CN113719240A - 连续管作业用伸缩井架及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种连续管作业用伸缩井架及其使用方法，包括伸缩井架和注入头调节安装平台，注入头调节安装平台与伸缩井架滑动配合，伸缩井架设置在运输装置上，运输装置上设有举升推动装置，举升推动装置一端与运输装置铰接，举升推动装置用于驱动伸缩井架转动；伸缩井架包括井架下段和井架上段，井架下段和井架上段之间滑动配合，且井架上段通过伸缩驱动装置驱动移动。本发明将伸缩井架与运输设备集成于一体进行运输，降低整机运输成本；本连续管作业用伸缩井架作业时为直立状态，注入头前后调节距离不受作业高度影响，增强作业适应性。

Description

连续管作业用伸缩井架及其使用方法

技术领域

本发明属于油气田连续油管作业设备领域，特别涉及一种连续管作业用伸缩井架及其使用方法。

背景技术

目前连续油管设备进行作业均需要吊机长期配合进行悬吊注入头，吊机租赁或购置费用带动整个作业成本居高不下。吊机长时间起吊存在吊臂泄压、注入头横向摆动等现象，该现象造成的不稳定性给井口装置带来井控安全风险。目前解决该问题的方案有井口塔式支撑架和传统门形井架替代吊机进行高空支撑稳固注入头。井口塔式支撑架由多层支架组装而成，现场组装和拆卸的工作量和强度较大。支撑架需拆卸后单独运输，运输成本较高。另外，传统式门形井架因外形尺寸庞大多用于国外路况较好地区，传统式门形井架注入头前后调节依靠井架倾角进行补偿，不便于注入头低位远距离作业。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供的连续管作业用伸缩井架及其使用方法，将伸缩井架与运输设备集成于一体进行运输，降低整机运输成本；本连续管作业用伸缩井架作业时为直立状态，注入头前后调节距离不受作业高度影响，增强作业适应性。

为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：

一种连续管作业用伸缩井架，包括伸缩井架和注入头调节安装平台，注入头调节安装平台与伸缩井架滑动配合，伸缩井架设置在运输装置上，运输装置上设有举升推动装置，举升推动装置一端与运输装置铰接，举升推动装置用于驱动伸缩井架转动；伸缩井架包括井架下段和井架上段，井架下段和井架上段之间滑动配合，且井架上段通过伸缩驱动装置驱动移动。

优选的方案中，所述的伸缩驱动装置为伸缩油缸，伸缩油缸安装在井架下段内；井架下段底部与井架固定段转动连接，井架固定段设置在运输装置上。

优选的方案中，所述的举升推动装置为举升油缸，举升油缸的活动端与井架下段铰接，举升油缸另一端与运输装置铰接；举升油缸将井架下段举升至竖直状态时用固定销轴与井架固定段固定。

优选的方案中，所述的注入头调节安装平台包括双向轨道架，双向轨道架与伸缩井架滑动配合，双向轨道架用于沿伸缩井架竖向滑动；双向轨道架与滑移底座滑动配合，滑移底座用于沿双向轨道架横向滑动。

优选的方案中，所述的滑移底座由平移装置驱动移动，平移装置包括液压马达，液压马达通过链轮链条机构带动调节丝杠转动，调节丝杠与双向轨道架螺纹配合。

优选的方案中，所述的滑移底座与翻转底座转动连接，翻转底座由翻转起升油缸驱动进行角度调整，翻转起升油缸的活动端与翻转底座铰接，翻转起升油缸的另一端与滑移底座铰接；翻转底座与滑移支架滑动配合，滑移支架通过伸缩油缸驱动进行侧向移动。

优选的方案中，所述的滑移支架顶部设有注入头安装平台，且滑移支架和注入头安装平台之间通过回转支撑轴承连接；注入头安装平台通过限位销与滑移支架固定；翻转底座底部设有穿管绞车，穿管绞车通过滑轮用于将油管牵引至注入头。

优选的方案中，所述的注入头调节安装平台还包括液压绞车，液压绞车设置在运输装置上；液压绞车的钢丝绳依次穿过固定滑轮和游动滑轮后，再穿入死绳器；固定滑轮设置在井架上段顶部，游动滑轮设置在滑移底座上。

