CN204060573U - 一种连续油管作业综合集成设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油田钻采机械技术领域，尤其涉及一种连续油管作业综合集成设备，包括外机架、内机架、输管器、导管器、排管器、液压系统和电器控制系统，内机架设置于外机架内，输管器包括输管器液压回转减速机、四条链条传动机构、夹持总成、链条夹紧机构、链条张紧机构、压力称重变送器总成、计米和计速度光电控制器和圆弧导向机构；计米和计速光电控制器设置于液压回转减速机的主动轴承座，圆弧导向机构固定在外机架的上横担。采用本实用新型后，井上人员可以在管道下入或提升的全过程自动监测压力和重量变化、深度和速度变化，井上人员根据监测反馈的信息分析判断、作出决策、并采取相应措施解决。

Description

一种连续油管作业综合集成设备

技术领域

 本实用新型属于油田油管作业机械技术领域，尤其涉及一种连续油管作业综合集成设备。

背景技术

连续油管带压作业，是把1500米长的油管，在钻井、修井、测井等作业中，带压将油管下入油井或从油井提升。这种作业具有不压井、不需要反复上卸扣节时高效，安全环保等优势，在油田钻井、修井、测井等作业的需求越来越迫切。

近年来连续油管带压作业设备，各油田都在和厂商积极探索研究。但因结构复杂、自动化程度高，涉及的技术领域比较广，所以都没有成熟系统的方案。目前的连续油管作业设备只能完成连续油管下入或提升的一部分工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种连续油管作业综合集成设备。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种连续油管作业综合集成设备，包括外机架、内机架、输管器、导管器、排管器、液压系统和电器控制系统，内机架设置于外机架内，输管器包括输管器液压回转减速机、四条链条传动机构、夹持总成、链条夹紧机构、链条张紧机构、压力称重变送器总成、计米和计速度光电控制器和圆弧导向机构，输管器液压回转减速机、四条链条传动机构、夹持总成、链条夹紧机构和链条张紧机构设置于内机架，内机架底部与压力称重变送器总成连接，外机架的底部与压力称重变送器总成的固定面连接；计米和计速光电控制器设置于液压回转减速机的主动轴承座，圆弧导向机构固定在外机架的上横担。

输管器液压回转减速机设置为两台，输管器还包括两个主动轴承座，两个从动轴承座和八个链轮。

夹持总成包括夹持头、两块挡块、夹持座和压轮，夹持头设置有与油管匹配的凹槽，夹持头与夹持座接触的表面设置有燕尾槽，夹持座设置有与所述燕尾槽匹配的滑轨，燕尾槽与滑轨滑动连接，夹持头设置于两块挡块之间，两块挡块分别通过螺钉固定于夹持座表面。

链条夹紧机构包括四个夹紧油缸。

链条张紧机构包括四个张紧油缸，张紧油缸的活塞杆与从动轴承座接触。

圆弧导向机构包括弧形板、上压轮、下压轮、转向板，上、下压轮安装在弧形板上，下压轮固定不动，上压轮用锁扣扣紧。

导管器包括导管器液压回转减速机、从动机构、大滚筒、固定支腿总成、活动支腿总成、移动油缸组、底座体总成和排管器推卸油缸组总成，导管器液压回转减速机驱动小链轮旋转、小链轮通过链条带动大链轮旋转，大链轮总成带动大滚筒转动，从而达到油管的导出或绕进。

排管器包括排管器液压回转减速机、往复丝杠、导轨轴、导向轮总成、两条支腿、推斜油缸铰座和固定铰座，排管器液压回转减速机驱动往复丝杠转动，丝杠上的丝母和滑块，通过导轨轴导向，在丝杠上做往复直线运动，导轮箱组总成通过支座和丝母连接，随同丝母一起在丝杠上做往复运动。

液压系统包括主电机、定量泵、分电机、变量泵、阀座、功能阀、分集流同步马达和油箱，主电机和定量泵为输管器液压回转减速机、导管器液压回转减速机、排管器液压回转减速机提供压力和流量；分电机和变量泵为输管器夹紧油缸、输管器张紧油缸、导管器活动支腿移动油缸、排管器推斜油缸提供压力和流量。

