一种带压作业蓄能修井机

文档序号:28783 发布日期:2021-09-24 浏览:58次 >En<

阅读说明:本技术 一种带压作业蓄能修井机 (Energy storage workover rig for under-pressure operation ) 是由 王西武 刘磊 王茂华 颜琪 成涛 张晨 欧阳新良 于 2021-08-26 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种带压作业蓄能修井机,属于修井机技术领域,包括工作架,工作架的一侧设置有控制机构,控制机构与工作架之间安装有升降机构,升降机构包括主油缸,主油缸的上端固定安装有提升天车,主油缸的下端固定安装有反加压天车;主油缸包括油缸本体,油缸本体的内部设置有环腔,环腔内设置有第一活塞杆,第一活塞杆的内部设置有第一环分腔和第二环分腔,第二环分腔的内部连接有第二活塞杆;本发明解决了现有方案中当油管进行提升时无法实现同步操作,导致油管出现损坏甚至影响修井机整体运行的技术问题。(The invention discloses a pressurized operation energy storage workover rig, which belongs to the technical field of workover rigs and comprises a working frame, wherein one side of the working frame is provided with a control mechanism, a lifting mechanism is arranged between the control mechanism and the working frame, the lifting mechanism comprises a main oil cylinder, the upper end of the main oil cylinder is fixedly provided with a lifting crown block, and the lower end of the main oil cylinder is fixedly provided with a reverse pressurizing crown block; the main oil cylinder comprises an oil cylinder body, an annular cavity is arranged inside the oil cylinder body, a first piston rod is arranged in the annular cavity, a first annular sub-cavity and a second annular sub-cavity are arranged inside the first piston rod, and a second piston rod is connected inside the second annular sub-cavity; the invention solves the technical problem that the whole operation of the workover rig is affected even if the oil pipe is damaged because the synchronous operation cannot be realized when the oil pipe is lifted in the existing scheme.)

一种带压作业蓄能修井机

技术领域

本发明涉及修井机

技术领域

,尤其涉及一种带压作业蓄能修井机。

背景技术

修井机或通井机是修井和井下作业施工中最基本、最主要的动力来源。按其运行结构分为履带式和轮胎式两种形式;轮胎式修井机一般配带自背式井架,行走速度快、施工效率高,适合快速搬迁,但在低洼泥泞地带及雨季、翻浆季节行走和进入井场时容易受到限制。

公开号CN105239936A的发明专利公开了一种作业效率高的车载式蓄能液压修井机,包括:汽车,设置在汽车底盘上的蓄能缸、氮气包、汽车油箱、电器柜、控制柜、操作阀箱、旋转平台、液压式拉力表机构和动力系统,在汽车底盘下端连接有底盘支撑腿和液压后千斤顶,在旋转平台上设置有升降主油缸和定滑轮,升降主油缸的缸体与变幅油缸的活塞杆相连接,变幅油缸固定在汽车底盘上,升降主油缸的分别通过节流式刹车阀和双联换向滑阀与动力系统相连接;上述车载式蓄能液压修井机,可将油管或抽油杆一次提升和下压,升降主油缸可组合成多种液压方式,提高了修井作业效率,达到节能减排的效果;由于采用了两只二位三通阀叠加组合且共用一阀体,满足了蓄能修井机修井作业工艺要求,达到了大流量、无冲击的效果,便于自动化控制,有效地提高了蓄能修井机的工作效率且增强了蓄能修井机的安全可靠性。

但是存在的缺陷包括,当油管进行提升时无法实现同步操作,导致油管出现损坏甚至影响修井机整体的运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带压作业蓄能修井机,其主要目的在于解决现有方案中当油管进行提升时无法实现同步操作,导致油管出现损坏甚至影响修井机整体运行的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

一种带压作业蓄能修井机,包括工作架,工作架的一侧设置有控制机构,控制机构与工作架之间安装有升降机构,升降机构包括主油缸,主油缸的上端固定安装有提升天车,主油缸的下端固定安装有反加压天车。

进一步地,主油缸包括油缸本体,油缸本体的内部设置有环腔,环腔内设置有第一活塞杆,第一活塞杆的内部设置有第一环分腔和第二环分腔,第二环分腔的内部连接有第二活塞杆。

进一步地,提升天车的前后表面安装有左右对称分布的第一提升定轮和第二提升定轮,主油缸的前表面安装有第三提升定轮和加压定轮。

进一步地,主油缸的侧表面固定安装有缓冲座,第一活塞杆的上端通过法兰与提升天车固定连接,第二活塞杆的下端通过法兰与反加压天车固定连接。

进一步地,反加压天车的前表面安装有连接轮,连接轮的一侧设置有安装在工作架上的反加压定轮。

进一步地,第一提升定轮的侧表面连接有第二提升钢丝绳,第二提升定轮的下方通过第一提升钢丝绳连接有大钩。

进一步地,第一活塞杆的外表面固定安装有第一活塞和第二活塞。

进一步地,第二活塞杆的一侧设置有若干个用于进出油的第一油口,第一油口的数量可以为两个,第二活塞杆的下端设置有用于进出油的第二油口,油缸本体的一侧设置有若干个用于进出油的第三油口,第三油口的数量可以为四个。

