左右贯通的取放油管腔，塔架2下端与底座1铰接在一起，对应塔架2左侧下方位置的底座1上铰接有第一升降油缸3，第一升降油缸3内设有能向上方伸出的第一活塞杆，第一活塞杆的上端与塔架2左侧下部铰接在一起；塔架2上部右侧设有能沿塔架2上下滑动的游车，游车右侧设有液控上卡瓦5，塔架2下部右侧上下间隔设有液控油管钳6和液压下卡瓦；取放油管腔内设有呈左高右低状倾斜的抓管机，抓管机包括旋转架、第二升降油缸13和液压机械手14，旋转架右端与底座1铰接在一起，对应旋转架右部下方位置的底座1上铰接有第二升降油缸13，第二升降油缸13内设有能向上方伸出的第二活塞杆，第二活塞杆的上端与旋转架铰接在一起，旋转架右侧上下间隔设有两个液压机械手14。在使用过程中，通过设置抓管机完成待拆油管取出和待下放油管22装入；通过设置液控油管钳6完成油管间的卸扣和装扣；通过设置游车完成油管的上提下放；通过设置第一升降油缸3调整塔架2倾斜角度；通过液压控制各部件，实现上卸扣、提升、抓起和更换等修井作业项目。根据需求，游车、液控上卡瓦5、液控油管钳6、液控下卡瓦7和液压机械手14均为现有公知技术，且各部件间的液压控制也均为现有公知技术，因此不再赘述。

可根据实际需要，对上述全液压斜直井修井机作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，还包括支撑杆15和调节支撑座16，对应塔架2左侧下方位置的底座1上设有支撑杆15，支撑杆15上端与塔架2左侧中部铰接在一起，对应支撑杆15下端位置的底座1上设有调节支撑座16，调节支撑座16上设有由左下方至右上方间隔分布的调节孔17，支撑杆15下端可拆卸的铰接在对应位置的调节孔17内。在使用过程中，通过这样的设置，便于实现对各种角度倾斜的塔架2提供支撑力，使本发明在使用过程中更加稳定可靠。

如附图1所示，旋转架包括旋转臂8、连杆9、左摆臂10、右摆臂11和摆动油缸12，旋转臂8呈左高右低状倾斜，旋转臂8右侧上下间隔设有左摆臂10和右摆臂11，左摆臂10下端和右摆臂11下端分别与旋转臂8右侧对应位置铰接在一起，左摆臂10上端和右摆臂11上端均固定安装有液压机械手14，左摆臂10与右摆臂11之间设有连杆9，连杆9左端与左摆臂10上部铰接在一起，连杆9右端与右摆臂11上部铰接在一起，旋转臂8、连杆9、左摆臂10下部和右摆臂11下部围合呈平行四边形，对应左摆臂10和右摆臂11之间位置的旋转臂8上设有摆动油缸12，摆动油缸12下端与旋转臂8铰接在一起，摆动油缸12内设有能向上伸出的第三活塞杆，第三活塞杆上端与左摆臂10上部铰接在一起。在使用过程中，通过设置摆动油缸12能使左摆臂10及右摆臂11逆时针转动，从而使液压机械手14上抓取的油管右端位于支撑杆15的左方，从而避免发生位置干涉。

如附图1所示，游车包括滑移架4、上链轮19、下链轮20、传动链条21和液压马达，塔架2上部设有上链轮19、对应液控油管钳6上方位置的塔架2下部设有下链轮20，对应上链轮19和下链轮20之间位置的塔架2中部设有滑移架4，传动链条21的一端与滑移架4上端固定安装在一起，传动链条21的另一端依次绕过上链轮19和下链轮20后与滑移架4下端固定安装在一起；液压马达的输出轴与下链轮20传动连接在一起。在使用过程中，通过这样的设置，便于控制滑移架4在塔架2右侧上下滑动，通过游车完成待拆油管和待下放油管22上提下放。

如附图1所示，还包括铰接柱18，底座1上侧右部设有竖直向上的铰接柱18，塔架2下端和旋转架右端均与铰接柱18铰接在一起。在使用过程中，通过这样的设置便于旋转架和塔架2与底座1铰接在一起，且不会发生位置干涉，并能够使旋转架在第二升降油缸13的作用下旋转进入取放油管腔内，完成待拆油管取出和待下放油管22装入。