电器控制系统包括强电控制箱和弱电控制箱，并且分两个电箱独立控制，强电箱控制箱控制两个电机的运行，弱电箱控制箱控制液压系统的两个电磁溢流阀、输管器的压力称重变送器、输管器计米计速光电控制器、排管器计数光电控制器、油冷机弱电控制和电机的启动。

本实用新型的有益效果：本实用新型是把1.25英寸管径、总重4吨的油管连续下入到1500米深的油井下进行探测，完成探测后提升，在下入或提升的全过程自动监测压力和重量变化、深度和速度变化。输管器功能是将连续油管可靠的下入或提升、并对其全过程进行监测分析；导管器功能是连续油管输送；排管器功能是连续油管有序排列；液压控制系统、强弱电控制系统，控制输管器、导管器、排管器的运动协调、相互匹配，使油管连续下入或提出、输管、排管实现自动化、并对全过程自动检测。输管器装有压力称重传感器和计米计速器，实时监测油管下入或提升的深度及速度、重量及压力的变化；井上人员根据监测反馈的信息分析判断、作出决策、并采取相应措施解决。因此，本实用新型不但具有以下优点：（1）实现不压井作业；（2）效率高、节省时间，因为它不需要反复上卸扣；（3）自动化程度高，易于操控，大大减轻了作业工人的劳动强度；（4）作业安全可靠，可带压连续作业。还具有结构简单、造价成本低的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的侧视图。

图3是本实用新型的夹持总成的结构示意图。

图4是本实用新型的夹持总成的剖视图。

图5是本实用新型的圆弧导向机构的结构示意图。

图6是本实用新型图5的BB剖视放大示意图。

图7是本实用新型图5的A向放大示意图。

图8是本实用新型图5的CC剖视放大示意图。

图9是本实用新型的导管器的结构示意图。

图10是本实用新型的排管器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

见图1至图2，一种连续油管作业综合集成设备，包括外机架1、内机架2、输管器3、导管器4、排管器5、液压系统（图中未画出）和电器控制系统（图中未画出），内机架2设置于外机架1内，输管器3包括输管器液压回转减速机31、四条链条传动机构32、夹持总成33、链条夹紧机构34、链条张紧机构35、压力称重变送器总成36、计米和计速度光电控制器37和圆弧导向机构38，输管器液压回转减速机31、四条链条传动机构32、夹持总成33、链条夹紧机构34和链条张紧机构35设置于内机架2，内机架2底部与压力称重变送器总成36连接，外机架1的底部与压力称重变送器总成36的固定面连接，压力称重变送器总成36安装在内机架2和外机架1的底板之间，油管下入和提升过程中压力和重量的变化，通过内机架2传给压力称重变送器总成36的电感，电感信号经过PLC分析处理，反应出压力和重量变化的情况，井上人员根据这些信息分析并决策，并采取相应措施；计米和计速光电控制器37设置于液压回转减速机31的主动轴承座，检测单位时间内特殊链条上夹持总成通过的个数，通过PLC分析处理，显示油管的输送深度和输送速度，圆弧导向机构38固定在外机架1的上横担。

液压回转减速机31设置为两台，输管器3两个主动轴承座（图中未画出）、两个从动轴承座（图中未画出）和八个链轮39。液压回转减速机的扭矩，根据夹持油管的重量、运行速度、摩擦阻力、刮、卡等因素的影响，经分析计算每台取4500N.M。液压回转减速机必须同步运动，在液压系统输送管路上安装分集流同步马达控制。

