CN116427867A - 一种井口重置装置及井口重置系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井口重置装置，包括底盘车、伸缩轨道和六自由度平台；所述底盘车上设置轨道支架，所述轨道支架上设置所述伸缩轨道，伸缩轨道驱动系统驱动所述伸缩轨道在所述轨道支架上水平移动；所述伸缩轨道内设置链条及链条驱动系统，所述链条驱动系统驱动所述链条沿所述伸缩轨道移动方向转动；所述六自由度平台与所述链条连接，所述六自由度平台的顶部设置夹持装置。采用本发明的一种井口重置装置及井口重置系统，能够提高装置可靠性，确保安全可靠的安装新的防喷器。

Description

一种井口重置装置及井口重置系统

技术领域

本发明涉及一种井口重置装置及井口重置系统，属于带压重置安装设备技术领域。

背景技术

在油气田开发过程中，防喷器失效，井喷失控。井口周围充斥着大量可燃气体或火焰，人员无法靠近。通常做法是，带火或不带火将旧防喷器拆除后，安装新的防喷器。通常情井口切割后都会安装引火筒，将火焰引入高空后，人员再靠近清理切割后的井口，根据井口法兰损坏程度选择全部更换或采用原井口法兰。

井口法兰修复或更换后，人员撤离。将新防喷器吊装到位，与法兰对中后，施加下压力，法兰面贴合密封后，连接螺栓。通过新防喷器引流，逐步关闭防喷器，实现井口灭火，控制井喷。实现关井作业。

目前，针对新防喷器安装，通常采用长臂吊车吊装防喷器进行安装，或采用CN206429214U结构结合CN213116221U进行引导安装。首先，以上两种方式都是利用悬臂结构，稳定性差，载重能力小，对中能力差，安装时间长。其次，动力源随工作机一起靠近井口,动力易失效。且容易引燃未燃烧的井喷，出现闪燃现象，威胁较大范围内的人员和财产安全。

综上可见，目前井口重置装置应用局限，携带防喷器组能力有限，井口重置成功概率低，耗费时间较长，危险性高。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种井口重置装置及井口重置系统；其能够提高装置可靠性，确保安全可靠的安装新的防喷器。

本发明采用的技术方案如下：

一种井口重置装置，包括底盘车、伸缩轨道和六自由度平台；

所述底盘车上设置轨道支架，所述轨道支架上设置所述伸缩轨道，伸缩轨道驱动系统驱动所述伸缩轨道在所述轨道支架上水平移动；

所述伸缩轨道内设置链条及链条驱动系统，所述链条驱动系统驱动所述链条沿所述伸缩轨道移动方向转动；

所述六自由度平台与所述链条连接，所述六自由度平台的顶部设置夹持装置。

在本发明中，底盘车采用现有技术中的底盘车，六自由度平台具有六个运动油缸，通过六个运动油缸带动顶部的夹持装置在空间六个自由度运动；在需要安装新的防喷器时，通过夹持装置夹持新防喷器，这样六自由度平台就能带动新防喷器在空间六个自由度运动；控制底盘车向井口出发，在底盘车到达距离井口一定距离位置时停止移动，控制伸缩轨道驱动系统驱动伸缩轨道向井口移动，到达位置后再控制链条驱动系统驱动链条转动从而带动六自由度平台移动，使六自由度平台带动防喷器到达井口上方，通过六自由度平台下放防喷器，使防喷器与井口法兰完成对接，此时控制六自由度平台施加下压力，防喷器钢圈入槽后，下部无火焰喷出，温度相对较低，人员可以靠近拧紧螺栓，设备脱开，撤离，实现防喷器安装。

作为优选，所述轨道支架的两侧设置防护箱，所述伸缩轨道驱动系统设置于所述防护箱内，所述轨道支架上设置第一滚轴，所述防护箱上设置第二滚轴，所述第二滚轴位于所述伸缩轨道上方。