根据需求，为了保证本发明在使用过程中的稳定性以及避免各部件转动时发生位置干涉，可通过以下设置来实现，具体设置如下：

（1）第一升降油缸3为前后间隔分布的两个油缸，一个油缸位于取放油管腔前方，一个油缸位于取放油管腔后方；

（2）支撑杆15为前后间隔分布的两个杆件且每个杆件下端均设有能与其铰接的调节支撑座16，一个杆件位于取放油管腔前方，一个杆件位于取放油管腔后方；

（3）抓管机的位置与取放油管腔的位置对应，由于需要通过现有公知的排管机或其他取放油管的装置在抓管机上将待拆油管取出或放置待下放油管22，因此为了避免待拆油管或待下放油管22右端位于支撑杆15之间发生位置干涉，可以通过摆动油缸12使左摆臂10及右摆臂11逆时针转动，从而待拆油管或待下放油管22右端位于支撑杆15左方。

如附图1所示，一种使用上述全液压斜直井修井机的井内取套管方法，包括步骤如下：

（1）将支撑杆15下端与调节支撑座16拆卸，通过第一升降油缸3调整塔架2合适的角度后，将支撑杆15下端铰接在调节支撑座16上合适位置的调节孔17内；

（2）游车延塔架2下行使液控上卡瓦5位于待拆油管上端接箍外侧，在液控上卡瓦5咬住待拆油管上端接箍后使游车延塔架2上行，使待拆油管下方的油管上部位于液控下卡瓦7内；

（3）在液控下卡瓦7咬住待拆油管下方的油管上部后，液控上卡瓦5松开待拆油管上端接箍且待拆油管不会从液控上卡瓦5内向下滑脱；

（4）通过液控油管钳6将待拆油管与待拆油管下方的油管间的油管扣卸开后，使液控上卡瓦5再次咬住待拆油管上端接箍后，使游车延塔架2上行一段距离，将待拆油管下端与待拆油管下方的油管上端分离；

（5）打开液压机械手14，通过第二升降油缸13调整抓管机的角度，使抓管机位于取放油管腔内且待拆油管位于液压机械手14内；

（6）关闭液压机械手14并使液控上卡瓦5不再咬住待拆油管上端接箍，通过第二升降油缸13使抓管机逆时针转动至水平位置，将液压机械手14内的待拆油管取出；

（7）重复步骤（2）至（6），直至井内的待拆油管全部取出。

如附图1所示，一种使用上述全液压斜直井修井机的井内下套管方法，包括步骤如下：

（1）将支撑杆15下端与调节支撑座16拆卸，通过第一升降油缸3调整塔架2合适的角度后，将支撑杆15下端铰接在调节支撑座16上合适位置的调节孔17内，通过第二升降油缸13使抓管机逆时针转动至水平位置；

（2）打开液压机械手14，将待下放油管22放置在液压机械手14内，关闭液压机械手14；

（3）打开液控上卡瓦5，通过第二升降油缸13调整抓管机的角度，使抓管机位于取放油管腔内且待下放油管22上端接箍位于液控上卡瓦5内；

（4）液控上卡瓦5咬住待下放油管22上端接箍，通过第二升降油缸13使抓管机逆时针转动至水平位置，使游车延塔架2下行，直至待下放油管22下端位于井内油管上端内侧；

（5）液控上卡瓦5松开待下放油管22上端接箍且待下放油管22不会从液控上卡瓦5内向下滑脱，通过液控油管钳6将待下放油管22与井内油管间的油管扣上紧；

（6）游车延塔架2下行直至待下放油管22上部位于液控下卡瓦7内，使液控下卡瓦7咬住待下放油管22上部，由此完成待下放油管22的下放；

（7）重复步骤（2）至（6），直至井外的待下放油管22全部下放。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (8)

1.一种全液压斜直井修井机，其特征在于包括底座、塔架、第一升降油缸、游车、液控上卡瓦、液控油管钳、液控下卡瓦和抓管机，底座右部上侧设有呈左高右低状倾斜的塔架，塔架中部设有左右贯通的取放油管腔，塔架下端与底座铰接在一起，对应塔架左侧下方位置的底座上铰接有第一升降油缸，第一升降油缸内设有能向上方伸出的第一活塞杆，第一活塞杆的上端与塔架左侧下部铰接在一起；塔架上部右侧设有能沿塔架上下滑动的游车，游车右侧设有液控上卡瓦，塔架下部右侧上下间隔设有液控油管钳和液压下卡瓦；取放油管腔内设有呈左高右低状倾斜的抓管机，抓管机包括旋转架、第二升降油缸和液压机械手，旋转架右端与底座铰接在一起，对应旋转架右部下方位置的底座上铰接有第二升降油缸，第二升降油缸内设有能向上方伸出的第二活塞杆，第二活塞杆的上端与旋转架铰接在一起，旋转架右侧上下间隔设有两个液压机械手。

2.根据权利要求1所述的全液压斜直井修井机，其特征在于还包括支撑杆和调节支撑座，对应塔架左侧下方位置的底座上设有支撑杆，支撑杆上端与塔架左侧中部铰接在一起，对应支撑杆下端位置的底座上设有调节支撑座，调节支撑座上设有由左下方至右上方间隔分布的调节孔，支撑杆下端可拆卸的铰接在对应位置的调节孔内。

