一種修井作業油管杆自動輸送裝置及其輸送方法與流程

2023-12-10 09:25:57

本發明創造涉及一種修井作業油管杆自動輸送裝置，屬於機械化油杆輸送領域。

背景技術：

隨著經濟技術的快速發展，機械自動化也獲得了高速發展。現有的油田油井修井時油管或油杆的輸送主要是依賴人工，工作效率低，勞動強度大，具有一定的危險性。

對於油田輸送裝置來說，現有的機構主要出現以下幾個問題：

1.現有的油田輸送裝置，排放油管杆時，需要拉送油管杆一人，排放油管杆一人，不僅勞動強度大、安全隱患多，又費時費力；

2. 現有的油田輸送裝置，油管杆的輸送是通過抓管杆機構完成。油管杆最大重量達到140kg，通過抓管機構直接拋送油管杆，管杆抓取臂與抓取鉤相接觸處受力較大，對設備造成嚴重的破壞；

3. 現有的油田輸送裝置沒有螺紋防護裝置，油管杆螺紋部分遭到破壞。

技術實現要素：

本發明創造要解決的技術問題是提供一種修井作業油管杆自動輸送裝置，該輸送裝置採用機械自動化油管杆排放設備，高效率，高質量，降低勞動強度。

為解決以上問題，本發明創造的具體技術方案如下：一種修井作業油管杆自動輸送裝置，輸送裝置由2～4組平行設置的管橋組成，管橋的端部共同連接舉升機構，管橋由四層隔管組成，至少兩組管橋的每根隔管的端部設有電機，隔管上通過滑道連接推取裝置，在推取裝置上方設有具有凸臺的連接板，連接板通過傳動裝置與電機連接；在連接板的兩端分別設有向上伸出的取管擋銷，取管擋銷通過彈性裝置限制其只能向連接板凸臺方向旋轉；在推取裝置移動方向的端部設有可上下轉動的推管擋銷。

在舉升機構的長度方向至少設置兩個頂入機構，頂入機構將管橋外端部的油杆管運輸到舉升機構上；在舉升機構的長度方向至少設置兩個導向機構，在導向機構的架體頂部設有定位塊，定位塊是可拆卸的，從管橋向油井下管時，插上定位塊；從油井向管橋上管時，卸下定位塊。

底部的一層隔管為固定隔管，其上放置油杆；上部三層的隔管為活動隔管，其上放置油管；固定隔管上的推取裝置中取管擋銷和推管擋銷的尺寸與油杆直徑尺寸對應；活動隔管上的推取裝置中取管擋銷和推管擋銷的尺寸與油管直徑尺寸對應。

所述的舉升機構的長度與輸送油杆或油管的長度對應，舉升機構的底架內設有導向滑軌，導向滑軌滑動連接滑動管套，滑動管套通過伸縮油缸與底架連接；滑動管套上連接平移滑板，在平移滑板上連接舉升油缸的一端，舉升油缸的另一端鉸接雙滑道，雙滑道的一端與設置在底架端部的支架通過銷軸活動連接；在雙滑道上設沿雙滑道平移的動力小車。

所述的雙滑道下方設有頂出機構，頂出機構由起升機構、頂板、頂出油缸和導向柱組成，起升機構通過連杆結構連接在平移滑板上，起升機構上表面連接頂板；頂出油缸通過銷軸一端連接起升機構，一端連接平移滑板；起升機構滑動連接導向柱，由頂出油缸帶動起升機構順著導向柱上下運動；頂板的數量可根據油管杆的長度進行調整，且頂板頂面向外的斜面。

所述的頂入機構結構為，由滑道組成的架體外側設有頂入滑板，頂入滑板與定位塊的上表面角度一致，且為向舉升機構方向傾斜；頂入滑板通過動力裝置在滑道上滑動。

所述的導向機構結構為，豎框與舉升機構通過耳片鉸接，在豎框的頂部通過銷軸活動連接過渡臂，過渡臂展開後的斜面與豎框頂部的斜面重疊。

一種採用修井作業油管杆自動輸送裝置對油井內的油管杆從油井內輸出的方法，包括以下步驟：

1）卸下導向機構中的定位塊，導向機構的過渡臂展開延伸至管橋對應位置的隔管高度；舉升油缸舉起，伸縮油缸伸出至井口，同時動力小車啟動，動力小車從遠離井口方向運行至井口位置；將輸出的油泵杆放入輸送機上的動力小車內，油泵杆隨動力小車運輸到舉升機構的雙滑道內；

2）伸縮油缸和舉升油缸分別收回，舉升機構回位；頂出機構的頂板升起將油管杆從雙滑道裡頂出，油管杆順著過渡臂滾至管橋上；

3）輸出油泵杆時，啟動推取裝置，將推取裝置上的推管擋銷轉動，使推管擋銷為向上位置，啟動電機，推取裝置由近及遠移動，從而推動油管杆在隔管上由外至內依次排列；當油管靠重力可以滾至遠離舉升機構方向的管橋一端時不需要啟動推取管裝置；當油管不滾動時，啟動推取裝置；往復步驟1）至步驟3），將油杆放置在底部固定隔管上，將油管依次放置在上方三層的移動隔管上。

