一种自动修井设备及其自动修井方法转让专利
申请号 : CN202010539920.6
文献号 : CN111648727B
文献日 : 2022-01-28
发明人 : 张俊亮 , 张维友 , 荣学文 , 王会 , 侯晓霞 , 刘海涌
申请人 : 德州学院 , 德州华海石油机械股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种自动修井设备,其特征在于,包括:自走式修井车,包括自走式底盘和安装在所述自走式底盘上的电液系统、控制系统和井架,所述井架为折叠式井架,所述井架通过变幅油缸控制折叠或升起,所述变幅油缸分别与所述电液系统和控制系统连接,所述井架上安装有液压吊卡、推送管机械臂和上卸扣机械臂,所述液压吊卡、推送管机械臂和上卸扣机械臂分别与所述电液系统和控制系统连接;油管检测装置,安装在井口装置上,并与所述控制系统连接,用于检测油管的管箍位置信号并传送给所述控制系统;以及排管装置,包括排管架和移管机构,所述移管机构对应于所述井口装置设置,所述排管架对应设置在所述移管机构的两侧,所述移管机构分别具有一排管位置和一接送管位置,并通过移管控制机构进行所述排管位置和接送管位置的切换,所述移管控制机构与所述控制系统连接;其中,所述控制系统根据所述管箍位置信号通过所述电液系统驱动所述液压吊卡、推送管机械臂、上卸扣机械臂和所述移管控制机构协调动作以完成油管的起管或下管;所述推送管机械臂包括:升降机构,包括滚柱导轨、滑块和升降液压缸,所述滚柱导轨安装在所述井架上,所述滑块和升降液压缸安装在所述滚柱导轨上,所述滑块与所述升降液压缸连接并沿所述滚柱导轨移动;大关节臂,一端通过第一摆动液压缸与所述滑块连接;小关节臂,一端通过第二摆动液压缸与所述大关节臂的另一端连接,所述大关节臂和小关节臂相对于所述滚柱导轨分别具有一修井位置和一运载位置;以及机械手,通过第三摆动液压缸安装在所述小关节臂的另一端,所述机械手包括支座和安装在所述支座上的吊卡推手和油管抓手,所述吊卡推手相对于所述支座分别具有一推出位置和一收回位置,所述油管抓手相对于所述支座分别具有一抓取位置和一放松位置;所述上卸扣机械臂包括:上卸扣平台,包括摆动机构和升降机构,所述升降机构包括升降液压杆和升降滚柱导轨,所述摆动机构安装在所述升降滚柱导轨上,并与所述升降液压杆连接;伸缩机构,安装在所述摆动机构上;以及旋扣机构,包括旋扣钳和背钳,所述背钳安装在所述伸缩机构上,所述旋扣钳设置在所述背钳上方并与所述背钳连接;所述摆动机构包括摆臂和第四摆动液压缸,所述第四摆动液压缸安装在所述升降滚柱导轨的滑块上,所述摆臂的一端与所述第四摆动液压缸连接;所述伸缩机构包括伸缩臂、伸缩液压杆和伸缩滚柱导轨,所述伸缩臂安装在所述伸缩滚柱导轨上,所述伸缩滚柱导轨安装在所述摆臂上,所述伸缩液压杆的一端与所述第四摆动液压缸连接,所述伸缩液压杆的另一端与所述伸缩臂连接。
2.如权利要求1所述的自动修井设备,其特征在于,所述旋扣钳包括旋扣钳体和安装在所述旋扣钳体上的驱动轮、从动轮、旋扣颚板、旋扣卡钳和接近开关,所述旋扣颚板的外表面设置有颚齿,所述旋扣颚板的内表面包括顺序连接的多段圆弧面,所述从动轮分别与所述驱动轮和旋扣颚板外表面的颚齿啮合,所述旋扣卡钳安装在所述旋扣钳体上并与所述旋扣颚板的内表面抵接,所述旋扣钳体上设置有旋扣钳口,所述旋扣颚板与旋扣卡钳分别对应于所述旋扣钳口设置有旋扣开口,所述接近开关安装在所述旋扣钳体上并位于所述旋扣钳体的对称中心线上。
