CN113445939B - 适用于多规格抽油杆的井口定位装置及包括其的修井机 - Google Patents

Abstract

提供一种适用于多规格抽油杆的井口定位装置及包括其的修井机。其中该井口定位装置包括至少两个定位块(1)和至少两个驱动装置(3)，其中每个定位块包括朝向井口开放的第一侧开口(11)以及与第一侧开口连通的第一贯通孔(12)，其中各定位块的第一贯通孔的孔径不同，以定位不同尺寸的抽油杆，并且每个驱动装置(3)分别驱动一个定位块(1)靠近和远离井口。本发明的井口定位装置能够适用于多规格的抽油杆，并且能够自动地完成抽油杆的定位，而且还能发出抽油杆到位信号到修井机的其它装置，以便于其它装置进行后续操作，对于推进修井机的自动化具有重要意义。

Description

适用于多规格抽油杆的井口定位装置及包括其的修井机

技术领域

本发明涉及修井机的技术领域，尤其涉及一种适用于多规格抽油杆的井口定位装置及包括其的修井机。

背景技术

由于在油井中通常会使用到多规格的抽油杆，因此修井时需要处理不同尺寸、不同规格的抽油杆，很难用同一套装置适应多规格抽油杆。井口定位装置是修井时抽油杆起下作业中一个重要的组成部分，布置于井口作业平台上，作业时由其他起吊机构将抽油杆坐回至定位装置上，以承托井下抽油杆的重量。如何使得井口定位装置能够适用于不同的抽油杆规格，避免随着不同尺寸的抽油杆而更换定位装置，是需要解决的问题。

进一步地，由于抽油杆本身结构的复杂性和规格的多样化，至今仍无抽油杆自动化起下设备投入市场。因此在现有修井机中，对于抽油杆起下作业仍然采用人工作业，修井工人依旧无法摆脱这种危、累、脏的作业内容。例如，在人工作业时，采用双吊卡倒换作业的方式进行起下抽油杆。为适应不同尺寸的抽油杆，人工起下作业需要配置不同的吊卡来进行修井作业，因此需要一次携带多种规格的抽油杆吊卡。并且在该作业过程中，需根据抽油杆规格人工更换不同尺寸抽油杆吊卡，人工操作强度大，作业效率低，同时现场作业环境具有一定风险，影响油田作业的安全性。因此，实现抽油杆起下设备乃至整个修井机的自动化，也是亟待解决的问题。

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面以及/或者其它技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井口定位装置，其能适用于多规格抽油杆，而无需更换定位装置。而且，该井口定位装置能够协助修井机中的其它装置完成抽油杆的自动化作业，推动实现整个抽油杆起下设备乃至整个修井机的自动化。本发明的上述目的通过如下所描述的实施例及其优选实施例来实现。

本发明提供一种适用于多规格抽油杆的井口定位装置，其包括至少两个定位块和至少两个驱动装置，其中每个定位块包括朝向所述井口开放的第一侧开口以及与所述第一侧开口连通的第一贯通孔，其中各定位块的所述第一贯通孔的孔径不同，以定位不同尺寸的抽油杆。

根据本发明的一种示例性的实施例，井口定位装置还包括至少两个定位块座以及至少两个到位检测装置，其中每个所述定位块浮动地支撑在相应的定位块座上；每个到位检测装置分别包括检测元件和设置在对应的所述定位块上的被检测件，以在抽油杆抵靠该定位块向下运动到预定位置时发出到位信号。

根据本发明的一种示例性的实施例，所述定位块座上形成有凹部，所述凹部的内侧壁和所述定位块的外侧壁滑动地接触，以允许所述定位块相对于所述定位块座的滑动。

根据本发明的一种示例性的实施例，所述定位块座上形成有第二侧开口以及与所述第二侧开口连通的第二贯通孔，所述定位块座上还形成有用于至少部分地容纳所述定位块的凹部，所述第二贯通孔的外侧壁、所述凹部的内侧壁和所述凹部的底部共同限定所述凹部；并且所述第一贯通孔包括具有第一孔径的上部孔和具有第二孔径的下部孔，其中所述第二孔径大于所述第一孔径以形成台阶，并且所述第二贯通孔的孔径与所述第一孔径相同，以适配于抽油杆的孔径；所述定位块的下部孔的内侧壁与第二贯通孔的外侧壁滑动地接触，并且所述定位块的外侧壁与凹部的内侧壁滑动地接触，以允许所述定位块相对于所述定位块座的滑动。

