一種油田修井作業設備的製作方法

2023-12-10 12:50:07 2

本發明涉及一種油田修井作業設備，特別涉及一種油田修井作業設備。

背景技術：

現有的鑽井和修井作業採用吊卡設備起吊管柱，吊卡的吊環開口開啟或關閉以達到起下管柱過程中吊卡不從大鉤吊環內脫出；起吊管柱時有時需要特定位置固定，目前的吊裝設備難以實現，使用現有鑽井修井設備及井口機具完成機械化作業改造造成了極大的障礙，現有的起吊過程中，通過起吊機將管柱起吊後，通過在井口位置站立多個工人，一般一組是12個人，人手多，勞動強度大，管柱在起吊過程中存在人員安全問題，造成施工人員體力勞動大，費用高。

技術實現要素：

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種油田修井作業設備，提高油管的起下作業。

本發明提到的一種油田修井作業設備，包括機械手、吊卡、液壓大鉗、儲料倉、油管裝卸機，井口的外部固定油管裝卸機，油管裝卸機的下部設有儲料倉，井口的一側固定機械手，機械手上連接吊卡，井口的另一側設有液壓大鉗，液壓大鉗與吊卡相互對應固定油管；

所述的機械手包括承載小車、機械手力臂、抓緊彈簧、電磁鐵、機械手轉軸、釋放轉軸、摘環力臂、抓放力臂、進環轉軸，承載小車的兩側分別設有機械手力臂，機械手力臂的前端通過抓緊彈簧連接承載小車，機械手力臂的後端通過機械手轉軸連接承載小車，所述的機械手力臂的內側設有電磁鐵，所述的機械手力臂的後端設有摘環力臂和抓放力臂，所述的摘環力臂通過釋放轉軸連接機械手力臂，所述的抓放力臂通過進環轉軸連接機械手力臂，所述的摘環力臂和抓放力臂之間設有吊環進入開口端；

所述的吊卡包括吊卡主體、安全銷、蝸杆軌道運行銷釘、安全鍘門、蝸杆、壓緊彈簧、鍘門蓋板，吊卡主體上設有吊環，所述的吊環連接機械手上的摘環力臂和抓放力臂之間的吊環進入開口端，所述的吊環上設有安全銷，所述的吊卡主體的中間設有安全鍘門，所述的安全鍘門為半圓形結構，安全鍘門的外部為渦輪結構，安全鍘門的外部設有蝸杆，蝸杆與安全鍘門上的渦輪相互配合，蝸杆的外側設有蝸杆軌道運行銷釘，所述的安全鍘門上設有鍘門蓋板，蝸杆的底部設有壓緊彈簧。

上述的電磁鐵連接電磁線圈，電磁鐵通電後壓縮抓緊彈簧，實現抓緊彈簧的壓縮，電磁鐵失電後回放抓緊彈簧，實現機械手力臂對吊環的移動。

上述的蝸杆的頂部設有蝸杆壓板，通過油管壓放到蝸杆壓板上實現蝸杆的升降，確保油管下放定位準確。

上述的吊環內設有吊環安全杆，所述的吊環安全杆包括按壓杆、銷軸、補償軸、軌道銷釘、承載端，按壓杆的兩端通過銷軸連接補償軸，所述的補償軸上設有軌道，補償軸的兩端通過軌道銷釘連接承載端。

上述的吊卡的外部連接吊卡復位車，所述的吊卡復位車包括載體、拉伸杆、轉軸、拉伸彈簧，載體的末端通過轉軸連接拉伸杆，所述的拉伸杆的底部與載體之間設有拉伸彈簧。

本發明提到的一種油田修井作業設備的使用方法，包括以下幾個步驟：

a）將油管通過油管裝卸機從儲料倉中取出，通過油管裝卸機將油管豎起；

b）下油管時，通井機上的大鉤吊起吊卡上行，達到與油管相遇的位置，油管與吊卡相互卡合，繼續上提吊卡，油管通過與吊卡內部的蝸杆壓板接觸，蝸杆壓板向下壓動蝸杆，蝸杆向下運動，蝸杆向下運動的同時帶動與其相互配合的安全鍘門轉動，安全鍘門關閉後將油管卡住，油管卡住後將油管下放到指定的位置，同時上提油管，使下面的吊卡不受力的作用；使用液壓大鉗將油管擰緊，然後退出液壓大鉗；油管到達指定位置後，吊卡下部的壓緊彈簧作用，將吊卡內部的蝸杆向上彈起，蝸杆彈起後，安全鍘門打開，吊環上的安全銷自動彈起；操縱機械手對吊卡進行摘掛，操縱機械手向前運動，到達井口的吊卡位置，電磁鐵連接電磁線圈，電磁鐵通電後壓縮抓緊彈簧，實現抓緊彈簧的壓縮，機械手力臂在抓緊彈簧的作用下向內側抓緊，機械手上的摘環力臂和抓放力臂之間的吊環進入開口端將吊環卡住閉合，機械手工作將吊卡吊起，吊起後，操縱摘掛力臂將吊環放開，移動機械手退出吊環，實現油管的下井作業；

