[发明专利]一种集成化抽油杆自动卡瓦及作业工艺

说明书

本发明涉及修井作业抽油杆辅助装置及作业工艺技术领域，特别涉及一种集成化抽油杆自动卡瓦及作业工艺。其技术方案是：包括抽油杆夹持模块和上卸扣模块，抽油杆夹持模块和上卸扣模块通过V形块连接，上卸扣模块集成到抽油杆夹持模块上，上卸扣钳可精准夹持抽油杆的扳手方；抽油杆夹持模块内部安装快换卡瓦芯和快换锁止块，可夹持不同尺寸的抽油杆凸缘面；快换卡瓦芯和快换锁止块形成完整圆弧面，可限制抽油杆脱出，提高作业安全性；抽油杆模块的夹持与张开状态依靠步进电机驱动对开丝杠螺母副完成，上卸扣的移动依靠直线导轨驱动。有益效果：可以提高修井作业的工作效率、减轻工人的劳动强度，实现了抽油杆夹持动作和上卸扣动作的自动化。

技术领域

本发明涉及修井作业抽油杆辅助装置及作业工艺技术领域，特别涉及一种集成化抽油杆自动卡瓦及作业工艺。

背景技术

修井作业是油田最多的形式，有小修作业、大修作业之分，其中小修作业主要通过起、下动作运输管柱以完成作业任务，主要有检泵、换工艺、冲砂等作业。目前，主流抽油杆作业工艺过程特点：以机械与人工共同完成。抽油杆的起下通过大钩带动吊卡为主，至少2个吊卡在大钩和井口中心循环，这两个吊卡一个作为吊卡使用，一个作为卡瓦使用，两个卡瓦的转运完全靠人工搬运和挂钩，卡瓦夹持后，需要人工将液压大钳推送到卡瓦上方，完成抽油杆的上卸扣动作，完成上卸扣后，再将液压大钳推回原位。大钩下移，人工辅助抽油杆放置到猫道上后，井口工人拆下大钩上的卡瓦，将坐落在井口的吊卡挂在大钩上，大钩上移以完成下个流程的起抽油杆流程。在整个抽油杆起下的流程中，存在着占用人工多、劳动强度大、野外露天施工环境差、安全风险高等问题。

为实现抽油杆小修作业的自动化，需要改变抽油杆小修作业的作业流程。一种实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺（专利号：ZL202011048977.2）实现抽油杆小修作业的自动化，其中抽油杆的起下动作采用“一吊一卡”的结构，即吊卡与卡瓦相互配合完成抽油杆的起下动作，此工艺实现抽油杆小修作业的自动化，此过程基本不要人工干预，降低了工人的劳动强度，增加了工作效率。

本发明涉及的猫道、动力卡瓦和自动吊卡来源于本发明团队和技术转化企业康贝石油公司的已经申报专利，包括一种井口定位的集成导向式立式作业修井猫道及使用方法（ZL202010998186.X）、一种油田修井作业抽油杆自动吊卡及使用方法（ZL202011073476.X）和一种可实现自动找正功能的抽油杆自动吊卡及使用方法（202011573843.2），或在上述专利基础上改进和简化。本发明依托上述专利，对油田现有的卡瓦进行改造，提供一种集成化抽油杆自动卡瓦及作业工艺。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种集成化抽油杆自动卡瓦及作业工艺，集成化抽油杆自动卡瓦实现对抽油杆凸缘夹持/承托，可通过更换卡瓦芯适应不同规格的抽油杆尺寸夹持/承托，并进一步将抽油杆上卸扣钳集成到卡瓦上，与自动吊卡形成“一吊一卡”的新模式，是实现抽油杆井口机械化作业主要部件。

本发明提到的一种集成化抽油杆自动卡瓦，其技术方案是：包括抽油杆夹持模块和上卸扣模块，抽油杆夹持模块和上卸扣模块通过V形块连接；抽油杆夹持模块包括快换卡瓦芯、快换锁止块、卡瓦基座上支撑板、卡瓦基座、锁止块基座上支撑板、锁止块基座、感应式传感器、重载导轨滑块驱动模块、重载导轨、重载导轨支撑板、小四通连接法兰，其中卡瓦基座上支撑板和锁止块基座上支撑板分别安装在卡瓦基座和锁止块基座的上方，二者共同组成自动吊卡的承载平面，快换卡瓦芯和快换锁止块分别安装在卡瓦基座和锁止块基座上，快换卡瓦芯、快换锁止块、卡瓦基座和锁止块基座共同组成抽油杆夹持机构，锁止块基座和卡瓦基座分别安装在重载导轨上的两个滑块上，可随滑块移动，重载导轨与重载导轨支撑板通过螺栓连接，重载导轨滑块驱动模块由步进电机、电机安装座、对开丝杠螺母副和T形块组成，电机安装座与重载导轨支撑板通过螺栓连接，步进电机安装在电机安装座上，步进电机的输出轴连接对开丝杠螺母副，步进电机的转动带动对开丝杠螺母副中的螺母沿相反的方向移动，对开丝杠螺母副中的螺母与T形块通过螺栓连接，T形块同时与重载导轨中的滑块连接，螺母移动带动重载导轨上的滑块移动，完成卡瓦的张开与闭合动作，实现抽油杆凸缘的夹持；