3.根据权利要求2所述的全液压斜直井修井机，其特征在于旋转架包括旋转臂、连杆、左摆臂、右摆臂和摆动油缸，旋转臂呈左高右低状倾斜，旋转臂右侧上下间隔设有左摆臂和右摆臂，左摆臂下端和右摆臂下端分别与旋转臂右侧对应位置铰接在一起，左摆臂上端和右摆臂上端均固定安装有液压机械手，左摆臂与右摆臂之间设有连杆，连杆左端与左摆臂上部铰接在一起，连杆右端与右摆臂上部铰接在一起，旋转臂、连杆、左摆臂下部和右摆臂下部围合呈平行四边形，对应左摆臂和右摆臂之间位置的旋转臂上设有摆动油缸，摆动油缸下端与旋转臂铰接在一起，摆动油缸内设有能向上伸出的第三活塞杆，第三活塞杆上端与左摆臂上部铰接在一起。

4.根据权利要求1或2或3所述的全液压斜直井修井机，其特征在于游车包括滑移架、上链轮、下链轮、传动链条和液压马达，塔架上部设有上链轮、对应液控油管钳上方位置的塔架下部设有下链轮，对应上链轮和下链轮之间位置的塔架中部设有滑移架，传动链条的一端与滑移架上端固定安装在一起，传动链条的另一端依次绕过上链轮和下链轮后与滑移架下端固定安装在一起；液压马达的输出轴与下链轮传动连接在一起。

5.根据权利要求1或2或3所述的全液压斜直井修井机，其特征在于还包括铰接柱，底座上侧右部设有竖直向上的铰接柱，塔架下端和旋转架右端均与铰接柱铰接在一起。

6.根据权利要求4所述的全液压斜直井修井机，其特征在于还包括铰接柱，底座上侧右部设有竖直向上的铰接柱，塔架下端和旋转架右端均与铰接柱铰接在一起。

7.一种使用如权利要求2至6中任意一项所述的全液压斜直井修井机的井内取套管方法，其特征在于包括步骤如下：

（1）将支撑杆下端与调节支撑座拆卸，通过第一升降油缸调整塔架合适的角度后，将支撑杆下端铰接在调节支撑座上合适位置的调节孔内；

（2）游车延塔架下行使液控上卡瓦位于待拆油管上端接箍外侧，在液控上卡瓦咬住待拆油管上端接箍后使游车延塔架上行，使待拆油管下方的油管上部位于液控下卡瓦内；

（3）在液控下卡瓦咬住待拆油管下方的油管上部后，液控上卡瓦松开待拆油管上端接箍且待拆油管不会从液控上卡瓦内向下滑脱；

（4）通过液控油管钳将待拆油管与待拆油管下方的油管间的油管扣卸开后，使液控上卡瓦再次咬住待拆油管上端接箍后，使游车延塔架上行一段距离，将待拆油管下端与待拆油管下方的油管上端分离；

（5）打开液压机械手，通过第二升降油缸调整抓管机的角度，使抓管机位于取放油管腔内且待拆油管位于液压机械手内；

（6）关闭液压机械手并使液控上卡瓦不再咬住待拆油管上端接箍，通过第二升降油缸使抓管机逆时针转动至水平位置，将液压机械手内的待拆油管取出；

（7）重复步骤（2）至（6），直至井内的待拆油管全部取出。

8.一种使用如权利要求2至6中任意一项所述的全液压斜直井修井机的井内下套管方法，其特征在于包括步骤如下：

（1）将支撑杆下端与调节支撑座拆卸，通过第一升降油缸调整塔架合适的角度后，将支撑杆下端铰接在调节支撑座上合适位置的调节孔内，通过第二升降油缸使抓管机逆时针转动至水平位置；

（2）打开液压机械手，将待下放油管放置在液压机械手内，关闭液压机械手；

（3）打开液控上卡瓦，通过第二升降油缸调整抓管机的角度，使抓管机位于取放油管腔内且待下放油管上端接箍位于液控上卡瓦内；

（4）液控上卡瓦咬住待下放油管上端接箍，通过第二升降油缸使抓管机逆时针转动至水平位置，使游车延塔架下行，直至待下放油管下端位于井内油管上端内侧；

（5）液控上卡瓦松开待下放油管上端接箍且待下放油管不会从液控上卡瓦内向下滑脱，通过液控油管钳将待下放油管与井内油管间的油管扣上紧；

（6）游车延塔架下行直至待下放油管上部位于液控下卡瓦内，使液控下卡瓦咬住待下放油管上部，由此完成待下放油管的下放；

（7）重复步骤（2）至（6），直至井外的待下放油管全部下放。

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