[发明专利]一种带压作业井口起下管及运管自动化操作系统及其装置

权利要求书

1.一种带压作业井口起下管及运管自动化操作系统，用于与固定井架式不压井作业装置配合使用，其特征在于，包括管箍测定装置、液压钳装置、平台机械手机构、运管机、液压及电气控制系统；

所述的管箍测定装置用于固定在不压井作业装置井架上部的井口侧，用于将油管接箍限定到井口的预设位置，所述预设位置为油管接箍处在正确的上卸扣工作位置；

所述的液压钳装置用于设置在井架上部的井口侧，用于在所述预设位置的相对位置完成油管接箍的上扣或卸扣作业；

所述的平台机械手机构用于固定在井架上部的井口附近，用于完成从液压钳装置到所述运管机的油管转接作业；

所述运管机用于固定在井架的侧面，用于从所述的平台机械手机构处转接油管并转移到所需高度位置；

所述液压及电气控制系统作为上述各部件的动力及操控系统，所述动力及操控系统采用的是电气远程控制、PLC程序控制和液压操控相结合的控制方式。

2.根据权利要求1所述的带压作业井口起下管及运管自动化操作系统，其特征在于，所述管箍测定装置包括架体机构、推行机构、导向轮组和监测装置，所述架体机构用于安装在井架上，所述推行机构设置在架体机构上，所述推行机构与所述监测装置和导向轮组连接，所述推行机构用于推动监测装置和导向轮组进入和退出工作位置，所述监测装置用于朝向井口并监测油管接箍是否到达预设位置，所述导向轮组用于限定起下管过程中油管在监测区域内摆动范围。

3.根据权利要求2所述的带压作业井口起下管及运管自动化操作系统，其特征在于，所述监测装置包括监测导轮和与所述监测导轮连接的限位开关，用于监测油管接箍是否到达预设位置；

所述管箍测定装置有两套分别设置在井口两侧；其中，每套管箍测定装置中监测装置有上、下至少两组，所述导向轮组包括至少四组分为上下两层，每层至少两组，用于限定油管在监测装置的监测区域范围内。

4.根据权利要求1所述的带压作业井口起下管及运管自动化操作系统，其特征在于，所述的平台机械手机构包括举升装置、水平回转装置、竖直回转装置和用于抓油管的抓管装置；

所述举升装置包括支撑结构和与所述支撑结构连接的用于升降油管的升降机构；

所述竖直回转装置包括能够平行于所述支撑结构在竖直面旋转的竖直旋转机构，所述举升装置通过竖直旋转机构与抓管装置连接；

所述水平回转装置包括能使所述抓管装置水平旋转的水平回转机构，所述水平回转装置用于固定在井架上部的井口附近，且与所述举升装置连接。

5.根据权利要求4所述的带压作业井口起下管及运管自动化操作系统，其特征在于，所述升降机构为能够在所述支撑结构上上下伸缩的圆柱式伸缩臂，所述伸缩臂的顶端通过连接板与所述竖直回转装置连接，所述伸缩臂由驱动油缸驱动；

所述水平回转装置还包括与所述水平回转机构连接的回转减速器，所述水平回转机构与所述支撑结构连接用于完成油管水平方向的回转；

所述抓管装置包括支撑本体和设置在支撑本体上的至少两个用于夹紧油管的夹持机构，所述支撑本体与所述竖直回转装置连接；

所述夹持机构包括设置在支撑本体两端的上夹持机构和下夹持机构，用于分别夹持油管两端，所述上夹持机构包括扶管钳和第一夹管钳，所述扶管钳通过油缸驱动在油管上卸扣时用于扶正油管，所述第一夹管钳通过油缸驱动用于夹紧油管；

所述下夹持机构包括第二夹管钳和与所述第二夹管钳连接的摆动机构，所述摆动机构通过油缸驱动用于把第二夹管钳摆动到夹油管工作位置或让开井口位置。

6.根据权利要求1至5任一所述的带压作业井口起下管及运管自动化操作系统，其特征在于，所述液压钳装置包括支撑体、液压动力钳和补偿机构，所述支撑体可移动安装在井架上用于带动所述液压钳装置进出工作位置；

所述液压动力钳安装在所述支撑体上，所述液压动力钳包括主动钳和被钳，所述主动钳通过油缸驱动绕油管圆周旋转来完成上扣或卸扣作业，所述被钳用于夹紧油管防止上扣或卸扣作业时油管跟着旋转；

所述补偿机构包括支撑座和与所述支撑座连接的弹簧及拉杆，所述支撑座与所述支撑体连接，所述拉杆与所述液压动力钳主动钳连接，所述拉杆通过弹簧补偿油管接箍的旋入或旋出。