CN201778687U - 一种带压井口作业机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带压井口作业机，包括支架总成、举升部分、卡瓦装置、井控部分、液压控制部分五个部分，井控部分包括下液压单闸板防喷器、放压平衡系统、上液压单闸板防喷器、环形防喷器，下液压单闸板防喷器下端与原始井口相连；卡瓦装置包括固定卡瓦组和游动卡瓦组；举升部分包括两个举升油缸，两个举升油缸的活塞杆向上与举升板连接；液压控制部分控制四条管路，包括举升油缸、下液压单闸板防喷器和上液压单闸板防喷器以及环形防喷器、固定卡瓦组和游动卡瓦组、伸缩桅杆或液压大钳。本实用新型的装置采用了模块化结构，组装分解快速方便，各部分都可进行单独的安装、拆卸和维护，搬运及安装节省时间。

Description

一种带压井口作业机

技术领域

本实用新型属于石油钻采装备技术领域，用于油田钻、修井带压作业条件下，安全控制起下管柱作业，具体涉及一种带压井口作业机。

背景技术

传统的钻、修井作业过程中，为了防止井喷事故的发生，通常采用压井或放喷降压的方法进行作业，压井和放喷易造成油层污染和地表环境污染，且作业成本高，不利于开采潜能、产量及环境的保护，也不符合油气资源开采的可持续发展的要求。

带压作业机是一种在不需要压井或放喷作业条件下，就能有效实施钻、修井的作业工艺的一种设备，作业过程中，可以避免压井液对产层的污染和伤害，使开采潜能和产量得以最大保护。

目前，该类带压作业在国外已经得到有效实施，但是其结构复杂，制作成本高，拆装搬运不方便，维修使用要求高，因此，还没有得到广泛的推广使用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种带压井口作业机，以克服现有技术中的结构复杂，制作成本高，拆装搬运不方便，维修使用要求高的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种带压井口作业机，包括支架总成、举升部分、卡瓦装置、井控部分、液压控制部分五个部分，

所述的井控部分包括从下到上依次连接的下液压单闸板防喷器、放压平衡系统、上液压单闸板防喷器、环形防喷器，其中的下液压单闸板防喷器安装于调平支架上，上液压单闸板防喷器和环形防喷器分别固定安装在下工作平台上，下液压单闸板防喷器下端与原始井口相连，各部件之间均为API标准法兰连接；

所述的卡瓦装置包括从下到上依次连接的固定卡瓦组和游动卡瓦组，其中的固定卡瓦组安装在上工作平台下表面，并且两游动卡瓦组开口相反安装在举升板的上下两面，两固定卡瓦组开口相对安装在固定卡瓦支架上，固定卡瓦支架通过法兰与环形防喷器上法兰相连，

所述的举升部分包括两个举升油缸，该两个举升油缸的缸体下端固定在调平支架上，举升油缸向上穿过下工作平台，举升油缸的缸体上端固定在上工作平台上，两个举升油缸的活塞杆向上与举升板刚性连接，

所述的液压控制部分，包括四条管路，第一个是依次连接的主控制台、多路集成控制差动阀、举升油缸；第二个是主控制台与下液压单闸板防喷器、上液压单闸板防喷器、环形防喷器依次连接；第三个是主控制台分别与固定卡瓦组和游动卡瓦组的连接；第四个是液压站通过液压绞车控制台、液压绞车与伸缩桅杆或液压大钳连接，液压绞车、伸缩桅杆及液压大钳设置在上工作平台上。

本实用新型的带压井口作业机，其特征还在于：所述支架总成包括从下到上依次连接的调平支架、下工作平台、上工作平台，其中的下工作平台与上工作平台之间通过连接支架支撑，调平支架、下工作平台、上工作平台三者之间通过托架固定连接，上工作平台、下工作平台之间还安装有梯子，上工作平台与地面之间还设置有滑道。

所述液压站内部集成了柴油机、液压泵、油箱、储能器、发电机、变压器设备、钳工操作台、工具柜以及进行远程控制的控制面板。

所述下液压单闸板防喷器的下法兰为旋转法兰，与原始井口对接。

本实用新型的有益效果是，采用了模块化结构设计，结构紧凑；对整机的每一部分都可进行单独的安装、拆卸和维护，组装分解快速方便；在作业现场，对整机进行整体搬运、安装，节省非作业时间。

附图说明

图1是本实用新型的装置结构示意图；

图2是本实用新型的装置的右视结构示意图；

图3是本实用新型的装置中的液压绞车控制台局部示意图。

图中，1.调平支架，2.托架，3.下液压单闸板防喷器，4.举升油缸，5.放压平衡系统，6.上液压单闸板防喷器，7.下工作平台，8.环形防喷器，9.固定卡瓦支架，10.固定卡瓦组，11.上工作平台，12.举升板，13.游动卡瓦组，14. 液压大钳，15.梯子，16.主控制台，17.滑道，18.多路集成控制差动阀，19.连接管汇，20.连接支架，21.液压绞车，22.伸缩桅杆，23.液压站，24.液压导管，25.液压绞车控制台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1，本实用新型装置的结构是，包括支架总成、井控部分、卡瓦装置、举升部分、液压控制部分五部分。

