淺談小修作業遠程控制起下管柱裝置的研制

摘 要：起下管柱在小修作業中，工作量較大且耗時較長，因此針對起下管柱的特點，研發了一款遠程控制裝置。修井機的司機師傅統通過對起下柱的遠程操作盤的控制，掌握起下管柱的運作情況，一定程度降低了人力資源成本的支出，提高起下管柱的運作效率與穩定性。基于此，本文針對小修作業遠程控制起下管柱裝置的研制進行深入分析。

關鍵詞：小修作業；遠程控制；起下管柱裝置；研制

修井工作，是保障油田、氣田在開發中安全的重要工作，所以需要格外注意起下管柱的相關工作。日前，部分小修作業仍然依靠修井機以及人工來完成起下管柱的工作，工作中，需要4個工作人員共同完成。由于修井工作往往在野外進行，同時起下管柱的工作較為復雜，容易給工人以及施工現場再來危險，因此研發并應用遠程控制起下管柱裝置，能夠有效的改善人工直接操作帶來的隱患。

1 主要組成部件

1.1 懸吊管柱扶正裝置

管柱扶正裝置，只要是在油管懸空狀態時，調節油管位置的部件，主要由自動地位扶正機械手、油管卡盤以及液控吊卡三部分組成，通過三者之間的相互配合，完成管柱的懸吊、扶正、推送和對中的相關工作。

液控吊卡，是修井工作中完成懸吊管柱、起下管柱的重要裝置，影響工作的效率以及安全性。在遠程控制起下管柱的研制中，通常選擇閉鎖環式（常規月牙形）的吊卡，然后在吊卡上安裝一個馬達，并在馬達上安裝扇形齒輪，保證吊卡的外側有一個同樣裝置的實行，在馬達的運作狀態下，驅動閉鎖環，達到吊卡開、關的工作。為提高工作的安全性，應在吊卡手柄處設置保險裝置，防止意外打開造成安全事故[1]。

油管卡盤，是吊卡將油管柱吊起時，將油管緊緊卡住，并保證油管的完整性。在研制遠程控制起下管柱裝置時，應采用900kN的氣動卡盤，以保障管柱的鎖定的牢固性。液控吊卡與油管卡盤的相互協作，將人工搬、抬、吊、掛等工作省去，減輕了工人的工作量，為自動化工作打下基礎。

自動定位扶正機械手，由機械手、自動定位、支架等組成。在起油管時，機械手抓住油管，并運送到小滑車上；當下油管時，機械手推動吊卡將油管吊起，在油管全部吊起時抓住油管，最后自動定位裝置將油管與中心對準，完成下管工作[2]。

1.2 油管上卸扣裝置

該裝置由開口型液壓鉗、平移進退就位裝置、自動對缺口器等部分組成。為了在遠程控制中，減少人力的工作量，需要配置液壓鉗平移進退就位裝置，通過遠程操控盤，完成對液壓鉗的操作。但完成遠程控制液壓鉗的前提是，解決自動對缺口存在的問題，自動歸位、對位等操作組合，能夠保證液壓鉗的復位，使油管在液壓鉗口靈活進退。

2 工作流程

2.1 起油管

首先修井司機通過遠程操控吊卡，使吊卡將油管的一端卡入設備內，運行馬達，將油管被閉鎖環牢牢卡住，然后將油管提起，并打開卡盤。當需要吊起下一個油管時，司機操控液壓鉗手柄，使油管進入鉗口內，然后反向搬動手柄，使鉗頭夾緊油管，主鉗開始進行卸扣工作。其次，自動對缺口裝置，能夠保障液壓鉗的鉗口處于最大化，從而使液壓鉗輕松的離開油管，進行下一次的操作。再次，機械手會在接觸到有管事自動停止運行，離開5厘米到15厘米時，機械手會繼續進行推送油管的工作，將油管送至滑道小車中，當油管接觸到滑道時，操控設備人員經反向操控馬達，打開閉鎖環。這是機械手迅速回收，等待下一根油管卡入吊卡中，然后將吊卡的閉鎖環關閉，這是工作人員通過對手柄的操控，將使滑道放平，在將油管放入滑道中，完成油管的起出工作[3]。

2.2 下油管

工作人員通過遠程操控，使油管進入滑道，液壓缸徑油管推送至最合適的井口位置，將滑道升起。吊卡在機械手的帶動下，到達油管所在的位置，然后操控吊卡，將油管卡緊，一邊吊起油管，一邊收回機械手裝置，為油管的下放留下足夠的空間，然后將油管運送到井口的位置。這時，通過自動定位裝置，確定管柱與井口的準確位置，提起油管、打開卡盤，如果管柱的頂端，與液壓鉗的鉗頭平齊，則需要停止下放工作，關閉卡盤，然后機械手推動卡盤吊取下一根油管，重復操作，實現管柱的下放工作。

在上述管柱的起下工作中，修井機師傅通過遠程操控，來完成相關動作，既保證了工作的效率，有減輕了工作人員的工作強度，并提高了施工現場的安全性[4]。

3 結語

通過對遠程控制起下管柱的研制，將小修井工作中臟、亂、累等因素減輕至最低，并且此遠程控制裝置具有成本低、操作簡單等優點，值得被廣泛使用。在小修井的施工現場，采用遠程操控，能夠有效的改善工人的工作環境，提高工作效率，并在保證了工作的質量以及施工的安全性。

參考文獻：

[1]鐘功祥，劉濤，林寧.不壓井修井作業起下管柱裝置發展及典型結構[J].石油礦場機械，2015，04：6972.

[2]耿玉廣，谷全福，孫連會，曾良軍，王鐵峰，黃樹.小修作業遠程控制起下管柱裝置的研制[J].石油機械，2015，10：96101.

[3]劉東平，鄧洪軍，潘繼濤，武傳杰，劉興澤.一種帶壓作業修井裝置在高壓深井起下管柱的應用[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2014，12：254.

[4]耿玉廣，裴雅詩，谷全福，黃樹，孫連會，王建偉.遠程控制單吊卡起下管柱作業工藝[J].石油鉆采工藝，2016，05：709712.

作者簡介：于慶宏（1978），男，黑龍江安達人，本科，研究方向：石油工程。