3.如权利要求1或2所述的自动修井设备,其特征在于,所述液压吊卡包括:吊卡钳体,所述吊卡钳体包括本体和连接部,所述本体为中空的圆柱体结构,所述本体的一侧设置有钳口,所述本体上设置有导轨槽,所述本体的圆柱孔内设置有安装凸台,所述安装凸台设置有中心孔和对应于所述钳口的开口,所述开口分别与所述中心孔和所述钳口连通,所述连接部对称设置在所述本体的外圆柱面上;颚板,设置在所述本体的圆柱孔内并沿所述圆柱孔内表面转动,所述颚板设置有与所述钳口适配的颚板开口,所述颚板的外表面与所述本体的圆柱孔内表面适配,所述颚板的内表面设置有多段圆弧面;握杆机构,安装在所述安装凸台上并与所述颚板的内表面连接,所述握杆机构对应于所述颚板内表面的多段圆弧面分别具有一复位位置和一握管位置;以及液压伸缩杆,一端与所述本体的连接部连接,所述液压伸缩杆的另一端通过驱动杆与所述颚板连接,所述驱动杆设置在所述导轨槽内并沿所述导轨槽移动。
4.如权利要求1或2所述的自动修井设备,其特征在于,所述油管检测装置包括:管箍检测机构,包括检测通道和设置在所述检测通道内的励磁线圈和检测线圈,所述油管穿过所述检测通道并经过所述励磁线圈和检测线圈时产生管箍位置信号,所述检测线圈将所述管箍位置信号传送给所述控制系统;防喷器,设置在所述管箍检测机构下方,并通过连接法兰与所述检测通道连接;以及液压卡瓦,设置在所述管箍检测机构上方。
5.如权利要求1或2所述的自动修井设备,其特征在于,所述移管机构包括:安装架;滑台,通过连杆机构安装在所述安装架上,所述连杆机构与用于控制所述滑台起升的滑台液压缸连接;移管导轨,安装在所述滑台上,所述移管导轨底部安装有用于控制所述移管导轨分别向一侧或两侧侧翻的移管液压缸;以及多个送管钩,分别对应所述移管导轨的翻转位置均匀设置在所述滑台的一侧或两侧,所述送管钩靠近所述滑台的一端通过连接杆铰接在所述安装架上,所述送管钩的另一端设置有管钩,同侧的所述送管钩与送管液压缸连接。
6.如权利要求5所述的自动修井设备,其特征在于,所述排管架包括:油管架,包括支撑座和安装在所述支撑座上的上支撑管,所述上支撑管的两端分别向上折弯,所述上支撑管相对于水平面倾斜一角度,且所述上支撑管相对于所述支撑座分别具有一排管位置和一上管位置;以及抬升机构,位于所述支撑座的一端,所述上支撑管的一端支撑在所述抬升机构上,所述抬升机构控制所述上支撑管在所述排管位置和上管位置之间变换。
7.一种自动修井方法,其特征在于,采用上述权利要求1‑6中任意一项所述的自动修井设备进行油井维护,包括如下步骤:S100、获取管箍位置信号,并判断油管是否达到设定位置;S200、起管时,驱动液压吊卡抓取并提升位于井口的油管,当判断所述油管到达所述设定位置时,液压吊卡继续提升所述油管的管箍至设定高度;上卸扣机械臂移动至上卸扣位置并将所述油管和与其连接的井口油管卸扣分离;推送管机械臂将分离后的所述油管推送至排管装置,由所述排管装置对所述油管进行有序排放;S300、重复步骤S200直至将所有井内油管取出,起管工作结束;S400、下管时,所述排管装置顺序将油管送至所述液压吊卡抓取位置,所述液压吊卡抓取并吊运所述油管至所述油管的底端到达所述设定高度;所述推送管机械臂推送所述油管至所述上卸扣位置;所述上卸扣机械臂将所述油管与井口油管的管箍上扣连接后,所述液压吊卡带动所述油管继续下降,通过所述管箍位置信号判断所述油管到达所述设定位置时,所述液压吊卡带动所述油管继续下降至所述油管的管箍到达所述设定高度;以及S500、重复步骤S400直至下管工作结束。
说明书 :
一种自动修井设备及其自动修井方法
技术领域
背景技术
传统的作业方式,施工前需要搭建特定的施工平台,施工设备的流动性差;同时,施工人员
需要采用人力完成起管、上卸扣和排管等工作,存在劳动强度大、危险系数高等问题。近年
来,随着修井技术的不断发展,修井领域也有一部分自动化修井装备,例如液压卡瓦、液压
吊卡等,但是这些设备的协调性较差,自动化程度较低,需要进一步完善和改进。
发明内容
分别与所述电液系统和控制系统连接,所述井架上安装有液压吊卡、推送管机械臂和上卸
扣机械臂,所述液压吊卡、推送管机械臂和上卸扣机械臂分别与所述电液系统和控制系统
连接;
置,并通过移管控制机构进行所述排管位置和接送管位置的切换,所述移管控制机构与所
述控制系统连接;
所述滚柱导轨移动;