支架总成包括从下到上依次连接的调平支架1、下工作平台7、上工作平台11，其中的下工作平台7与上工作平台11之间通过连接支架20实现刚性支撑，调平支架1、下工作平台7、上工作平台11三者之间通过托架2固定连接，其作用是在该套装置放倒后对该装置整体支撑，上工作平台11、下工作平台7之间还安装有梯子15，上工作平台11与地面之间还设置有滑道17，用于人员逃生。

井控部分包括从下到上依次连接的下液压单闸板防喷器3、放压平衡系统5、上液压单闸板防喷器6、环形防喷器8，其中的下液压单闸板防喷器3安装于调平支架1上，上液压单闸板防喷器6和环形防喷器8分别固定安装在下工作平台7上，下液压单闸板防喷器3下端与原始井口相连，各部件之间均为API标准法兰连接。其中，下液压单闸板防喷器3的下法兰为旋转法兰，便于与原始井口对接。

卡瓦装置包括从下到上依次连接的固定卡瓦组10和游动卡瓦组13，固定卡瓦组10和游动卡瓦组13之间外接有上工作平台11、含被动转盘的举升板12，其中的固定卡瓦组10安装在上工作平台11下表面，并且两游动卡瓦组13开口相反安装在含被动转盘的举升板12的上下两面，两固定卡瓦组10开口相对安装在固定卡瓦支架9上，固定卡瓦支架9通过法兰与环形防喷器8上法兰相连，举升板12和固定卡瓦支架9之间的平面环绕安装有上工作平台11。

举升部分包括上工作平台11与调平支架1之间安装的举升油缸4，两个举升油缸4的缸体下端固定在调平支架1上，举升油缸4向上穿过下工作平台7得到扶正，举升油缸4的缸体上端固定在上工作平台11的承载板上，两个举升油缸4的活塞杆向上与举升板12刚性连接。

液压控制部分，包括四条管路，第一个是依次连接的液压站23、主控制台16、多路集成控制差动阀18、举升油缸4，完成井架本身的控制。第二个是主控制台16与下液压单闸板防喷器3、上液压单闸板防喷器6、环形防喷器8的依次连接，实现防喷器的控制。第三个是主控制台16分别与固定卡瓦组10和游动卡瓦组13的连接，实现各个卡瓦的控制。第四个是液压站23通过液压绞车控制台25、液压绞车21与伸缩桅杆22或液压大钳14连接，液压绞车21、伸缩桅杆22及液压大钳14设置在上工作平台11上，完成相关的吊装作业，液压站23、液压绞车控制台25、液压绞车21之间通过液压导管24连接。液压导管24和连接管汇19采用硬管连接，连接固定牢靠。

液压站23内部集成了柴油机、液压泵、油箱、储能器、发电机、变压器设备、钳工操作台、工具柜以及进行远程控制的控制面板。该液压站23单独集成在一个箱体内部，运输时对该箱体整体吊装，实现单独进行运输。 

本实用新型的装置，在作业过程中，根据井内压力和管柱重量对比，采用三种不同的操作法来进行作业：1.提吊法，2.过渡法，3.加压法。提吊法作业程序：游动卡瓦组提吊卡瓦卡紧管柱-固定卡瓦组提吊卡瓦放松管柱-举升油缸升到上冲程的终点-固定卡瓦组提吊卡瓦卡紧管柱-游动卡瓦组提吊卡瓦放松管柱-举升油缸下降到下冲程的终点-重复上述程序，使用提吊法作业过程中，两个固定卡瓦组始终是打开的。当使用加压法作业时，情况正和“提吊法”相反，两个游动卡瓦组始终是打开的。当使用过渡法作业时，固定卡瓦组和游动卡瓦组则在联锁机构控制下交替地卡紧和打开，程序与提吊法相同。

本实用新型的工作原理是，调平支架1支撑主体，并承受作业中主要载荷，环形防喷器8的胶芯抱住管柱密封井口环空；游动卡瓦组13卡紧管柱，通过举升油缸4的上、下运动，实现管柱的带压强行起、下，并在密封井口的状态下，使得管柱上的接箍顺利通过环形防喷器；当井内出现异常高压时，采用上、下液压单闸板防喷器和放压平衡系统5进行倒接箍或其它特殊处理。通过以上各部分的协调工作，即可实现在无修井机或通井机的情况下，不放喷，不加压，实现全液压安全环保带压作业。