根据本发明的一种示例性的实施例，所述定位装置还包括导杆和弹簧，其中在所述定位块座上还形成有从所述凹部的底部延伸的台阶孔，并且，所述导杆的一端连接到所在所述定位块的下端，另一端可滑动地设置在所述台阶孔中，并且所述弹簧设置在所述台阶孔形成的台阶和所述导杆之间。

根据本发明的一种示例性的实施例，所述定位装置还包括导杆和弹簧，其中在所述定位块中还形成有从所述定位块的底部延伸的台阶孔，并且，所述导杆的一端连接到所述定位块座，另一端可滑动地设置在所述台阶孔中，并且所述弹簧设置在所述台阶孔形成的台阶和所述导杆之间。

根据本发明的一种示例性的实施例，所述被检测件为形成在所述定位块上的突出件，在所述定位块座上形成有沟槽以供所述突出件穿过所述沟槽滑动，其中所述突出件的端部突出于所述沟槽，并且所述检测元件连接在所述定位块座上，其中在所述定位块相对于所述定位块座向下移动的过程中，在所述检测元件检测到所述突出件的情况下，所述检测元件发出抽油杆到位信号。

根据本发明的一种示例性的实施例，所述定位块及相应的驱动装置、定位块座和到位检测装置均设置有两个，所述定位装置还包括两导轨；其中每个定位块座分别与所述两导轨相联接以沿着所述两导轨滑动。

根据本发明的一种示例性的实施例，每个所述驱动装置还包括动力装置和连接装置，所述动力装置在一导轨的与所述定位块座相反的一侧与该导轨并列地设置，其中所述动力装置通过连接装置连接相应的定位块座。

根据本发明的一种示例性的实施例，其中所述导轨上设置有沟槽，所述沟槽的长度与相应定位块的运动行程相对应，并且所述连接装置包括导向板和连接板，所述导向板与所述动力装置连接，并在所述动力装置的带动下沿着所述沟槽滑动；连接板连接所述导向板与相应的定位块座，其中所述连接板和所述动力装置均设置在所述导向板的靠近井口的一侧。

根据本发明的一种示例性的实施例，所述定位装置还包括位置传感器，用于检测所述动力装置是否运动到预定位置。

本发明还提供一种修井机，其包括上述各技术方案中的井口定位装置。

在上述各示例性的技术方案的抽油杆自动提升装置和修井机中，由于设置了不同规格的定位块，因此能适配于不同的尺寸规格的抽油杆，提高了定位装置的通用性并且在抽油杆的规格变化时无需更换定位装置，并通过驱动装置驱动相应的合适的定位块以接纳相应的抽油杆，实现抽油杆的自动的定位，进而推进整个修井设备的自动化的实现。进一步地，通过将定位块浮动地支撑在定位块座上，并且设置到位检测装置，确保抽油杆回坐到位，从而可靠地实现抽油杆位置的定位，并且到位检测装置可发出抽油杆到位信号到修井机的其它装置，以便于其它装置的进行后续操作，例如对连接抽油杆的接箍进行检测和操作，由此有利于抽油杆作业系统的自动化操作的进行。

附图说明

参考下列的详细说明和附图，本发明的实施例的特点和优势将变得显而易见，其中：

图1示出了根据本发明的一个示例性的实施例的适用于多规格抽油杆的井口定位装置的立体示意图；以及

图2示出了图1所示的井口定位装置沿线L-L的剖视示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，为简化附图，公知的结构和装置未以图示的方式体现。

图1示出了根据本发明的一种示例性实施例的适用于多规格抽油杆的井口定位装置。该定位装置设置在井口平台上。其中在抽油杆的起下作业中，由起吊装置夹持抽油杆并将抽油杆回坐到该定位装置的定位块上。抽油杆上包括凸缘，例如通过该凸缘的下侧抵靠在定位块的上表面上而定位该抽油杆。