见图3和图4，夹持总成33包括夹持头331、两块挡块332、夹持座333和压轮334，夹持头331设置有与油管匹配的凹槽3311，夹持头331与夹持座333接触的表面设置有燕尾槽3312，夹持座333设置有与燕尾槽3312匹配的滑轨3331，燕尾槽3312与滑轨3331滑动连接，夹持头331设置于两块挡块332之间，两块挡块332分别通过螺钉固定于夹持座333表面。夹持总成33的夹持头331通过燕尾槽335和挡块332与夹持座333连接并固定，方便更换磨损的夹持头331。夹持头331的工作面为略大于油管半径的半圆柱面；为增加夹持力，半圆柱面做成钳口式的牙齿形；为增加摩擦力，夹持头331采取硅溶胶精密铸造，使铸造后的表面具有适宜的粗糙度，不再加工便直接夹持管子、有效避免夹持头331和油管之间的滑动，达到预期的夹持效果，同时避免擦伤油管。夹持总成33的压轮334被油缸夹紧机构以恒定的压力推向油管，使夹持头331夹紧油管，增大夹持力。

链条夹紧机构34包括四个夹紧油缸（图中未画出），四条链条夹紧机构通过液压油缸给出的恒定压力，推动管子两侧的垂直加板和横向夹板、压紧夹持总成33的压轮334、推动夹持头331紧压油管、增大夹持头与油管的正压力，使夹持头331有足够的夹持力，将4吨油管安全下入及提升。

链条张紧机构35包括四个张紧油缸（图中未画出），张紧油缸的活塞杆与从动轴承座接触。四条链条张紧机构，通过液压油缸给出的压力，直接压在驱动机构的从动轴承座上，使链条处于张紧状态，确保链条传动机构运动可靠、保持预定的夹持力，使油管的下入和提升安全可靠。

见图5至图7，圆弧导向机构38包括弧形板381、上压轮382、下压轮383、转向板384，上、下压轮382、383安装在弧形板381上，下压轮383固定不动，上压轮382用锁扣扣紧。油管在上、下压轮382、383之间移动，圆弧导向机构38为油管在导管器4中导出或绕进、排管器5有序排管、输管器3将油管下入或提升的过程中，在中间起安全导向作用。

见图9，导管器4包括导管器液压回转减速机41、从动机构42、大滚筒43、固定支腿总成44、活动支腿总成45、移动油缸组（图中未画出）、底座体总成47和排管器推卸油缸组总成（图中未画出），导管器液压回转减速机41驱动小链轮旋转、小链轮通过链条带动大链轮旋转，大链轮总成带动大滚筒43转动，从而达到油管的导出或绕进。通过液压系统的调速阀控制油管导出或绕进的线速度与输管器下入或提升油管的线速度相同。固定支腿总成44支撑大链轮总成和大滚筒43的左端，活动支腿总成45支撑大滚筒43的右端，移动油缸组46固定在底座体上，活塞与活动支腿总成45连接，通过压力油使油缸活塞带动活动支腿总成45在底座体上左右移动。活动支座安装在活动支腿总成45上端、和活动支腿总成45一起移动。导管器4工作时活动支腿总成45向左移动靠近大滚筒43；更换油管规格时活动支腿总成45向右移动，将大滚筒43及其上的油管一起移出或移进。导管器液压回转减速机41的扭矩，根据大滚筒油管重量及滚筒结构尺寸、和传动效率确定。

见图10，排管器5包括排管器液压回转减速机51、往复丝杠52、导轨轴53、导向轮总成54、两条支腿55、推斜油缸铰座56和固定铰座57，排管器液压回转减速机51驱动往复丝杠52转动，往复丝杠上的丝母和滑块，通过导轨轴53导向，在往复丝杠52上做往复直线运动，导向轮总成54通过支座和丝母连接，随同丝母一起在往复丝杠52上做往复运动。

液压系统包括主电机、定量泵、分电机、变量泵、阀座、功能阀、分集流同步马达和油箱，主电机和定量泵为输管器液压回转减速机、导管器液压回转减速机41、排管器液压回转减速机51提供压力和流量；分电机和变量泵为输管器夹紧油缸、输管器张紧油缸、导管器活动支腿移动油缸、排管器推斜油缸提供压力和流量。