优选的方案中，所述的井架下段的顶部设有机械锁止装置，机械锁止装置用于锁紧井架上段的位置；机械锁止装置包括锁紧用油缸，锁紧用油缸与锁紧块铰接，锁紧块中部与井架下段转动连接，锁紧块的前端为限位挡块，限位挡块用于限制井架上段下落。

优选的方案中，所述的连续管作业用伸缩井架的使用方法，包括以下步骤：

S1：将连续管作业用伸缩井架运输至现场后，利用举升油缸将井架下段和井架上段整体举升至竖直状态，安装固定销轴将井架下段与井架固定段固定；

S2：利用伸缩油缸将井架上段举升至使用高度；

S3：利用伸缩油缸将井架上段继续向上推送一段距离后，开启机械锁止装置，再将井架上段下放，使井架上段与限位挡块接触；

S4：利用翻转起升油缸将翻转底座翻转至工作位置；

S5：利用液压绞车对注入头调节安装平台进行高度调节；

S6：利用平移装置对滑移底座进行水平位置的调节；

S7：利用限位销将注入头安装平台与滑移支架固定；

S8：利用伸缩油缸对滑移支架进行水平位置的微调。

本专利可达到以下有益效果：

1、井架与运输设备集成于一体进行运输，降低整机运输成本。

2、本连续管作业用伸缩井架作业时为直立状态，注入头前后调节距离不受作业高度影响，增强作业适应性。

3、本连续管作业用伸缩井架可替代吊机，降低连续管作业费用，有助于国内深层油气高效、低成本开发。

4、本连续管作业用伸缩井架可与连续管设备集成于一体，相对塔架提高了井场拆装效率，节约了塔架单独运输成本。

5、本连续管作业用伸缩井架的伸缩井架采用伸缩结构，在满足作业高度前提下缩短运输长度5.3m，增强了通过性。

6、本连续管作业用伸缩井架注入头调节平台采用双向轨道滑动结构，注入头前后调节幅度不受高度影响，井口适应能力强，更好的满足低位注入头作业。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明整体结构图（未展开状态）；

图2为本发明整体结构图（展开状态）;

图3为本发明机械锁止装置结构图图一；

图4为本发明机械锁止装置结构图图二；

图5为本发明钢丝绳连接图；

图6为本发明注入头调节安装平台主视图；

图7为本发明注入头调节安装平台俯视图；

图8为本发明注入头调节安装平台左视图图一；

图9为本发明注入头调节安装平台左视图图二；

图10为本发明注入头翻转效果图。

图中：液压绞车1、举升油缸2、井架固定段3、伸缩油缸4、井架下段5、井架上段6、顶部固定滑轮7、机械锁止装置8、滑轮9、游动滑轮10、回转支撑轴承11、注入头安装平台12、滑移支架13、翻转底座14、穿管绞车15、井架轨道16、调节丝杠17、液压马达18、链轮链条机构19、翻转起升油缸20、联系梁21、滑移底座22、伸缩油缸23、限位销24、固定销轴25；

a代表伸缩井架；b代表注入头调节安装平台。

具体实施方式

优选的方案如图1至图10所示，一种连续管作业用伸缩井架，包括伸缩井架和注入头调节安装平台，注入头调节安装平台与伸缩井架滑动配合，伸缩井架设置在运输装置上，运输装置上设有举升推动装置，举升推动装置一端与运输装置铰接，举升推动装置用于驱动伸缩井架转动；伸缩井架包括井架下段5和井架上段6，井架下段5和井架上段6之间滑动配合，且井架上段6通过伸缩驱动装置驱动移动。

进一步地，伸缩驱动装置为伸缩油缸4，伸缩油缸4安装在井架下段5内；井架下段5底部与井架固定段3转动连接，井架固定段3设置在运输装置上。伸缩井架由下而上包括井架固定段3、伸缩油缸4和井架下段5。伸缩井架满足注入头最大作业高度18m，注入头调节安装平台满足注入头对接井口时调节要求(纵向2～4m，横向±0.15m，倾角补偿±10°)。伸缩井架运输状态长度16.7m，较同规格井架运输长度缩短5.3m，运输高度4.45m，满足国内油气田道路运输要求。运输装置可采用运输平板车。

进一步地，举升推动装置为举升油缸2，举升油缸2的活动端与井架下段5铰接，举升油缸2另一端与运输装置铰接；举升油缸2将井架下段5举升至竖直状态时用固定销轴25与井架固定段3固定。如图2所示，缩井架通过举升油缸2举升到竖直状态并插上固定销轴25，井架上段6通过伸缩油缸4在井架下段5内伸到最高的状态井架伸缩行程7m,承载18t。