c）起油管時，上提油管，通過機械手將吊卡送至井口，然後下放吊卡，由於壓縮彈簧的作用，吊卡上的安全鍘門打開，將油管與吊卡上的安全鍘門相互配合，在油管重力的作用下，安全鍘門關閉，使用液壓大鉗將油管扣擰開，上提油管，使其達到指定的位置，通過油管裝卸機吊起油管，油管裝卸機吊起油管後，吊卡失去重力的作用，在壓緊彈簧的作用下，吊卡內部的蝸杆向上彈起，蝸杆彈起後，安全鍘門打開，吊環上的安全銷自動彈起，吊卡與油管分離，油管放出實現油管的吊起工作，將吊卡下到底，使用機械手將吊卡上的吊環抓住，將吊卡下放到備用位置，實現下一油管的起出工作。

本發明的有益效果是：結構簡單，使用方便，有效減少了操作者的勞動強度，定位準確，運行靈活，整個操作具有連續性，能夠實現一體化自動操作，有效提高了工作效率，避免了對人員的傷害。

附圖說明

附圖1是本發明的結構示意圖；

附圖2是機械手的結構示意圖；

附圖3是吊卡的結構示意圖；

附圖4是安全鍘門的結構示意圖；

附圖5是吊環安全杆的結構示意圖；

附圖6是吊卡復位車的結構示意圖；

上圖中：機械手1、吊卡2、液壓大鉗3、儲料倉4、油管裝卸機5、承載小車1.1、機械手力臂1.2、抓緊彈簧1.3、電磁鐵1.4、機械手轉軸1.5、釋放轉軸1.6、摘環力臂1.7、抓放力臂1.8、進環轉軸1.9、吊卡主體2.1、安全銷2.2、蝸杆軌道運行銷釘2.3、安全鍘門2.4、蝸杆2.5、壓緊彈簧2.6、鍘門蓋板2.7、蝸杆壓板2.8、吊環2.9；載體8.1、拉伸杆8.2、轉軸8.3、拉伸彈簧8.4；按壓杆7.1、銷軸7.2、補償軸7.3、軌道銷釘7.4、承載端7.5。

具體實施方式

結合附圖1-6，對本發明作進一步的描述：

本發明提到的一種油田修井作業設備，包括機械手1、吊卡2、液壓大鉗3、儲料倉4、油管裝卸機5，井口的外部固定油管裝卸機5，油管裝卸機5的下部設有儲料倉4，井口的一側固定機械手1，機械手1上連接吊卡2，井口的另一側設有液壓大鉗3，液壓大鉗3與吊卡2相互對應固定油管；

所述的機械手包括承載小車1.1、機械手力臂1.2、抓緊彈簧1.3、電磁鐵1.4、機械手轉軸1.5、釋放轉軸1.6、摘環力臂1.7、抓放力臂1.8、進環轉軸1.9，承載小車1.1的兩側分別設有機械手力臂1.2，機械手力臂1.2的前端通過抓緊彈簧1.3連接承載小車1.1，機械手力臂1.2的後端通過機械手轉軸1.5連接承載小車1.1，所述的機械手力臂1.2的內側設有電磁鐵1.4，所述的機械手力臂1.2的後端設有摘環力臂1.7和抓放力臂1.8，所述的摘環力臂1.7通過釋放轉軸連接機械手力臂1.2，所述的抓放力臂1.8通過進環轉軸1.9連接機械手力臂1.2，所述的摘環力臂1.7和抓放力臂1.8之間設有吊環進入開口端1.10；承載小車1.1在工作中承載工件通過限位，定位工作位置，機械手轉軸1.5能夠實現機械手1上的摘環力臂1.7和抓放力臂1.8旋轉，自由開合；

所述的吊卡2包括吊卡主體2.1、安全銷2.2、蝸杆軌道運行銷釘2.3、安全鍘門2.4、蝸杆2.5、壓緊彈簧2.6、鍘門蓋板2.7，吊卡主體2.1上設有吊環2.9，所述的吊環連接機械手1上的摘環力臂1.7和抓放力臂1.8之間的吊環進入開口端1.10，所述的吊環2.9上設有安全銷2.2，所述的吊卡主體2.1的中間設有安全鍘門2.4，所述的安全鍘門2.4為半圓形結構，安全鍘門2.4的外部為渦輪結構，安全鍘門2.4的外部設有蝸杆2.5，蝸杆2.5與安全鍘門2.4上的渦輪相互配合，蝸杆2.5的一側設有蝸杆軌道運行銷釘2.3，所述的安全鍘門2.4上設有鍘門蓋板2.7，蝸杆2.5的底部設有壓緊彈簧2.6，安全銷2.2可實現吊起時自動關閉，下放油管時，在吊卡主體2.1的自身重力作用下可上行而打開，油管安全鍘門2.4在油管重力的作用下自行關閉，無重力的情況下，自動打開。