电器控制系统包括强电控制箱和弱电控制箱，并且分两个电箱独立控制，强电箱控制箱控制两个电机的运行，弱电箱控制箱控制液压系统的两个电磁溢流阀、输管器的压力称重变送器、输管器计米计速光电控制器、排管器计数光电控制器、油冷机弱电控制和电机的启动。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种连续油管作业综合集成设备，包括外机架、内机架、输管器、导管器、排管器、液压系统和电器控制系统，内机架设置于外机架内，其特征在于：输管器包括输管器液压回转减速机、四条链条传动机构、夹持总成、链条夹紧机构、链条张紧机构、压力称重变送器总成、计米和计速度光电控制器和圆弧导向机构，输管器液压回转减速机、四条链条传动机构、夹持总成、链条夹紧机构和链条张紧机构设置于内机架，内机架底部与压力称重变送器总成连接，外机架的底部与压力称重变送器总成的固定面连接；计米和计速光电控制器设置于液压回转减速机的主动轴承座，圆弧导向机构固定在外机架的上横担。

2.根据权利要求1所述的连续油管作业综合集成设备，其特征在于：液压回转减速机设置为两台，输管器还包括两个主动轴承座，两个从动轴承座和八个链轮。

3.根据权利要求1所述的连续油管作业综合集成设备，其特征在于：夹持总成包括夹持头、两块挡块、夹持座和压轮，夹持头设置有与油管匹配的凹槽，夹持头与夹持座接触的表面设置有燕尾槽，夹持座设置有与所述燕尾槽匹配的滑轨，燕尾槽与滑轨滑动连接，夹持头设置于两块挡块之间，两块挡块分别通过螺钉固定于夹持座表面。

4.根据权利要求1所述的连续油管作业综合集成设备，其特征在于：链条夹紧机构包括四个夹紧油缸。

5.根据权利要求2所述的连续油管作业综合集成设备，其特征在于：链条张紧机构包括四个张紧油缸，张紧油缸的活塞杆与从动轴承座接触。

6.根据权利要求1所述的连续油管作业综合集成设备，其特征在于：圆弧导向机构包括弧形板、上压轮、下压轮、转向板，上、下压轮安装在弧形板上，下压轮固定不动，上压轮用锁扣扣紧。

7.根据权利要求1所述的连续油管作业综合集成设备，其特征在于：导管器包括导管器液压回转减速机、从动机构、大滚筒、固定支腿总成、活动支腿总成、移动油缸组、底座体总成和排管器推卸油缸组总成，导管器液压回转减速机驱动小链轮旋转、小链轮通过链条带动大链轮旋转，大链轮总成带动大滚筒转动，从而达到油管的导出或绕进。

8.根据权利要求1所述的连续油管作业综合集成设备，其特征在于：排管器包括排管器液压回转减速机、往复丝杠、导轨轴、导向轮总成、两条支腿、推斜油缸铰座和固定铰座，排管器液压回转减速机驱动往复丝杠转动，丝杠上的丝母和滑块，通过导轨轴导向，在丝杠上做往复直线运动，导轮箱组总成通过支座和丝母连接，随同丝母一起在丝杠上做往复运动。

9.根据权利要求1所述的连续油管作业综合集成设备，其特征在于：液压系统包括主电机、定量泵、分电机、变量泵、阀座、功能阀、分集流同步马达和油箱，主电机和定量泵为输管器液压回转减速机、导管器液压回转减速机、排管器液压回转减速机提供压力和流量；分电机和变量泵为输管器夹紧油缸、输管器张紧油缸、导管器活动支腿移动油缸、排管器推斜油缸提供压力和流量。

10.根据权利要求1所述的连续油管作业综合集成设备，其特征在于：电器控制系统包括强电控制箱和弱电控制箱，并且分两个电箱独立控制，强电箱控制箱控制两个电机的运行，弱电箱控制箱控制液压系统的两个电磁溢流阀、输管器的压力称重变送器、输管器计米计速光电控制器、排管器计数光电控制器、油冷机弱电控制和电机的启动。