一種採用修井作業油管杆自動輸送裝置對管橋上的油管杆輸入到油井內的方法，包括以下步驟：

1）安裝導向機構中的定位塊，並將推取管裝置上的推管擋銷旋轉為向下位置，頂出機構和導向機構中的過渡臂分別恢復原位；

2）啟動電機，推取管裝置由近及遠移動，當遇到油管杆時，取管擋銷被油管壓倒；當取管擋銷移動到兩根管的間隙處時，取管擋銷在彈簧的作用下彈起，鉤起一根油管杆，然後推取裝置在電機的帶動下，將油管杆移動到管橋近端；

3）頂入機構的頂入滑板向上移動，油管杆通過定位塊靠自身重力滑入至舉升機構的雙滑道內，舉升油缸升起，伸縮油缸伸出將油管送到井口位置，吊起油管，動力小車隨動，直至油管杆進入井口；

4）往復步驟1）至步驟3），依次將三層移動隔管上的油管由上至下移動至井口，最後再移動固定隔管上的油杆移動至井口，直至全部油管杆移送至井內。

該修井作業油管杆自動輸送裝置採用至少兩排動力管橋裝置，可以將管橋上排布的油泵杆進行外力拉動，使其達到指定的位置，再通過頂入機構運送出去，從而減少了人力推動油管杆移動，降低了勞動強度，提高了工作效率。

優選的，在舉升機構的側端設置頂入機構和導向機構，可以分別應用，實現對油管杆向井內或井外的運送功能。

將推取裝置設置兩種尺寸，從而滿足油管和油杆運輸的需要。

舉升機構通過伸縮油缸、舉升油缸對雙滑道進行控制，實現對油管杆或油泵杆的運送功能，同時通過滑道上滑動的動力小車，對油管杆上的螺紋進行保護。

在雙滑道上設置頂出機構，頂出機構由多個頂板組成，工作性能平穩，從而控制油管杆與舉升機構的順利脫離，減少人工搬運。

在舉升機構端部設置頂入機構，通過上下移動的頂入滑板對油管杆向舉升機構的雙滑道內滑動；採用導向機構，通過過渡臂將油管杆導向到指定的隔管上，大大降低了油管杆對設備的衝擊，減少對整體設備的破壞，節省了資源，提高了一定的經濟效益。

採用修井作業油管杆自動輸送裝置將油管杆移出油井或輸入油井，完全實現自動化，減少了人力推動油管杆移動，降低了勞動強度，提高了工作效率。

附圖說明

圖1為一組管橋的側視圖。

圖2為推取裝置主視圖。

圖3為推取裝置側視圖。

圖4為修井作業油管杆自動輸送裝置增加頂入機構和導向機構的俯視圖。

圖5為舉升機構主視圖。

圖6為舉升機構剖視圖。

圖7為頂出機構主視圖。

圖8為頂出機構俯視圖。

圖9為頂出機構左視圖。

圖10為頂入機構工作示意圖。

圖11為導向機構工作示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，一種修井作業油管杆自動輸送裝置，輸送裝置由2～4組平行設置的管橋組成，管橋的端部共同連接舉升機構20，管橋由四層隔管組成，其特徵在於：至少兩組管橋的每根隔管的端部設有電機6，隔管上通過滑道7連接推取裝置10，在推取裝置10上方設有具有凸臺的連接板12，連接板12通過傳動裝置與電機6連接；在連接板12的兩端分別設有向上伸出的取管擋銷15，取管擋銷15通過彈性裝置限制其只能向連接板凸臺方向旋轉；在推取裝置10移動方向的端部設有可上下轉動的推管擋銷14，推管擋銷14在取管過程中不工作，位置向下，送管的過程為工作狀態，旋轉後位置向上。

如圖4所示，在舉升機構20的長度方向至少設置兩個頂入機構30，頂入機構30將管橋外端部的油杆管運輸到舉升機構20上，頂入機構用於將管橋上的油管杆移送至舉升機構20上；在舉升機構20的長度方向至少設置兩個導向機構40，在導向機構40的架體頂部設有定位塊34，定位塊34的上表面與頂入滑板32的上表面角度一致，且為向舉升機構20方向傾斜；定位塊34是可拆卸的，從管橋向油井下管時，插上定位塊34；從油井向管橋上管時，卸下定位塊34；導向機構40在送管時，定位塊34起導向作用。

底部的一層隔管為固定隔管1，其上放置油杆；上部三層的隔管為活動隔管2，其上放置油管；固定隔管1上的推取裝置10中取管擋銷15和推管擋銷14的尺寸與油杆直徑尺寸對應；活動隔管2上的推取裝置10中取管擋銷15和推管擋銷14的尺寸與油管直徑尺寸對應。