推出位置和一收回位置,所述油管抓手相对于所述支座分别具有一抓取位置和一放松位
置。
机构包括伸缩臂、伸缩液压杆和伸缩滚柱导轨,所述伸缩臂安装在所述伸缩滚柱导轨上,所
述伸缩滚柱导轨安装在所述摆臂上,所述伸缩液压杆的一端与所述摆动液压缸连接,所述
伸缩液压杆的另一端与所述伸缩臂连接。
述旋扣颚板的内表面包括顺序连接的多段圆弧面,所述从动轮分别与所述驱动轮和旋扣颚
板外表面的颚齿啮合,所述旋扣卡钳安装在所述旋扣钳体上并与所述旋扣颚板的内表面抵
接,所述旋扣钳体上设置有旋扣钳口,所述旋扣颚板与旋扣卡钳分别对应于所述旋扣钳口
设置有旋扣开口,所述接近开关安装在所述旋扣钳体上并位于所述旋扣钳体的对称中心线
上。
所述安装凸台设置有中心孔和对应于所述钳口的开口,所述开口分别与所述中心孔和所述
钳口连通,所述连接部对称设置在所述本体的外圆柱面上;
板的内表面设置有多段圆弧面;
测线圈将所述管箍位置信号传送给所述控制系统;
端设置有管钩,同侧的所述送管钩与送管液压缸连接。
分别具有一排管位置和一上管位置;以及
扣位置并将所述油管和与其连接的井口油管卸扣分离;推送管机械臂将分离后的所述油管
推送至排管装置,由所述排管装置对所述油管进行有序排放;
油管至所述上卸扣位置;所述上卸扣机械臂将所述油管与井口油管的管箍上扣连接后,所
述液压吊卡带动所述油管继续下降,通过所述管箍位置信号判断所述油管到达所述设定位
置时,所述液压吊卡带动所述油管继续下降至所述油管的管箍到达所述设定高度;以及
液压吊卡等,集成化程度高,大大提高了修井设备的灵活性,实现了自动化修井。在修井过
程中,无需搭建特定的工作平台,只需要通过操控面板输入设定好的修井参数,修井设备即
可自动上卸扣、移管和排管,在减轻工人的劳动强度,提高修井效率的同时,也便于修井设
备的转场,并显著提高了施工安全性。
附图说明
具体实施方式
备,包括:自走式修井车,包括自走式底盘和安装在所述自走式底盘上的电液系统、控制系
统和井架11,所述井架11为折叠式井架11,所述井架11通过变幅油缸4控制折叠或升起,所
述变幅油缸4分别与所述电液系统和控制系统连接,所述井架11上安装有液压吊卡5、推送
管机械臂7和上卸扣机械臂6,所述液压吊卡5、推送管机械臂7和上卸扣机械臂6分别与所述
电液系统和控制系统连接;油管检测装置8,安装在井口装置上,并与所述控制系统连接,用
于检测油管的管箍位置信号并传送给所述控制系统;以及排管装置9,包括排管架91和移管
机构92,所述移管机构92对应于所述井口装置设置,所述排管架91对应设置在所述移管机
构92的两侧,所述移管机构92分别具有一排管位置和一接送管位置,并通过移管控制机构
进行所述排管位置和接送管位置的切换,所述移管控制机构与所述控制系统连接;其中,所
述控制系统根据所述管箍位置信号通过所述电液系统驱动所述液压吊卡5、推送管机械臂
7、上卸扣机械臂6和所述移管控制机构协调动作以完成油管的起管或下管。本实施例的电
液系统和操控面板设于运输车1后侧,变幅油缸4的一端铰于接运输车1后侧,另一端铰接于
井架11的中部,井架11的底端铰接在运输车1后侧,所述井架11的两侧分别固定有上卸扣机
械臂6和推送管机械臂7,用于连接和拆卸油管,所述井架11下端设有底盘支腿10,所述底盘
支腿10可以收缩和伸出,所述液压吊卡5通过滑轮组与钢丝绳相连,所述滑轮组固定于井架
11,通过举升油缸14控制液压吊卡5升降,所述油管检测装置8安装在油田井口,所述排管装
置9放置在与车载底盘相对的地面上。
连接部512,所述本体511为中空的圆柱体结构,所述本体511的一侧设置有钳口513,所述本
体511上设置有导轨槽514,所述本体511的圆柱孔内设置有安装凸台515,所述安装凸台515
设置有中心孔和对应于所述钳口513的开口,所述开口分别与所述中心孔和所述钳口513连
通,所述连接部512对称设置在所述本体511的外圆柱面上;颚板52,设置在所述本体511的