在本发明的一种示例性实施例中，参照图1，该井口定位装置包括至少两个定位块1和至少两个驱动装置3，其中每个定位块包括朝向井口开放的第一侧开口11以及与第一侧开口连通的第一贯通孔12，其中各定位块1的第一贯通孔12的孔径不同，以定位不同尺寸的抽油杆，并且每个驱动装置3分别驱动一个定位块1靠近和远离井口。

在上述实施例中，由于各定位块1的内孔径不同，因此能适配于不同的尺寸规格的抽油杆。而且，由于抽油杆上设置有凸缘，在抽油杆定位在定位块上时，凸缘的下侧抵靠在定位块1的上表面上，因此同一定位块1虽然内孔径不变，但也能接纳直径小于该内孔径的不同尺寸的抽油杆，只要能够卡住抽油杆的凸缘对抽油杆定位即可。因此采用这种井口定位装置，能够适用于多规格的不同尺寸的抽油杆，提高了定位装置的通用性并且在抽油杆的规格变化时无需更换定位装置，并通过驱动装置3驱动相应的合适的定位块1以接纳相应的抽油杆，实现抽油杆的自动的定位，进而推进整个修井设备的自动化的实现。

作为一个示例性的实施例，在下文中，以两个定位块及其相应的两个驱动装置为例描述了井口定位装置，两个定位块分别置于井口的两侧。然而本领域技术人员可以理解，也可采用其它数量的定位块，例如三个、四个、五个、六个、七个、八个等。定位块被驱动装置驱动远离或是靠近井口以夹持抽油杆。对于不同数量的定位块的布置方位可做出调整。

作为示例，井口定位装置还包括两定位块座8和相应的两个到位检测装置9，其中每个定位块1浮动地支撑在定位块座8上，并且每个到位检测装置9分别包括检测元件和设置在定位块上的被检测件，以在抽油杆抵靠该定位块1向下运动到预定位置时发出到位信号。在该示例中，在起吊装置携带抽油杆回坐到定位块1上的过程中，通过该示例中的到位检测装置来确保抽油杆回坐到位，从而可靠地实现抽油杆位置的定位。到位检测装置可发出抽油杆到位信号到修井机的其它装置，以便于进行后续操作，例如对连接抽油杆的接箍进行检测和操作，由此有利于抽油杆作业系统的自动化操作的进行。

作为示例，在定位块座8上形成有第二侧开口81以及与第二侧开口连通的第二贯通孔82，定位块座8上还形成有用于至少部分地容纳定位块1的凹部83，第二贯通孔82的外侧壁、凹部83的内侧壁和凹部83的底部共同限定凹部83；并且第一贯通孔12包括具有第一孔径的上部孔121和具有第二孔径的下部孔122，其中第二孔径大于第一孔径以形成台阶，并且第二贯通孔82的孔径与第一孔径相同，以适配于抽油杆的孔径；其中定位块1的下部孔122的内侧壁与第二贯通孔82的外侧壁滑动地接触，并且定位块1的外侧壁与凹部83的内侧壁滑动地接触，以允许定位块1相对于定位块座8的滑动。

在上述结构中，通过在定位块座8中形成凹部83并且在第一贯通孔12中形成台阶孔，确保抽油杆被收纳在定位块1和定位块座8的孔中、实现对于抽油杆的定位的同时，也确保定位块1在相对于定位块座8运动时的稳定性。

如图2所示，定位装置还可包括导杆5和弹簧6，其中在定位块座8上还形成有从凹部83的底部延伸的台阶孔831，并且，导杆5的一端连接到所在定位块1的下端，另一端可滑动地设置在台阶孔831中，并且弹簧6设置在台阶孔831形成的台阶和导杆5之间。

在该示例中，在抽油杆回坐至定位块1上时，弹簧6被压缩，直到定位块1坐于定位块座8上，即定位块1的下端抵靠定位块座8的凹部的底部。此时到位检测装置检测到被检测件92并发出到位信号。而在将抽油杆从定位装置移出之后，定位块1在弹簧6的作用下弹起回复到其待使用位置。