在上述方案中，设置第一滚轴能够使伸缩轨道在轨道支架上移动更容易，第一滚轴、第二滚轴的凸缘限制伸缩轨道移动方向。同时防护箱设置于伸缩轨道两侧保护伸缩轨道驱动系统，通过设置朝向伸缩轨道上方的第二滚轴，能够在上方限制伸缩轨道使伸缩轨道更稳定。

作为优选，所述伸缩轨道的两外侧设置齿条，所述伸缩轨道驱动系统连接齿轮，所述齿条与所述齿轮匹配。

在上述方案中，通过伸缩轨道驱动系统驱动齿轮转动，齿轮转动的同时就会带动与齿条固定连接的伸缩轨道移动，通过控制齿轮转动方向即可控制伸缩轨道的移动方向。

作为优选，所述伸缩轨道的端部设置支腿及控制所述支腿伸缩的支腿油缸。

在上述方案中，设置支腿进行支撑能够增加六自由度平台工作时的稳定性，同时通过支腿油缸控制支腿伸缩，以适应高低不平的地面，增加装置稳定性。

作为优选，所述链条的数量至少为两条，所述链条平行设置于伸缩轨道内。

作为优选，所述六自由度平台包括轨道车、运动油缸和夹持装置，所述运动油缸为六个，所述运动油缸的两端分别与所述轨道车、夹持装置铰接。

作为优选，所述轨道车的底部设置连接架，所述连接架上设置具有销孔的连接件；所述链条上设置具有销孔的对接件；所述连接件与所述对接件通过销轴连接。

在上述方案中，连接架的位置与链条的位置匹对，连接件与对接件通过销轴连接，从而将六自由度平台与链条连接起来。

作为优选，所述轨道车的底部设置第三滚轴，所述伸缩轨道的两内侧设置沿移动方向延伸的滑槽，所述第三滚轴可放入所述滑槽中。

在上述方案中，通过将第三滚轴放入滑槽与其配合，方便轨道车在链条带动下移动。

作为优选，所述夹持装置具有倒锥形的内孔。

在上述方案中，通过倒锥形的内孔方便夹持引火筒。

作为优选，所述夹持装置包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部和第二夹持部形成倒锥形的内孔并通过锁止扣连接，所述第一夹持部和第二夹持部分别与三个所述运动油缸连接。

作为优选，所述锁止扣为弹簧式锁销，方便通过拉动锁销解开第一夹持部和第二夹持部。

在上述方案中，通过第一夹持部和第二夹持部配合，能够方便夹持，并在安装好新的防喷器之后，松开引火筒撤离。

作为优选，还包括冷却系统和动力源，所述冷却系统通过管线系统连接各部件，所述动力源通过管线系统连接伸缩轨道驱动系统、链条驱动系统和六自由度平台。

在上述方案中，动力源为液压动力源通过管线系统中的液压动力管线与重置装置中的需要液压动力的部件连通为其提供动力；冷却系统通过管线系统中的冷却水管线与重置装置中的冷却点连通，冷却点可以根据装置需要选择在合适的位置设置冷却点，使重置装置不需要外部消防水炮的保护。

作为优选，所述伸缩轨道驱动系统和所述链条驱动系统为液压马达。

作为优选，所述井口重置装置的表面设置隔热涂层和防护铠甲。

在上述方案中，通过设置隔热涂层和防护铠甲对井口重置装置进行保护。

一种井口重置系统，包括上述的井口重置装置、引火筒和防喷器，所述引火筒与所述防喷器连接，所述夹持装置夹持所述引火筒。

在本发明中，通过重置装置夹持引火筒和新防喷器，去完成新防喷器安装。

作为优选，所述引火筒包括可拆卸的引火筒上段和引火筒下段，所述引火筒上段设置与所述夹持装置匹配的夹持面，所述夹持面下方设置下压板。

在上述方案中，引火筒上段和引火筒下段通过法兰连接，在通过引火筒下段与防喷器连接，可以根据不同的防喷器选择不同的引火筒下段与之匹配，不用更换整个引火筒，实现多种防喷器组合的安装。同时所述引火筒上段的夹持面与夹持装置配合，保证夹持稳定性，更进一步的夹持面可以是与夹持装置配合的倒锥形夹持面；同时通过下压板，在六自由度控制防喷器下压时，能够通过下压板将下压力传递给防喷器，保证下压力度。

