[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

说明书

本发明公开了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，属于石油修井起下油管装置技术领域，用于与固定井架式不压井作业装置配合使用，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；管箍测定装置用于将油管接箍限定到井口的预设位置；液压钳装置用于完成油管接箍的上扣或卸扣作业；平台机械手机构用于完成从液压钳装置到运管机的油管转接作业；运管机用于将油管转移到所需位置。本发明还公开了一种含有上述起下管自动化系统的带压作业装置；本发明代替了取放油管和上卸油管的全部人工操作过程，解决了诸多难题。

技术领域

本发明涉及石油修井起下油管装置技术领域，特别是涉及一种与固定井架式不压井作业装置配套使用的带压作业井口起下管及运管自动化操作系统及其装置。

背景技术

我国石油工业已经生产了几十年，各大油田总共有几十万口油井，其中报废的就有六万多口(这些井不是地下没有油了，而是由于油井内部损坏导致其无法正常使用)需要修理。目前，油田修井装置主要分为车载井架式不压井作业装置和固定井架式不压井作业装置，其中固定井架式不压井作业装置主要通过桅杆绞车系统或其他原始装备进行取放油管、上扣、卸扣等作业，全程全靠人工操作控制作业，工人作业环境差、工作效率低、危险性大。因此，迫切需要利用科技技术含量高的机械手进行改造，使以上作业流程实现全自动化智能控制，而且修井和钻井作业有相似性，将来技术一转向，也能实现钻井作业的全面智能化。

发明内容

本发明的目的是提供一种固定井架式不压井作业装置配套使用的能够实现智能自动化的带压作业井口起下管及运管自动化操作系统及其装置，本发明的使用能进一步促进石油修井施工安全、高效和健康发展。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供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，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；

本发明还包括操控室，上述各部件通过控制系统受控于所述操控室。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。