进一步地，注入头调节安装平台包括双向轨道架16，双向轨道架16与伸缩井架滑动配合，双向轨道架16用于沿伸缩井架竖向滑动；双向轨道架16与滑移底座22滑动配合，滑移底座22用于沿双向轨道架16横向滑动。

进一步地，滑移底座22由平移装置驱动移动，平移装置包括液压马达18，液压马达18通过链轮链条机构19带动调节丝杠17转动，调节丝杠17与双向轨道架16螺纹配合。如图6-7所示，平移装置带动滑移底座22前后移动，移动距离不受高度影响。

进一步地，滑移底座22与翻转底座14转动连接，翻转底座14由翻转起升油缸20驱动进行角度调整，翻转起升油缸20的活动端与翻转底座14铰接，翻转起升油缸20的另一端与滑移底座22铰接；翻转底座14与滑移支架13滑动配合，滑移支架13通过伸缩油缸23驱动进行侧向移动。如图9所示，滑移支架13通过伸缩油缸23可实现左右滑动调节。

进一步地，滑移支架13顶部设有注入头安装平台12，且滑移支架13和注入头安装平台12之间通过回转支撑轴承11连接；注入头安装平台12通过限位销24与滑移支架13固定；翻转底座14底部设有穿管绞车15，穿管绞车15通过滑轮用于将油管牵引至注入头。如图6所示，穿管绞车15可通过滑轮导入到注入头内，将滚筒内的油管牵引至注入头，方便穿管。如图8-9所示，注入头安装平台12可进行水平角度旋转，旋转的合适的角度之后可通过限位销24固定。注入头在调节平台上无需拆下，通过翻转起升油缸20将注入头倒下之后可直接运输，减少了拆装劳动强度。如图6、图7所示，翻转底座14可通过翻转起升油缸20实现角度调整。

进一步地，注入头调节安装平台还包括液压绞车1，液压绞车1设置在运输装置上；液压绞车1的钢丝绳依次穿过固定滑轮7和游动滑轮10后，再穿入死绳器；固定滑轮7设置在井架上段6顶部，游动滑轮10设置在滑移底座22上。如图5-6所示，两台液压绞车1的钢丝绳穿过顶部固定滑轮7之后再穿进注入头调节安装平台上的游动滑轮10，最后穿入死绳器，实现提升下放功能。且提升下放设有稳定、降阻的三组滑轮9，实现注入头调节安装平台的平稳提升和下放。

进一步地，井架下段5的顶部设有机械锁止装置8，机械锁止装置8用于锁紧井架上段6的位置；机械锁止装置8包括锁紧用油缸81，锁紧用油缸81与锁紧块82铰接，锁紧块82中部与井架下段5转动连接，锁紧块82的前端为限位挡块83，限位挡块83用于限制井架上段6下落。机械锁止装置8还包括位置传感器，位置传感器用于检测限位挡块83的位置信息。井架上段6到达预定最高位置时，锁紧用油缸81将限位挡块83推到锁止位置，位置传感器会发出锁止到位的提示信号，井架上段6可下放牢固固定。

优选地，所述的连续管作业用伸缩井架的使用方法，包括以下步骤：

S1：将连续管作业用伸缩井架运输至现场后，利用举升油缸2将井架下段5和井架上段6整体举升至竖直状态，安装固定销轴25将井架下段5与井架固定段3固定；

S2：利用伸缩油缸4将井架上段6举升至使用高度；

S3：利用伸缩油缸4将井架上段6继续向上推送一段距离后，开启机械锁止装置8，再将井架上段6下放，使井架上段6与限位挡块83接触；

S4：利用翻转起升油缸20将翻转底座14翻转至工作位置；

S5：利用液压绞车1对注入头调节安装平台进行高度调节；

S6：利用平移装置对滑移底座22进行水平位置的调节；

S7：利用限位销24将注入头安装平台12与滑移支架13固定；

S8：利用伸缩油缸23对滑移支架13进行水平位置的微调。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连续管作业用伸缩井架，包括伸缩井架和注入头调节安装平台，其特征在于：注入头调节安装平台与伸缩井架滑动配合，伸缩井架设置在运输装置上，运输装置上设有举升推动装置，举升推动装置一端与运输装置铰接，举升推动装置用于驱动伸缩井架转动；伸缩井架包括井架下段（5）和井架上段（6），井架下段（5）和井架上段（6）之间滑动配合，且井架上段（6）通过伸缩驱动装置驱动移动。