圆柱孔内并沿所述圆柱孔内表面转动,所述颚板52设置有与所述钳口513适配的颚板开口
521,所述颚板52的外表面与所述本体511的圆柱孔内表面适配,所述颚板52的内表面设置
有多段圆弧面;握杆机构55,安装在所述安装凸台515上并与所述颚板52的内表面连接,所
述握杆机构55对应于所述颚板52内表面的多段圆弧面分别具有一复位位置和一握管位置;
以及液压伸缩杆53,一端与所述本体511的连接部512连接,所述液压伸缩杆53的另一端通
过驱动杆54与所述颚板52连接,所述驱动杆54设置在所述导轨槽514内并沿所述导轨槽514
移动。
开关56在被挤压后,会将信号传输至PLC模块21,PLC模块21会根据接收的信号,通过控制液
压泵站和电磁换向阀23使液压伸缩杆53伸长。由于液压伸缩杆53的顶端与驱动杆54相连,
所以液压伸缩杆53的伸长势必会带动驱动杆54沿着导轨槽514运动,进而带动颚板52转动。
由于颚板52的内部设有多组弧度不等的弧形面,所以颚板52的转动会挤压握杆机构55的滚
轮,当颚板52内圈的弧度最大处挤压滚轮时,滚轮向内侧移动,此时握杆机构55的滚轮和固
定板之间的压缩弹簧受到挤压收缩,握杆机构55的卡瓦连接杆带动卡瓦向内侧相向移动伸
出,直至恰好可以握紧油管12。当完成油管12提升后,液压伸缩杆53泄压收缩,进而带动驱
动杆54复位,从而使握杆机构55的卡瓦反向收缩,液压吊卡5松开油管12。
包括:升降机构71,包括滚柱导轨713、滑块711和升降液压缸712,所述滚柱导轨713安装在
修井车的井架11上,所述滑块711和升降液压缸712安装在所述滚柱导轨713上,所述滑块
711与所述升降液压缸712连接并沿所述滚柱导轨713移动;大关节臂72,一端通过第一摆动
液压缸721与所述滑块711连接;小关节臂73,一端通过第二摆动液压缸731与所述大关节臂
72的另一端连接,所述大关节臂72和小关节臂73相对于所述滚柱导轨713分别具有一修井
位置和一运载位置;以及机械手74,通过第三摆动液压缸733安装在所述小关节臂73的另一
端,所述机械手74包括支座743和安装在所述支座743上的吊卡推手741和油管抓手742,所
述吊卡推手741相对于所述支座743分别具有一推出位置和一收回位置,所述油管抓手742
相对于所述支座743分别具有一抓取位置和一放松位置。
构71还包括多个固定扣715,均布在所述滚柱导轨713上并位于与所述滑块711相对的一侧,
用于将升降机构71与修井车相连。本实施例的大关节臂72包括第一摆动液压缸721和大摆
臂722,所述第一摆动液压缸721固连于滑块711的外侧,大摆臂722与第一摆动液压缸721相
连,所述第一摆动液压缸721用于控制大摆臂722运动;所述小关节臂73包括第二摆动液压
缸731、小摆臂732和第三摆动液压缸733,所述第二摆动液压缸731设于大摆臂722和小摆臂
732的连接处,用于控制小摆臂732运动,所述第三摆动液压缸733设于小摆臂732的另一端,
用于连接机械手74;以及机械手74,通过第三摆动液压缸733安装在所述小关节臂73的另一
端,所述机械手74包括支座743和安装在所述支座743上的吊卡推手741和油管抓手742,所
述吊卡推手741相对于所述支座743分别具有一推出位置和一收回位置,所述油管抓手742
相对于所述支座743分别具有一抓取位置和一放松位置。
缸体安装在所述支座743上,所述推杆7412安装在所述伸缩液压缸7411的液压杆端部。所述
推杆7412沿长度方向与所述伸缩液压缸7411的轴线垂直,所述推杆7412以所述伸缩液压缸
7411的轴线为中心对称设置。油管抓手742包括抓手液压缸7421和钳体7426,抓手液压缸
7421用于控制钳体7426的开合,所述抓手液压缸7421的缸体安装在所述支座743上,所述钳
体7426安装在所述支座743上并通过连接件7424与所述抓手液压缸7421的液压杆连接。其