当游动卡瓦组13抱紧井内管柱时，管柱对该带压井口作业机的反作用力通过游动卡瓦组13、举升板12、举升油缸4、上工作平台11、连接架20、下工作平台7、防喷器组而最终传递到原始井口上；当固定卡瓦组10抱紧井内管柱时，管柱对该不压井作业装置的反作用力通过固定卡瓦组10、卡瓦支架9、防喷器组传递到原始井口。

当胶芯的磨损量达到一定程度，在起下管柱时，无法保证密封，或遇短时高压时，则依靠液压单闸板放喷器闸板前密封高耐磨胶芯，通过油压，使其抱住相应管柱，利用举升油缸，强行起下管柱并倒接箍，使其处于合适位置，以便更换环形胶芯。

操作工通过控制上工作平台主操作台16、液压绞车控制台25以及液压大钳14，实施近距离控制。多路集成控制差动阀18安装在带压井口作业机上下工作平台之间，作用是将液压站23提供过来的高压油进行控制和分解，依靠主操作台16来实现。由于主操作台16对多路集成控制差动阀18实行近距离控制，保证了系统的反应速度，减小了压力损失。

本带压井口作业机实现的功能包括：1）带压井口作业机安装时与作业井口设备的快速对接；2）通过储能器伺服结构，延长环形防喷器球型胶芯或筒状胶芯使用寿命；3）通过多路集成控制差动阀，实现举升油缸上升快、下行慢，提高作业效率；4）采用液压控制，实现作业现场快速更换防喷器闸板，同时，闸板的前密封增加高强度耐磨胶芯，不但有效提高前密封的寿命，还可应用于倒接箍和管柱动态密封；5）通过自带油管吊装桅杆的吊装装置，作业时不需要修井机配合；6）通过各部件协调工作，达到安全、高效带压作业。

本实用新型作业机结构特点是：采用了模块化结构设计，结构紧凑；对整机的每一部分都可进行单独的安装、拆卸和维护，组装分解快速方便；在作业现场，对整机进行整体搬运、安装，节省非作业时间。

Claims (4)

1.一种带压井口作业机，其特征在于：包括支架总成、举升部分、卡瓦装置、井控部分、液压控制部分五个部分，

所述的井控部分包括从下到上依次连接的下液压单闸板防喷器(3)、放压平衡系统(5)、上液压单闸板防喷器(6)、环形防喷器(8)，其中的下液压单闸板防喷器(3)安装于调平支架(1)上，上液压单闸板防喷器(6)和环形防喷器(8)分别固定安装在下工作平台(7)上，下液压单闸板防喷器(3)下端与原始井口相连，各部件之间均为API标准法兰连接；

所述的卡瓦装置包括从下到上依次连接的固定卡瓦组(10)和游动卡瓦组(13)，其中的固定卡瓦组(10)安装在上工作平台(11)下表面，并且两游动卡瓦组(13)开口相反安装在举升板(12)的上下两面，两固定卡瓦组(10)开口相对安装在固定卡瓦支架(9)上，固定卡瓦支架(9)通过法兰与环形防喷器(8)上法兰相连，

所述的举升部分包括两个举升油缸(4)，该两个举升油缸(4)的缸体下端固定在调平支架(1)上，举升油缸(4)向上穿过下工作平台(7)，举升油缸(4)的缸体上端固定在上工作平台(11)上，两个举升油缸(4)的活塞杆向上与举升板(12)刚性连接，

所述的液压控制部分，包括四条管路，第一个是依次连接的主控制台(16)、多路集成控制差动阀(18)、举升油缸(4)；第二个是主控制台(16)与下液压单闸板防喷器(3)、上液压单闸板防喷器(6)、环形防喷器(8)依次连接；第三个是主控制台(16)分别与固定卡瓦组(10)和游动卡瓦组(13)的连接；第四个是液压站(23)通过液压绞车控制台(25)、液压绞车(21)与伸缩桅杆(22)或液压大钳(14)连接，液压绞车(21)、伸缩桅杆(22)及液压大钳(14)设置在上工作平台(11)上。

2.根据权利要求1所述的带压井口作业机，其特征在于：所述支架总成包括从下到上依次连接的调平支架(1)、下工作平台(7)、上工作平台(11)，其中的下工作平台(7)与上工作平台(11)之间通过连接支架(20)支撑，调平支架(1)、下工作平台(7)、上工作平台(11)三者之间通过托架(2)固定连接，上工作平台(11)、下工作平台(7)之间还安装有梯子(15)，上工作平台(11)与地面之间还设置有滑道(17)。

3.根据权利要求1所述的带压井口作业机，其特征在于：所述液压站(23)内部集成了柴油机、液压泵、油箱、储能器、发电机、变压器设备、钳工操作台、工具柜以及进行远程控制的控制面板。

4.根据权利要求1所述的带压井口作业机，其特征在于：所述下液压单闸板防喷器(3)的下法兰为旋转法兰，与原始井口对接。

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