[发明专利]一种油田起下管柱高空无人作业装置及使用方法

权利要求书

1.一种油田起下管柱高空无人作业装置，包括，吊卡（1）、吊卡开合装置（2）、抓管器（9）和管柱（3）上卸扣装置，其特征在于，所述吊卡（1）部分吊卡体（11）的上平面连接提升卸扣（10），提升卸扣（10）通过提升钢丝绳（21）连接桅杆式带压作业装置，两半吊卡体（11）中平面紧接着销轴（14），销轴（14）下端连接定向卸扣（18），定向卸扣（18）上连接定向钢丝绳（22）一端，所述吊卡开合装置（2）为一种机械夹紧结构，安装于立柱（4），夹钳（19）位于吊卡（1）后端或者前端，所述抓管器（9）一端连接定向钢丝绳（22）另一端，抓管器（9）另一端连接稳定钢丝绳（17），抓管器（9）上还连接有动力电缆（23），所述管柱（3）上卸扣装置安装于高空平台适当位置，所述吊卡（1）为两半对开式结构，前端构成前大后小的楔形结构（16），所述两半吊卡体（11）上，紧接楔形结构（16），依据管柱（3）外径不同设计有一个介于90度和180度之间的圆柱夹紧面（15），所述吊卡开合装置（2）是由壳体（20）、内部动力缸（27）、滑块b（26）、滑轨b（24）、连杆b（25）、夹钳（19）共同组成一种机械夹紧结构，所述吊卡开合装置（2）安装在立柱（4）上，立柱（4）上有滑轨a（5）、连杆a（6）、滑块a（7）和外部动力缸（8）。

2.根据权利要求1所述的一种油田起下管柱高空无人作业装置，其特征在于，所述圆柱夹紧面（15）后是工作平面（12），紧接着工作平面（12）是一个销轴（14），两半吊卡体（11）绕该销轴（14）形成一旋转结构。

3.根据权利要求2所述的一种油田起下管柱高空无人作业装置，其特征在于，所述销轴（14）紧接有角度的装夹平面（13），所述工作平面（12）和装夹平面（13）是镶有永磁体对称结构。

4.根据权利要求1所述的一种油田起下管柱高空无人作业装置，其特征在于，所述抓管器（9）上连接的稳定钢丝绳（17）和动力电缆（23）分别缠绕在两个同步传动的卷筒上。

5.一种油田起下管柱高空无人作业装置的使用方法，基于如权利要求1-4任意一项所述的一种油田起下管柱高空无人作业装置，其特征在于，包括下管柱工况和起管柱工况的步骤：

S1：下管柱工况，包括：

S11：管柱（3）呈水平状态位于地面，操作桅杆卷扬机下放吊卡（1），在靠近管柱（3）接头适当位置用外力闭合吊卡（1），在管柱（3）下部适当位置吸附抓管器（9）；

S12：操作桅杆卷扬机上提吊卡（1），稳定钢丝绳（17）和动力电缆（23）自适应随动，稳定钢丝绳（17）适度绷紧，保持管柱（3）呈前高后低的倾斜状态向上移送；

S13：继续上提吊卡（1）直到管柱（3）下端超过工作平台适当位置，停止桅杆卷扬机，操作稳定钢丝绳卷扬机直到管柱（3）处于竖直状态并在重力作用下自动就位到井口中心，操作稳定钢丝绳卷扬机缓慢下放管柱（3）直至管柱（3）下端插入井口已有管柱；

S14：抓管器（9）通电使其与管柱（3）分离，操作稳定钢丝绳卷扬机适度拉紧稳定钢丝绳（17）和定位钢丝绳以避免干涉管柱（3）上卸扣装置的移动，远程操作平台上的管柱（3）上卸扣装置至井口中心，完成管柱（3）旋扣和紧扣，操作管柱（3）上卸扣装置归位；

S15：操作桅杆卷扬机下放吊卡（1），稳定钢丝绳（17）自适应随动，保持吊卡（1）开口方向始终不变，操作稳定钢丝绳卷扬机使抓管器（9）逐渐靠近管柱（3）直至吸附，操作吊卡开合装置（2）外部动力缸（8）使其旋转，直至夹钳（19）位于吊卡（1）后端位置，操作内部动力缸（27）控制夹钳（19）夹紧打开吊卡（1），操作稳定钢丝绳卷扬机将吊卡（1）拉离高空平台，操作桅杆卷扬机下放吊卡（1）；

S2：起管柱工况，包括：

S21：操作桅杆卷扬机和稳定钢丝绳卷扬机使吊卡（1）进入管柱（3），操作吊卡开合装置（2）使吊卡（1）闭合，再操作吊卡开合装置（2）归位，操作管柱（3）上卸扣装置使管柱（3）与下部管柱（3）分离；

S22：操作桅杆卷扬机上提吊卡（1）至其与管柱（3）接头台阶接触，松开管柱（3）卡瓦，操作桅杆卷扬机上提吊卡（1）及管柱（3）至适当位置；

S23：操作稳定钢丝绳卷扬机使抓管器（9）与管柱（3）吸附，操作稳定钢丝绳卷扬机牵引管柱（3）离开平台，同时操作桅杆卷扬机下放管柱（3）至水平位置；

S24：抓管器（9）通电使其与管柱（3）分离，使用外力或吊卡开合装置（2）打开吊卡（1）；

S25：操作桅杆卷扬机上提吊卡（1）至平台上方适当位置，稳定钢丝绳卷扬机自适应随动。