其中，電磁鐵1.4連接電磁線圈，電磁鐵1.4通電後壓縮抓緊彈簧1.3，實現抓緊彈簧1.3的壓縮，電磁鐵1.4失電後回放抓緊彈簧1.3，實現機械手力臂1.2對吊環的移動。

其中，蝸杆2.5的頂部設有蝸杆壓板2.8，通過油管壓放到蝸杆壓板2.8上實現蝸杆的升降，確保油管下放定位準確。

其中，吊環2.9內設有吊環安全杆7，所述的吊環安全杆7包括按壓杆7.1、銷軸7.2、補償軸7.3、軌道銷釘7.4、承載端7.5，按壓杆7.1的兩端通過銷軸7.2連接補償軸7.3，所述的補償軸7.3上設有軌道，補償軸7.3的兩端通過軌道銷釘7.4連接承載端7.5，吊環工作中提高吊環的穩定性，防止裝卸過程中出現不安全因素。

其中，吊卡2的外部連接吊卡復位車8，所述的吊卡復位車8包括載體8.1、拉伸杆8.2、轉軸8.3、拉伸彈簧8.4，載體8.1的末端通過轉軸8.3連接拉伸杆8.2，所述的拉伸杆8.2的底部與載體8.1之間設有拉伸彈簧8.4，吊卡工作過程中實現吊卡的復位，提高工作效率。

本發明提到的一種油田修井作業設備的使用方法，包括以下幾個步驟：

a）將油管通過油管裝卸機5從儲料倉4中取出，通過油管裝卸機5將油管豎起；

b）下油管時，通井機上的大鉤吊起吊卡2上行，達到與油管6相遇的位置，油管6與吊卡2相互卡合，繼續上提吊卡2，油管6通過與吊卡2內部的蝸杆壓板2.8接觸，蝸杆壓板2.8向下壓動蝸杆2.5，蝸杆2.5向下運動，蝸杆2.5向下運動的同時帶動與其相互配合的安全鍘門2.4轉動，安全鍘門2.4關閉後將油管6卡住，油管6卡住後將油管6下放到指定的位置，同時上提油管6，使下面的吊卡2不受力的作用；使用液壓大鉗3將油管6擰緊，然後退出液壓大鉗3；油管6到達指定位置後，吊卡2下部的壓緊彈簧2.6作用，將吊卡2內部的蝸杆2.5向上彈起，蝸杆2.5彈起後，安全鍘門2.4打開，吊環2.9上的安全銷2.2自動彈起；操縱機械手1對吊卡2進行摘掛，操縱機械手1向前運動，到達井口的吊卡2位置，電磁鐵1.4連接電磁線圈，電磁鐵1.4通電後壓縮抓緊彈簧1.3，實現抓緊彈簧1.3的壓縮，機械手力臂1.2在抓緊彈簧1.3的作用下向內側抓緊，機械手1上的摘環力臂1.7和抓放力臂1.8之間的吊環進入開口端1.10將吊環2.9卡住閉合，機械手1工作將吊卡2吊起，吊起後，操縱摘掛力臂1.7將吊環2.9放開，移動機械手1退出吊環2.9，實現油管6的下井作業；

c）起油管時，上提油管6，通過機械手1將吊卡2送至井口，然後下放吊卡2，由於壓縮彈簧2.6的作用，吊卡2上的安全鍘門2.4打開，實現油管與吊卡2上的安全鍘門2.4相互配合，在油管6重力的作用下，安全鍘門2.4關閉，使用液壓大鉗3將油管6扣擰開，上提油管6，使其達到指定的位置，通過油管裝卸機5吊起油管，油管裝卸機5吊起油管後，吊卡2失去重力的作用，在壓緊彈簧2.6的作用下，吊卡2內部的蝸杆2.5向上彈起，蝸杆2.5彈起後，安全鍘門2.4打開，吊環2.9上的安全銷2.2自動彈起，吊卡2與油管6分離，油管6放出實現油管6的吊起工作，將吊卡2下到底，使用機械手1將吊卡2上的吊環2.9抓住，將吊卡2下放到備用位置，實現下一油管6的起出工作。