中,所述钳体7426包括对称设置的一对钳手,所述钳手的尾端分别铰接在所述支座743上,
所述钳手的根部分别设置有滑动块7423并靠近所述尾端的铰接点处,所述连接件7424上设
置有滑动槽7425,所述滑动块7423安装在所述滑动槽7425内并沿所述滑动槽7425相向移
动。所述油管抓手742还可包括接近开关7422,所述接近开关7422设置在所述钳体7426的下
侧并位于所述钳体7426的对称中心线上。所述抓手液压缸7421位于所述伸缩液压缸7411下
方,且所述抓手液压缸7421的轴线与所述伸缩液压缸7411的轴线互相平行。
括检测通道831和设置在所述检测通道831内的励磁线圈832和两组检测线圈833,所述励磁
线圈832和两组检测线圈833等距设于检测通道831内,所述油管12穿过所述检测通道831并
经过所述励磁线圈832和检测线圈833时产生管箍位置信号,所述检测线圈833将所述管箍
位置信号传送给所述PLC模块21;防喷器81,设置在所述管箍检测机构83下方,并通过连接
法兰82与所述检测通道831连接;以及液压卡瓦84,设置在所述管箍检测机构83上方。即检
测线圈833的电压信号通过测量电路22进行测量和传输,并将其转化为开关信号传输给PLC
模块21,当检测通道831内的磁场不发生突变时,检测线圈833的输出电压为0V,当磁场出现
突变时,检测线圈833的输出电压为非0V,所以只需在PLC模块21设定检测线圈833的检测阀
值,即可判断是否有管箍13通过该管箍检测机构83。
与用于控制所述滑台922起升的滑台液压缸925连接,滑台一端还可设置用于辅助滑台922
往复移动的辅助液压缸920;移管导轨923,安装在所述滑台922上,所述移管导轨923底部安
装有用于控制所述移管导轨923分别向一侧或两侧侧翻的移管液压缸928;以及多个送管钩
924,分别对应所述移管导轨923的翻转位置均匀设置在所述滑台922的一侧或两侧,所述送
管钩924靠近所述滑台922的一端通过连接杆9211铰接在所述安装架921上,所述送管钩924
的另一端设置有管钩,同侧的所述送管钩924与送管液压缸929连接。
述滑台922底面铰接,所述滑台液压缸925的一端与所述第二连杆927的中部连接,所述滑台
液压缸925的另一端与所述安装架921连接,辅助液压缸920的一端与安装架921连接,另一
端与滑台922的一端连接。所述移管导轨923上还可设置有多个过渡杆,所述过渡杆呈V型对
称设置在所述移管导轨923的两侧。所述送管液压缸929的一端安装在所述安装架921上,所
述送管液压缸929的另一端与同侧的多个所述送管钩924之一连接。
一侧或两侧侧翻,所述安装架921两端铰接有第一连杆926和第二连杆927,所述第一连杆
926和第二连杆927底端安装在安装架921上,所述第二连杆927的中部铰接滑台液压缸925,
用于控制滑台922的起升,所述三组送管钩924尾部通过连接杆9211设于安装架921,送管钩
924的中部铰接有送管液压缸929,用于控制送管钩924的运动,所述基座四个角上设有四个
地脚9212,用于调节移管机构92的水平状态。
底支撑管和斜支撑管,底支撑管连接两侧的下支撑管,斜支撑管一端与下支撑管连接,另一
端与上支撑管连接,即该斜支撑管与底支撑管与上支撑管与下支撑管共同形成一稳定的三
角形结构支架,所述上支撑管的两端分别向上折弯,所述上支撑管相对于水平面倾斜一角
度,且所述上支撑管相对于所述支撑座分别具有一排管位置和一上管位置;以及抬升机构,
位于所述支撑座的一端,所述上支撑管的一端支撑在所述抬升机构上,所述抬升机构控制
所述上支撑管在所述排管位置和上管位置之间变换。所述抬升机构优选为电动液压缸912,
所述电动液压缸912底部设置有底板,该电动液压缸912顶部与该上支撑管的一端抵接。本