与上述示例相反，上述导杆和弹簧也可采用如下的设置位置，台阶孔和弹簧设置在定位块中，而导杆连接到定位块座。具体地，其中在定位块1中形成有从定位块的底部延伸的台阶孔，并且导杆的一端连接到定位块座，另一端设置在台阶孔中，并且弹簧设置在台阶孔形成的台阶和导杆之间。本领域技术人员可以理解，也可以采用其它的能够实现定位块1浮动地支撑在定位块座8上的方式，例如采用油缸、气缸来代替弹簧。

如图1所示，作为一个示例性的实施例，被检测件92为设置在定位块上的突出件，例如为杆，在定位块座8上形成有沟槽84以供突出件在沟槽84中滑动，其中突出件的端部突出于沟槽84，并且检测元件91连接在定位块座8上，其中在定位块1带动被检测件92相对于定位块座8向下移动的过程中，在检测元件91检测到被检测件92的情况下，检测元件91发出抽油杆到位信号。示例性地，如图1所示，传感器形式的检测元件91位于连接板342上，经由连接板342固定连接到定位块座8上。

如图1所示，示例性地，所述定位装置还包括两导轨4，其中每个定位块座8设置在两导轨4之间，分别在其两端与所述两导轨4相联接以沿着所述两导轨4滑动。如图2所示，定位块座8的侧端部嵌入在导轨的凹槽中，以实现该联接。

如图1所示，每个所述驱动装置3还包括动力装置32和连接装置，所述动力装置32在一导轨4的与所述定位块座8相反的一侧与该导轨并列地设置，其中所述动力装置32通过连接装置连接相应的定位块座8。通过该结构，动力装置分布在导轨两侧，动力装置(例如油缸、气缸、或是电机驱动装置)与导轨并列地设置，相对于动力装置32的纵向延续所述导轨的纵向的布置方式而言，减小了整个装置的长度，使得整个定位装置结构更加紧凑。

如图1所示，导轨4上设置有沟槽41，所述沟槽41的长度与相应定位块的运动行程相对应，并且所述连接装置包括导向板33和连接板34，所述导向板33与所述动力装置32连接，并在所述动力装置32的带动下沿着所述沟槽41滑动；连接板34连接所述导向板33与相应的定位块座8，其中所述连接板34和所述动力装置32均设置在所述导向板33的靠近井口的一侧。采用该方式减小了整个装置的长度，使得整个定位装置结构更加紧凑。

如图1所示，该连接板34也可包括两分体的连接板341和342，两连接板之间例如通过销轴活动联接，采用这种方式便于各部件例如导向板33、连接板341与连接板342以及定位块座的拆卸和维护。

如图1、2所示，定位装置可包括基板2，其中所述导轨4及设置于其上的定位块座、定位块由此设置在该基板上。

示例性地，定位装置还可包括位置传感器，用于检测所述动力装置是否运动到预定位置，即定位块1是否运动到预定的位置。如图1所示，传感器例如可设置在基板1上的槽71中。

本发明的井口定位装置能够适用于多规格的抽油杆，并且能够自动地完成抽油杆的定位，而且还能发出抽油杆到位信号到修井机的其它装置，以便于其它装置进行后续操作，对于推进抽油杆起下设备乃至整个修井机的自动化具有重要意义。

本发明还提供一种修井机，其包括上述各方案中所描述的井口定位装置。该修井机由此具有了上述各示例中所描述的井口定位装置的优点，并且自动化程度高。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本发明总体构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (11)

1.一种适用于多规格抽油杆的井口定位装置，其特征在于，包括：

至少两个定位块(1)，其中每个定位块(1)包括朝向所述井口开放的第一侧开口(11)以及与所述第一侧开口(11)连通的第一贯通孔(12)，其中抽油杆经由所述第一侧开口(11)进入到所述第一贯通孔(12)中，并且其中各定位块(1)的所述第一贯通孔(12)的孔径不同，以定位不同尺寸的抽油杆；以及

至少两个驱动装置(3)，每个驱动装置(3)分别驱动一个定位块(1)靠近和远离所述井口；其中所述井口定位装置还包括：

至少两个定位块座(8)，其中每个所述定位块(1)浮动地支撑在相应的定位块座(8)上；以及

至少两个到位检测装置(9)，每个到位检测装置(9)分别包括检测元件(91)和设置在对应的所述定位块上的被检测件(92)，以在抽油杆抵靠该定位块向下运动到预定位置时发出到位信号。