进一步地,升降机构和控制机构之间安装有用于连接支撑的升降柱,控制机构包括用于操控的控制箱。

本发明的有益效果:

本发明中设置的升降机构,可以实现主油缸的提升端和加压端同步向下或向上运行,当需要使用反加压时,通过阀件控制将加压端的第二活塞杆向下伸出,保证第一提升钢丝绳和加压钢丝绳都被提拉,加压端的第二活塞杆伸出后,通过控制阀件把第二环分腔的油路锁死,此时提升端的第一活塞杆和加压端的第二活塞杆无法进行相对运动,此时提升端的第一活塞杆和加压端的第二活塞杆形成一根活塞杆,通过控制提升端的第一活塞杆上行或下行,带动加压端的第二活塞杆进行相同的动作,可以解决现有方案中油管的一端用力拉伸时,无法实现主油缸的提升端和加压端同步运行,轻度会造成油管变形以及拉断,重度会导致设备损坏甚至井架崩塌的问题,可以有效提高修井机运行的安全性和高效性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种带压作业蓄能修井机的立体结构图。

图2为本发明中升降机构的正视结构图。

图3为本发明中第一活塞杆和第二活塞杆与提升天车连接的结构图。

图4为本发明中第一活塞杆与第二活塞杆连接的剖视图。

图中:1、工作架;2、升降机构;201、主油缸;2011、第一活塞杆;2012、第二活塞杆;2013、第一环分腔;2014、第二环分腔;2015、第一活塞;2016、第二活塞;202、第一提升钢丝绳;203、反加压天车;204、反加压定轮;205、大钩;206、加压钢丝绳;207、提升天车;208、第一提升定轮;209、第二提升定轮;210、缓冲座;211、第二提升钢丝绳;212、第三提升定轮;213、加压定轮;3、控制机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4所示,一种带压作业蓄能修井机,包括工作架1,工作架1的一侧设置有控制机构3,控制机构3与工作架1之间安装有升降机构2,升降机构2包括主油缸201,主油缸201的上端固定安装有提升天车207,主油缸201的下端固定安装有反加压天车203,反加压天车203即为反向行走,提升天车207用于实现油管向上行走,反加压天车203用于实现油管向下行走;升降机构2用于实现提升和加压同步,井内压力较高时,压力会推着油管向上走,当向井内下油管时,由于井内压力作用力下不下去,需要一个反向力把油管按压下去;反加压天车203用于将油管克服上顶力来按压到井内;大钩205的下端悬挂有油管,当反加压向下拉油管时,大钩205随着油管向下移动,大钩205通过第一提升钢丝绳202和提升天车207相连,这时要求主油缸201的提升端也必须向下移动,而且要跟随主油缸201的加压端同步移动。本发明实施例中的同步即主油缸201的提升端和加压端同步向下移动,可以解决现有方案中油管的一端用力拉伸时,轻度会造成油管变形以及拉断,重度会导致设备损坏甚至井架崩塌的问题。

主油缸201包括油缸本体,油缸本体的内部设置有环腔,环腔内设置有第一活塞杆2011,第一活塞杆2011的内部设置有第一环分腔2013和第二环分腔2014,第二环分腔2014的内部滑动连接有第二活塞杆2012;油缸本体的上端为提升端,油缸本体的下端为加压端,第一活塞杆2011即为提升端活塞杆,第二活塞杆2012即为加压端活塞杆。

提升天车207的前后表面均安装有左右对称分布的第一提升定轮208和第二提升定轮209,主油缸201的前表面安装有第三提升定轮212和加压定轮213。

主油缸201的侧表面固定安装有缓冲座210,第一活塞杆2011的上端通过法兰与提升天车207固定连接,第二活塞杆2012的下端通过法兰与反加压天车203固定连接。

反加压天车203的前表面安装有连接轮,连接轮的一侧设置有安装在工作架1上的反加压定轮204,大钩205、反加压定轮204和反加压天车203之间连接有加压钢丝绳206,加压钢丝绳206的一端与缓冲座210相连接,加压钢丝绳206的另一端通过反加压天车203和反加压定轮204与大钩205相连接。