实施例中,还可包括至少一个横担,所述横担的两端分别通过定位销安装在所述上支撑架
两端的折弯段上。其中,所述上支撑架两端的折弯段上设置有用于安装所述定位销的U型
槽。所述排管位置的所述上支撑管相对于水平面倾斜2‑4度,所述上管位置的所述上支撑管
相对于水平面倾斜负2‑4度。
升降机构612包括升降液压杆6121和升降滚柱导轨6122,所述摆动机构611安装在所述升降
滚柱导轨6122上,并与所述升降液压杆6121连接;伸缩机构62,安装在所述摆动机构611上;
以及旋扣机构63,包括旋扣钳631和背钳632,所述背钳632安装在所述伸缩机构62上,所述
旋扣钳631设置在所述背钳632上方并与所述背钳632连接。其中,所述摆动机构611包括摆
臂6111和摆动液压缸6112,所述摆动液压缸6112安装在所述升降滚柱导轨6122的滑块711
上,所述摆臂6111的一端与所述摆动液压缸6112连接;所述伸缩机构62包括伸缩臂623、伸
缩液压杆621和伸缩滚柱导轨622,所述伸缩臂623安装在所述伸缩滚柱导轨622上,所述伸
缩滚柱导轨622安装在所述摆臂6111上,所述伸缩液压杆621的一端与所述摆动液压缸6112
连接,所述伸缩液压杆621的另一端与所述伸缩臂623连接。本实施例的所述旋扣钳631包括
旋扣钳体和安装在所述旋扣钳体上的驱动轮、从动轮、旋扣颚板、旋扣卡钳和旋扣接近开关
633,所述旋扣颚板的外表面设置有颚齿,所述旋扣颚板的内表面包括顺序连接的多段圆弧
面,所述从动轮分别与所述驱动轮和旋扣颚板外表面的颚齿啮合,所述旋扣卡钳安装在所
述旋扣钳体上并与所述旋扣颚板的内表面抵接,所述旋扣钳体上设置有旋扣钳口,所述旋
扣颚板与旋扣卡钳分别对应于所述旋扣钳口设置有旋扣开口,所述旋扣接近开关633安装
在所述旋扣钳体上并位于所述旋扣钳体的对称中心线上。
电连接测量电路22,测量电路22电连接泵站压力传感器25、旋扣接近开关633、接近开关
7422、触动开关56和管箍检测机构83,测量电路22用于将泵站压力传感器25、旋扣接近开关
633、接近开关7422、触动开关56和管箍检测机构83采集的电压信号转化后传送至PLC模块
21,PLC模块21将泵站压力传感器25、旋扣接近开关633、接近开关7422、触动开关56和管箍
检测机构83采集的电压信号转化为开关量信号,进而控制电磁换向阀23和电液比例流量阀
24的开合。该自动修井设备设置有多组电磁换向阀23,分别使用液压油管连接推送管机械
臂7、上卸扣机械臂6、排管装置9和液压吊卡5等,所述电液比例流量阀24连接液压吊卡5举
升油缸,用于调节举升油缸14的提升速度。
备进行修井维护,包括如下步骤:
动至上卸扣位置并将所述油管和与其连接的井口油管卸扣分离;推送管机械臂7将分离后
的所述油管推送至排管装置9,由所述排管装置9对所述油管进行有序排放;
推送所述油管至所述上卸扣位置;所述上卸扣机械臂6将所述油管与井口油管的管箍上扣
连接后,所述液压吊卡5带动所述油管继续下降,通过所述管箍位置信号判断所述油管到达
所述设定位置时,所述液压吊卡5带动所述油管继续下降至所述油管的管箍到达所述设定
高度;以及
井前,先根据场地情况设置排管装置9,搭建和安装移管机构92,将移管机构92设于地面,安
装完成后使移管导轨923正对油管,以保证每次移管导轨923伸长和上升后可以接住油管底
部。在移管机构92安装完成后,将油管架911搭建在移管机构92的两侧,油管架911底部水平
放置,上部右侧高于左侧,倾角保持在2‑4度范围内,以便于油管利用重力从右侧滚(滑)至
左侧,同时不会因倾角过大油管速度过快,冲出油管架911,排管架91安装完成后,移管机构
92的送管钩924可以将油管12送入排管架91,同时,在下管时,送管钩924可以从排管架91上
勾取油管12。
最佳位置,将底盘支腿10伸出,变幅油缸4将井架11起升至竖直状态,同时展开修井设备的
各功能部件,做好修井准备。