作为优选，所述防喷器下方连接定位引导装置，所述定位引导装置由下到上包括锥面段和直段。

作为优选，所述定位引导装置设置与井口法兰匹对的螺栓孔，定位引导装置的侧边设置多个安装孔，方便螺栓安装。

在上述方案中，通过锥面段引导井口法兰进入，是井口法兰与定位引导装置的中心对正，然后井口法兰进入直段实现引导对中。

作为优选，所述定位引导装置上设置坐标传感器，所述伸缩轨道上设置摄像头，所述坐标传感器、摄像头与控制系统连接。

在上述方案中，通过控制系统观察摄像头传回的视频信息，可以保证控制底盘车达到指定位置，通过坐标传感器传回的坐标与切割旧防喷器时采集的坐标进行对比，保证控制新的防喷器到达井口法兰的正上方。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、伸缩轨道运输防喷器靠近井口，使装置本身可以距离井口火焰更远，更有利于设备保护，提高防喷器安装的可靠性；

2、伸缩轨道为架体式结构，避免悬臂，刚度更高，更平稳，载重更大，适用防喷器质量和尺寸更大；

3、采用六自由度平台能够实现多自由度的精准调节，使防喷器的安装更高效；

4、通过切割阶段采集的坐标，在坐标传感器、视频监控以及定位导引装置共同作用下，实现远程操控，减少人员生命安全风险，并使安装的效率和可靠性得到提升；

5、配置冷却系统，不需要外部消防水炮的保护，减少人员和外部设备的依赖性。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是井口重置装置的示意图；

图2是伸缩轨道驱动系统驱动伸缩轨道的示意图；

图3是图1中链条驱动系统的示意图；

图4是底盘车上伸缩轨道的示意图；

图5是底盘车和伸缩轨道的侧视图；

图6是底盘车和轨道支架的正视剖面图；

图7是六自由度平台的示意图；

图8是引火筒的示意图；

图9是定位引导装置的示意图；

图10是井口重置装置带动力源的示意图；

图11-图17是井口重置装置进行防喷器重置过程的示意图。

图中标记：1-底盘车，2-伸缩轨道，3-六自由度平台，4-引火筒，5-防喷器，6-链条，7-定位引导装置，8-冷却系统，9-动力源，10-管线系统，11-轨道支架，12-防护箱，13-第一滚轴，14-第二滚轴，15-坐标传感器，16-摄像头，2a-伸缩轨道驱动系统，21-齿轮，22-齿条，23-滑槽，24-支腿，25-支腿油缸，31-夹持装置，311-第一夹持部，312-第二夹持部，313-内孔，314-锁止扣，32-轨道车，33-运动油缸，34-第三滚轴，35-连接架，36-连接件，41-引火筒上段，42-引火筒下段，43-夹持面，44-压板，6a-链条驱动系统，61-对接件，71-螺栓孔，72-安装孔。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种井口重置装置，包括底盘车1、伸缩轨道2和六自由度平台3；

如图4-5所示，履带式底盘车1上设置轨道支架11，在轨道支架11的两侧设置防护箱12，轨道支架11上设置位于两防护箱12之间的伸缩轨道2；伸缩轨道2的两外侧设置齿条22，如图2所示设置于防护箱12内的液压马达式伸缩轨道驱动系统2a连接与齿条22匹配的齿轮21，从而通过伸缩轨道驱动系统2a带动齿轮21转动，进而驱动伸缩轨道2在轨道支架11上水平移动；

如图3-4所示，在伸缩轨道2内设置液压马达式链条驱动系统6a及与伸缩轨道2同向的两条链条6，链条6位于伸缩轨道2的两内侧，链条6上设置具有销孔的对接件61，通过链条驱动系统6a带动链条6转动；