第一提升定轮208的侧表面连接有第二提升钢丝绳211,第二提升定轮209的下方通过第一提升钢丝绳202连接有大钩205。

第一活塞杆2011的外表面固定安装有第一活塞2015和第二活塞2016。

第二活塞杆2012的一侧设置有若干个第一油口,第二活塞杆2012的下端设置有第二油口,油缸本体的一侧设置有若干个第三油口,油缸本体的内部安装有若干个阀件,若干个阀件用于控制第一油口和第二油口形成通路或者闭路;其中,第一油口的数量为四个,从上往下依次标记为第一油口一、第一油口二、第一油口三和第一油口四,第三油口的数量为两个,从上往下依次标记为第三油口一和第三油口二。

升降机构2和控制机构3之间安装有用于连接支撑的升降柱,控制机构3包括用于操控的控制箱,控制箱可以用来操控阀件对若干个油口的封堵以及油管的升降,控制箱包含数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块和控制模块,数据采集模块用于采集油管的数据信息,该数据信息包含油管的重力数据、尺寸数据、偏移数据和材料数据;数据处理模块用于对采集的数据信息进行标记组合,具体的步骤包括:

获取数据信息中的重力数据、尺寸数据、偏移数据和材料数据,对重力数据进行取值并标记为;获取尺寸数据中油管的高度和管径,分别对高度和管径进行取值并分别标记为;对偏移数据中的偏移角度进行取值并标记为;将材料数据中油管的材料标记为;设定不同的油管的材料均对应一个不同的管材预设值,将材料数据中油管的材料与所有的材料进行匹配获取对应的管材预设值并标记为;将油管的使用次数标记为;将标记的各项数据进行组合,得到数据处理信息;

数据分析模块用于对数据处理信息进行计算匹配,包括:将数据处理信息中标记的各项数据进行归一化处理并取值,利用公式计算得到油管的损耗值,其中,表示为预设的油管材料修正因子,取值为0.493581,表示为预设的使用总次数,基于不同材料的油管进行预设;

利用公式计算油管的运监值,其中,表示为预设的油管运行修正因子,取值为0.856472,表示为不同的比例系数,表示为预设的标准偏移角度;

对运监值进行分析,将运监值与预设的运监阈值进行匹配,若运监值不大于运监阈值,则判定油管的运行正常并生成第一匹配信号;若运监值大于运监阈值,则判定油管的运行异常并生成第二匹配信号;将第一匹配信号和第二匹配信号组合,得到匹配分析集;

控制模块用于根据匹配分析集对油管的运行进行监测和控制,包括:获取匹配分析集,若匹配分析集中包含第一匹配信号,则不进行反加压操作;若匹配分析集中包含第二匹配信号,则控制进行反加压操作。

本发明的工作原理:

当不使用反加压时,即不需要加压端的第二活塞杆2012动作时,通过控制阀件使得第二环分腔2014的油路为通路,阀件可以为液控单向阀,提升端的第一活塞杆2011向上运行,第二环分腔2014会吸油,从第二油口进油,第一活塞杆2011向下运行,第二环分腔2014会出油,从第三油口二出油;其中,第一油口二和第一油口四进油时会带动第一活塞杆2011上行,此时第一油口一和第一油口三出油;第一油口一和第一油口三进油时会带动第一活塞杆2011下行,此时第一油口二和第一油口四出油;

当需要使用反加压时,通过阀件控制将加压端的第二活塞杆2012向下伸出,保证第一提升钢丝绳202和加压钢丝绳206都被提拉,加压端的第二活塞杆2012伸出后,通过控制阀件将第二油口和第三油口二封堵来把第二环分腔2014的油路锁死,此时提升端的第一活塞杆2011和加压端的第二活塞杆2012无法进行相对运动,提升端的第一活塞杆2011和加压端的第二活塞杆2012形成一根活塞杆,通过控制提升端的第一活塞杆2011上行或下行,带动加压端的第二活塞杆2012进行相同的动作;

提升油管时,控制提升端的第一活塞杆2011上行,第一活塞杆2011推动提升天车207上行,提升天车207通过第一提升钢丝绳202带动大钩205上行,因为提升端的第一活塞杆2011和加压端的第二活塞杆2012无法进行相对运动,第一活塞杆2011也带动加压端的第二活塞杆2012及反加压天车203上行,上提时提升天车207和反加压天车203同步动作。

下油管时,控制第一活塞杆2011下行,此时提升端的第一活塞杆2011和加压端的第二活塞杆2012形成一根活塞杆,第一活塞杆2011会推动加压端的第二活塞杆2012下行,第二活塞杆2012推动反加压天车203下行,通过加压钢丝绳206带动大钩205下行,下压时反加压天车203和提升天车207同步下行,进而可以实现主油缸201的提升端和加压端的同步运行。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。此外,“第一”、“第二”仅由于描述目的,且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

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