2.根据权利要求1所述的井口定位装置，其特征在于，所述定位块座(8)上形成有凹部(83)，所述凹部的内侧壁和所述定位块的外侧壁滑动地接触，以允许所述定位块(1)相对于所述定位块座(8)的滑动。

3.根据权利要求1所述的井口定位装置，其特征在于，所述定位块座(8)上形成有第二侧开口(81)以及与所述第二侧开口连通的第二贯通孔(82)，其中抽油杆经由所述第二侧开口(81)进入到所述第二贯通孔(82)中，所述定位块座(8)上还形成有用于至少部分地容纳所述定位块(1)的凹部(83)，所述第二贯通孔(82)的外侧壁、所述凹部(83)的内侧壁和所述凹部(83)的底部共同限定所述凹部(83)；并且

所述第一贯通孔(12)包括具有第一孔径的上部孔(121)和具有第二孔径的下部孔(122)，其中所述第二孔径大于所述第一孔径以形成台阶，并且所述第二贯通孔(82)的孔径与所述第一孔径相同，以适配于抽油杆的孔径；

所述定位块的下部孔的内侧壁与第二贯通孔(82)的外侧壁滑动地接触，并且所述定位块的外侧壁与凹部(83)的内侧壁滑动地接触，以允许所述定位块(1)相对于所述定位块座(8)的滑动。

4.根据权利要求2或3所述的井口定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括导杆(5)和弹簧(6)，其中在所述定位块座(8)上还形成有从所述凹部(83)的底部延伸的台阶孔(831)，并且，所述导杆的一端连接到所在所述定位块(1)的下端，另一端可滑动地设置在所述台阶孔(831)中，并且所述弹簧(6)设置在所述台阶孔(831)形成的台阶和所述导杆(5)之间。

5.根据权利要求2或3所述的井口定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括导杆和弹簧，其中在所述定位块中还形成有从所述定位块的底部延伸的台阶孔，并且，所述导杆的一端连接到所述定位块座，另一端可滑动地设置在所述台阶孔中，并且所述弹簧设置在所述台阶孔形成的台阶和所述导杆之间。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的井口定位装置，其特征在于，所述被检测件为形成在所述定位块(1)上的突出件，在所述定位块座(8)上形成有沟槽(84)以供所述突出件穿过所述沟槽(84)滑动，其中所述突出件的端部突出于所述沟槽(84)，并且

所述检测元件(91)连接在所述定位块座(8)上，其中在所述定位块(1)相对于所述定位块座(8)向下移动的过程中，在所述检测元件(91)检测到所述突出件的情况下，所述检测元件(91)发出抽油杆到位信号。

7.根据权利要求1所述的井口定位装置，其特征在于，所述定位块(1)及相应的驱动装置(3)、定位块座(8)和到位检测装置(9)均设置有两个，所述定位装置还包括两导轨(4)；其中每个定位块座(8)分别与所述两导轨(4)相联接以沿着所述两导轨(4)滑动。

8.根据权利要求7所述的井口定位装置，其特征在于，

每个所述驱动装置(3)还包括动力装置(32)和连接装置，所述动力装置(32)在一导轨的与所述定位块座(8)相反的一侧与该导轨并列地设置，其中所述动力装置(32)通过连接装置连接相应的定位块座(8)。

9.根据权利要求8所述的井口定位装置，其特征在于，其中所述导轨上设置有沟槽(41)，所述沟槽(41)的长度与相应定位块的运动行程相对应，并且所述连接装置包括：

导向板(33)，所述导向板(33)与所述动力装置(32)连接，并在所述动力装置(32)的带动下沿着所述沟槽(41)滑动；以及

连接板(34)，连接所述导向板(33)与相应的定位块座(8)，其中所述连接板(34)和所述动力装置(32)均设置在所述导向板(33)的靠近井口的一侧。

10.根据权利要求8所述的井口定位装置，其特征在于，

所述定位装置还包括位置传感器，用于检测所述动力装置是否运动到预定位置。

11.一种修井机，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的井口定位装置。