如图7所示，六自由度平台3包括轨道车32、运动油缸33和夹持装置31，运动油缸33为六个，运动油缸33的两端分别与轨道车32、夹持装置31铰接；轨道车32的底部设置连接架35，连接架35上设置带销孔的连接件36，连接件36与链条6上的对接件61匹对并通过销轴连接固定，使六自由度平台3与链条6连接，进而通过链条6带动六自由度平台3在伸缩轨道2上移动；夹持装置31包括通过锁止扣314连接的第一夹持部311和第二夹持部312，第一夹持部311和第二夹持部312形成倒锥形的内孔313，用于夹持新防喷器5，第一夹持部311和第二夹持部312分别与三个运动油缸33连接。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，如图4所示，在伸缩轨道2的端部设置支腿24及控制支腿24伸缩的支腿油缸25，能够增加六自由度平台3工作时的稳定性，并适应高低不平的地面，增加装置稳定性；

如图5所示，在轨道支架11上设置第一滚轴13，防护箱12上设置第二滚轴14，第二滚轴14位于伸缩轨道2上方，以方便伸缩轨道2的移动并使伸缩轨道2移动更稳定；

在伸缩轨道2的两内侧设置沿移动方向延伸的滑槽23，轨道车32的底部设置第三滚轴34，第三滚轴34置入滑槽23中，通过第三滚轴34与滑槽23配合，方便轨道车32在伸缩轨道2上移动；

如图9所示，在防喷器5下方连接定位引导装置7，定位引导装置7由下到上包括锥面段和直段；定位引导装置7设置与井口法兰匹对的螺栓孔71，定位引导装置7的侧边设置多个安装孔72，通过锥面段引导井口法兰进入，是井口法兰与定位引导装置7的中心对正，然后井口法兰进入直段实现引导对中。

实施例3

本实施例在实施例1或实施例2的基础上，如图10所示，还包括冷却系统8和动力源9，冷却系统8通过管线系统10中的冷却水管线与装置中的冷却点连通，冷却点可以根据装置需要选择在合适的位置设置，使重置装置不需要外部消防水炮的保护；液压动力源9通过管线系统10中的液压动力管线与伸缩轨道驱动系统2a、链条驱动系统6a、六自由度平台3和底盘车1等需要液压动力的部件连通为其提供动力；并在井口重置装置的表面设置隔热涂层和防护铠甲进行保护。

实施例4

本实施例的一种井口重置系统，包括上述的井口重置装置、引火筒和防喷器，所述引火筒与所述防喷器连接，所述夹持装置夹持所述引火筒；

如图8所示，引火筒4包括通过法兰连接的引火筒上段41和引火筒下段42，引火筒下段42与防喷器5连接，引火筒下段42可更换以与不同的防喷器5匹配；引火筒上段41设置与内孔313匹配的倒锥形夹持面43，夹持装置31通过夹持面43完成防喷器5的夹持，夹持面43下方设置下压板44，在需要下压防喷器5时，能够通过下压板44将下压力传递给防喷器5，保证下压力度；

如图1所示，所述定位引导装置上设置坐标传感器15，所述伸缩轨道上设置摄像头16，所述坐标传感器15、摄像头16与控制系统连接，通过控制系统观察摄像头16传回的视频信息，可以保证控制底盘车1达到指定位置，通过坐标传感器15传回的坐标与切割旧防喷器时采集的坐标进行对比，保证控制新的防喷器5到达井口法兰的正上方。