的位置,测量推送管机械臂7抓取目标油管的位置、上卸扣机械臂6的旋扣位置,然后通过操
控面板的按键输入目标参数,通过软件计算出上卸扣机械臂6和推送管机械臂7的运动轨迹
和行程,实现自动上卸扣和推送管的功能;根据油管12的长度,设定液压吊卡5每次升降的
距离,即每次液压吊卡5吊起油管12的高度一致,以保证每次作业,油管12的管箍处于同一
位置。
机构83的检测线圈833不断检测检测通道831内的磁场变化,当油管12的管箍经过时,检测
通道831内励磁线圈832产生的磁场发生突变,磁场突变会使检测线圈833的输出电压发生
变化,当检测模块监测到检测线圈833产生的电压到达设定阀值时,证明管箍此时到达检测
装置,然后PLC模块21控制液压吊卡5继续上升至设定的行程并停止提升油管12,此时油管
12的管箍位置和上一跟油管12的位置相同。当液压吊卡5停止提升油管12时,上卸扣机械臂
6的伸缩液压杆621伸长,将旋扣机构63向管箍方向推进,当旋扣接近开关633检测到旋扣钳
631到达油管后,伸缩液压杆621停止推送,此时管箍处于卸扣位置,旋扣钳631开始旋扣将
两根油管12分离,油管12分离后,上卸扣机械臂6复位,液压吊卡5继续将油管12提升一段距
离后停止,接着推送管机械臂7的大关节臂72伸长,将机械手74推送至油管方向,当机械手
74向前运动过程中,接近开关7422检测到油管12卡入油管抓手742后,抓手液压缸7421收
缩,使油管抓手742握紧油管12底端,然后推送管机械臂7握住油管12继续向前运动。在推送
管机械臂7推管前,移管机构92的移管液压缸928伸长,举升安装架921的同时将移管导轨
923向井口推送,如果距离过远,也可配合滑台液压缸925向前推动滑台922,从而将移管导
轨923推向井口,等待推送管机械7将油管12底端送至移管导轨923入口。
管12在吊卡钳体51的钳口513滑出。然后移管机构92的滑台液压缸925和辅助液压缸920收
缩,将移管导轨923复位持平,然后移管液压缸928伸长,将移管导轨923向排管架91方向侧
翻,将移管导轨923内的油管12翻入送管钩924,最后通过送管钩924滑入排管架91。油管12
在排管架91内不断排列,当排满一层后,可以在排管架91搭建第二层。
管12外侧,同时辅助液压吊卡5在油管12外侧缓缓向下移动。当液压吊卡5下降至设定行程
后,吊卡推手741复位,此时液压吊卡5的钳口513可以卡住油管接箍下侧的油管12,油管12
可以触动吊卡钳体51内的触动开关56,使吊卡钳体51抱紧油管12,以便将油管12向上提升,
此后的工作过程同上述油管拆卸过程。
机构92一侧。在下管时,移管液压缸928将移管导轨923侧翻等待接管,然后送管液压缸929
控制送管钩924将油管架911的油管12钩取至移管导轨923,移管机构92在完成取管后,移管
液压缸928收缩,将移管导轨923摆正。移管导轨923摆正后,滑台液压缸925和辅助液压缸
920共同作用将移管导轨923推送至井口方向,等待液压吊卡5接管。
按压触动开关56,使液压吊卡5抱紧油管12,并开始提升。
管接箍处,等待旋扣连接,然后推送管机械臂7和移管机构92复位。在完成旋扣准备后,上卸
扣机械臂6开始工作,将油管12上扣连接。上扣完成后,液压卡瓦84打开,同时液压吊卡5带
动油管12继续下降,当管箍检测机构83检测到管箍经过后,PLC模块21发送指令,使液压吊
卡5继续下降设定高度,以保证每次下管完成后油管管箍的位置始终处于同一位置。
性,实现了自动化修井。在修井过程中,无需搭建特定的工作平台,只需要通过操控面板输
入设定好的修井参数,修井设备即可自动上卸扣、移管和排管,在减轻工人的劳动强度,提
高修井效率的同时,也便于修井设备的转场,并显著提高了施工安全性。
形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。