[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

说明书

本发明公开了一种油田起下管柱高空无人作业装置及使用方法，主要包括，吊卡、吊卡开合装置、抓管器和管柱上卸扣装置，其特征在于，吊卡部分吊卡体上平面连接提升卸扣，提升卸扣通过提升钢丝绳连接桅杆式带压作业装置，吊卡体中平面紧接销轴，销轴下端连接定向卸扣，定向卸扣连接定向钢丝绳一端，吊卡开合装置为一种机械夹紧结构，安装于立柱，夹钳位于吊卡后端或前端，抓管器一端连接定向钢丝绳另一端，抓管器另一端连接稳定钢丝绳，管柱上卸扣装置安装于高空平台适当位置。本发明采用钢丝绳系统，远程实现管柱悬持、稳定移运和吊卡开合及定位，不依赖动力猫道和自动吊卡，解决原方案须高位人工操作的问题，降低了设备投资、运维成本及能耗。

技术领域

本发明涉及石油钻采作业悬持、输送管柱设备领域，具体涉及一种油田起下管柱高空无人作业装置及使用方法。

背景技术

相较于传统井筒作业，带压作业可在不压井的情况下进行各种井下完井作业，对页岩气井的高产稳产具有重要意义。高压带压作业装置的工作平台通常距离地面较高，在起下管柱时如果采用动力猫道、自动吊卡等方式则存在设备投资和运维成本高、能耗大等缺点。为降低成本，桅杆式带压作业装置自带卷扬机，采用钢丝绳吊运管柱，该方案实现了高效低成本，但是操作人员必须在高空平台上操作吊卡及管柱限位钩。为实现高压带压作业高空无人化，有必要提出一种起下管柱高空无人作业装置及使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油田起下管柱高空无人作业装置及使用方法，以解决现有设备投资和运维成本高、能耗大以及需要人力参与的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种油田起下管柱高空无人作业装置，包括吊卡、吊卡开合装置、抓管器和管柱上卸扣装置，所述吊卡部分吊卡体的上平面连接提升卸扣，提升卸扣通过提升钢丝绳连接桅杆式带压作业装置，两半吊卡体中平面紧接着销轴，销轴下端连接定向卸扣，定向卸扣上连接定向钢丝绳一端，所述吊卡开合装置为一种机械夹紧结构，安装于立柱，夹钳位于吊卡后端或者前端，所述抓管器一端连接定向钢丝绳另一端，抓管器另一端连接稳定钢丝绳，抓管器上还连接有动力电缆，所述管柱上卸扣装置安装于高空平台适当位置。

进一步，所述吊卡为两半对开式结构，前端构成前大后小的楔形结构。

进一步，所述两半吊卡体上，紧接楔形结构，依据管柱外径不同设计有一个介于90度和180度之间的圆柱夹紧面。

进一步，所述圆柱夹紧面后是工作平面，紧接着工作平面是一个销轴，两半吊卡体可以绕该销轴形成一旋转结构。

进一步，所述紧接销轴又是一段有一定角度的装夹平面。

进一步，所述工作平面和装夹平面是镶有永磁体对称结构。

进一步，所述吊卡开合装置是由壳体、内部动力缸、滑块b、滑轨b、连杆b、夹钳共同组成一种机械夹紧结构。

进一步，所述吊卡开合装置安装在距离井口中心一定距离的立柱上,立柱上有滑轨a、连杆a、滑块a和外部动力缸。

进一步，所述抓管器上连接的稳定钢丝绳和动力电缆分别缠绕在两个同步传动的卷筒上。

一种油田起下管柱高空无人作业装置，包括以下步骤：

S1：下管柱工况，包括：

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

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