安装新的防喷器5的过程如下：如图11-12所示，首先将引火筒4与防喷器5连接起来，六自由度平台3通过夹持装置31夹持引火筒4；如图13所示，控制底盘车1向井口出发，在底盘车1到达距离井口一定距离位置时停止移动；如图14所示，控制伸缩轨道2向井口移动，到达位置后调节支腿24保持稳定；如图15所示，通过驱动链条6转动从而带动六自由度平台3向井口移动，使六自由度平台3带动防喷器5到达井口上方；如图16所示，通过六自由度平台3下放防喷器5，使防喷器5与井口法兰完成对接，此时控制六自由度平台3继续施加向下压力，防喷器5钢圈入槽下部无火焰喷出，人员靠近拧紧螺栓完成防喷器5重置；如图17所示，夹持装置31脱开防喷器5，底盘车1撤离。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (15)

1.一种井口重置装置，其特征在于：包括底盘车、伸缩轨道和六自由度平台；

所述底盘车上设置轨道支架，所述轨道支架上设置所述伸缩轨道，伸缩轨道驱动系统驱动所述伸缩轨道在所述轨道支架上水平移动；

所述伸缩轨道内设置链条及链条驱动系统，所述链条驱动系统驱动所述链条沿所述伸缩轨道移动方向转动；

所述六自由度平台与所述链条连接，所述六自由度平台的顶部设置夹持装置。

2.如权利要求1所述的井口重置装置，其特征在于：所述轨道支架的两侧设置防护箱，所述伸缩轨道驱动系统设置于所述防护箱内，所述轨道支架上设置第一滚轴，所述防护箱上设置第二滚轴，所述第二滚轴位于所述伸缩轨道上方。

3.如权利要求1所述的井口重置装置，其特征在于：所述伸缩轨道的两外侧设置齿条，所述伸缩轨道驱动系统连接齿轮，所述齿条与所述齿轮匹配。

4.如权利要求1所述的井口重置装置，其特征在于：所述伸缩轨道的端部设置支腿及控制所述支腿伸缩的支腿油缸。

5.如权利要求1所述的井口重置装置，其特征在于：所述链条的数量至少为两条，所述链条平行设置于伸缩轨道内。

6.如权利要求1所述的井口重置装置，其特征在于：所述六自由度平台包括轨道车、运动油缸和夹持装置，所述运动油缸为六个，所述运动油缸的两端分别与所述轨道车、夹持装置铰接。

7.如权利要求6所述的井口重置装置，其特征在于：所述轨道车的底部设置连接架，所述连接架上设置具有销孔的连接件；所述链条上设置具有销孔的对接件；所述连接件与所述对接件通过销轴连接。

8.如权利要求6所述的井口重置装置，其特征在于：所述轨道车的底部设置第三滚轴，所述伸缩轨道的两内侧设置沿移动方向延伸的滑槽，所述第三滚轴可放入所述滑槽中。

9.如权利要求6所述的井口重置装置，其特征在于：所述夹持装置包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部和第二夹持部形成倒锥形的内孔并通过锁止扣连接，所述第一夹持部和第二夹持部分别与三个所述运动油缸连接。

10.如权利要求1所述的井口重置装置，其特征在于：还包括冷却系统和动力源，所述冷却系统通过管线系统连接各部件，所述动力源通过管线系统连接伸缩轨道驱动系统、链条驱动系统和六自由度平台。

11.如权利要求1所述的井口重置装置，其特征在于：所述井口重置装置的表面设置隔热涂层和防护铠甲。

12.一种井口重置系统，包括权利要求1-11任一项所述的井口重置装置，其特征在于：还包括引火筒和防喷器，所述引火筒与所述防喷器连接，所述夹持装置夹持所述引火筒。

13.如权利要求12所述的井口重置系统，其特征在于：所述引火筒包括可拆卸的引火筒上段和引火筒下段，所述引火筒上段设置与所述夹持装置匹配的夹持面，所述夹持面下方设置下压板。

14.如权利要求12所述的井口重置系统，其特征在于：所述防喷器下方连接定位引导装置，所述定位引导装置由下到上包括锥面段和直段。

15.如权利要求14所述的井口重置系统，其特征在于：所述定位引导装置上设置坐标传感器，所述伸缩轨道上设置摄像头，所述坐标传感器、摄像头与控制系统连接。

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