2.根据权利要求1所述的连续管作业用伸缩井架，其特征在于：伸缩驱动装置为伸缩油缸（4），伸缩油缸（4）安装在井架下段（5）内；井架下段（5）底部与井架固定段（3）转动连接，井架固定段（3）设置在运输装置上。

3.根据权利要求2所述的连续管作业用伸缩井架，其特征在于：举升推动装置为举升油缸（2），举升油缸（2）的活动端与井架下段（5）铰接，举升油缸（2）另一端与运输装置铰接；举升油缸（2）将井架下段（5）举升至竖直状态时用固定销轴（25）与井架固定段（3）固定。

4.根据权利要求1所述的连续管作业用伸缩井架，其特征在于：注入头调节安装平台包括双向轨道架（16），双向轨道架（16）与伸缩井架滑动配合，双向轨道架（16）用于沿伸缩井架竖向滑动；双向轨道架（16）与滑移底座（22）滑动配合，滑移底座（22）用于沿双向轨道架（16）横向滑动。

5.根据权利要求4所述的连续管作业用伸缩井架，其特征在于：滑移底座（22）由平移装置驱动移动，平移装置包括液压马达（18），液压马达（18）通过链轮链条机构（19）带动调节丝杠（17）转动，调节丝杠（17）与双向轨道架（16）螺纹配合。

6.根据权利要求4所述的连续管作业用伸缩井架，其特征在于：滑移底座（22）与翻转底座（14）转动连接，翻转底座（14）由翻转起升油缸（20）驱动进行角度调整，翻转起升油缸（20）的活动端与翻转底座（14）铰接，翻转起升油缸（20）的另一端与滑移底座（22）铰接；翻转底座（14）与滑移支架（13）滑动配合，滑移支架（13）通过伸缩油缸（23）驱动进行侧向移动。

7.根据权利要求6所述的连续管作业用伸缩井架，其特征在于：滑移支架（13）顶部设有注入头安装平台（12），且滑移支架（13）和注入头安装平台（12）之间通过回转支撑轴承（11）连接；注入头安装平台（12）通过限位销（24）与滑移支架（13）固定；翻转底座（14）底部设有穿管绞车（15），穿管绞车（15）通过滑轮用于将油管牵引至注入头。

8.根据权利要求4所述的连续管作业用伸缩井架，其特征在于：注入头调节安装平台还包括液压绞车（1），液压绞车（1）设置在运输装置上；液压绞车（1）的钢丝绳依次穿过固定滑轮（7）和游动滑轮（10）后，再穿入死绳器；固定滑轮（7）设置在井架上段（6）顶部，游动滑轮（10）设置在滑移底座（22）上。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的连续管作业用伸缩井架，其特征在于：井架下段（5）的顶部设有机械锁止装置（8），机械锁止装置（8）用于锁紧井架上段（6）的位置；机械锁止装置（8）包括锁紧用油缸（81），锁紧用油缸（81）与锁紧块（82）铰接，锁紧块（82）中部与井架下段（5）转动连接，锁紧块（82）的前端为限位挡块（83），限位挡块（83）用于限制井架上段（6）下落。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的连续管作业用伸缩井架的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：将连续管作业用伸缩井架及其使用方法运输至现场后，利用举升油缸（2）将井架下段（5）和井架上段（6）整体举升至竖直状态，安装固定销轴（25）将井架下段（5）与井架固定段（3）固定；

S2：利用伸缩油缸（4）将井架上段（6）举升至使用高度；

S3：利用伸缩油缸（4）将井架上段（6）继续向上推送一段距离后，开启机械锁止装置（8），再将井架上段（6）下放，使井架上段（6）与限位挡块（83）接触；

S4：利用翻转起升油缸（20）将翻转底座（14）翻转至工作位置；

S5：利用液压绞车（1）对注入头调节安装平台进行高度调节；

S6：利用平移装置对滑移底座（22）进行水平位置的调节；

S7：利用限位销（24）将注入头安装平台（12）与滑移支架（13）固定；

S8：利用伸缩油缸（23）对滑移支架（13）进行水平位置的微调。

Images