如圖5和圖6所示，所述的舉升機構20的長度與輸送油杆或油管的長度對應，舉升機構20的底架21內設有導向滑軌22，導向滑軌22滑動連接滑動管套23，滑動管套23通過伸縮油缸28與底架21連接，伸縮油缸28伸縮可帶動底架21前後滑動；滑動管套23上連接平移滑板24，在平移滑板24上連接舉升油缸25的一端，舉升油缸25的另一端鉸接雙滑道26，雙滑道26的一端與設置在底架21端部的支架通過銷軸活動連接，啟動舉升油缸25，雙滑道26靠近井口的一端即被抬起；在雙滑道26上設沿雙滑道平移的動力小車29，從而保護油管杆的螺紋部分。

與以往的輸送裝置只可以單方向輸送相比，此設備的雙滑道具有雙向輸送的功能，輸送裝置兩側都可以放置管橋，不受場地限制；目前衝砂作業方面，仍是依賴於連續油管作業。現有的輸送裝置，不能存儲衝砂管，衝砂時，每次向油井裡下一根油管都要重新起下一次衝砂管進行連接，衝砂效率低很容易造成溢流現象。針對這個問題，設計了雙滑道。衝砂時，雙滑道可同時應用，其中一滑道正常下油管，另一滑道可存儲衝砂管，簡化了起下衝砂管的過程，從而簡化衝砂作業過程，提高了衝砂作業效率。

如圖7至圖9所示，所述的雙滑道26下方設有頂出機構50，頂出機構由起升機構51、頂板27、頂出油缸52和導向柱53組成，起升機構51通過連杆結構連接在平移滑板24上，起升機構51上表面連接頂板27；頂出油缸52通過銷軸一端連接起升機構51，一端連接平移滑板24；起升機構51滑動連接導向柱53，由頂出油缸52帶動起升機構51順著導向柱53上下運動；頂板27的數量可根據油管杆的長度進行調整，且頂板27頂面向外的斜面。

如圖10和圖11所示，所述的頂入機構30結構為，由滑道組成的架體外側設有頂入滑板32，頂入滑板32與定位塊34的上表面角度一致，且為向舉升機構20方向傾斜。頂入滑板32通過動力裝置在滑道上滑動，平移滑板32的上表面與定位塊34的上表面角度一致，且為向舉升機構20方向傾斜。

所述的導向機構40結構為，豎框41與舉升機構20通過耳片鉸接，在豎框41的頂部通過銷軸活動連接過渡臂42，過渡臂42展開後的斜面與豎框41頂部的斜面重疊。

一種採用修井作業油管杆自動輸送裝置對油井內的油管杆從油井內輸出的方法，包括以下步驟：

1）卸下導向機構40中的定位塊34，導向機構40的過渡臂42展開延伸至管橋對應位置的隔管高度；舉升油缸25舉起，伸縮油缸28伸出至井口，同時動力小車29啟動，動力小車29從遠離井口方向運行至井口位置；將輸出的油泵杆放入輸送機上的動力小車29內，油泵杆隨動力小車29運輸到舉升機構20的雙滑道26內；

2）伸縮油缸28和舉升油缸25分別收回，舉升機構20回位；頂出機構50的頂板27升起將油管杆從雙滑道26裡頂出，油管杆順著過渡臂42滾至管橋上；

3）輸出油泵杆時，啟動推取裝置10，將推取裝置10上的推管擋銷14轉動，使推管擋銷14為向上位置，啟動電機6，推取裝置10由近及遠移動，從而推動油管杆在隔管上由外至內依次排列；當油管靠重力可以滾至遠離舉升機構20方向的管橋一端時不需要啟動推取管裝置10；當油管不滾動時，啟動推取裝置10；往復步驟1）至步驟3），將油杆放置在底部固定隔管1上，將油管依次放置在上方三層的移動隔管2上。

一種採用修井作業油管杆自動輸送裝置對管橋上的油管杆輸入到油井內的方法，包括以下步驟：

1）安裝導向機構40中的定位塊34，並將推取管裝置10上的推管擋銷14旋轉為向下位置，頂出機構50和導向機構40中的過渡臂42分別恢復原位；

2）啟動電機6，推取管裝置10由近及遠移動，當遇到油管杆時，取管擋銷15被油管壓倒；當取管擋銷15移動到兩根管的間隙處時，取管擋銷15在彈簧13的作用下彈起，鉤起一根油管杆，然後推取裝置10在電機6的帶動下，將油管杆移動到管橋近端；

3）頂入機構30的頂入滑板32向上移動，油管杆通過定位塊34靠自身重力滑入至舉升機構20的雙滑道26內，舉升油缸25升起，伸縮油缸28伸出將油管送到井口位置，吊起油管，動力小車29隨動，直至油管杆進入井口；

4）往復步驟1）至步驟3），依次將三層移動隔管2上的油管由上至下移動至井口，最後再移動固定隔管1上的油杆移動至井口，直至全部油管杆移送至井內。

該利用修井作業油管杆自動輸送裝置對油管杆運送的方法將抓管杆杆機構改進為頂入機構，通過頂入機構的升降運送油管杆。這種排放方式大大降低了油管杆對設備的衝擊，減少對整體設備的破壞，節省了資源，提高了一定的經濟效益。