高適應(yīng)性油管移運(yùn)裝置研究與應(yīng)用

杜延濤

摘要：高適應(yīng)性油管移運(yùn)裝置不再需要人力進(jìn)行繁重的勞動(dòng)，徹底杜絕了油管對(duì)人造成的意外傷害，同時(shí)也減少了人員配備，降低了作業(yè)中的人工成本。同時(shí)提升了整個(gè)作業(yè)過(guò)程的技術(shù)水平。移運(yùn)裝置運(yùn)輸輕便、安裝快捷、適應(yīng)性強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：修井作業(yè)；管柱；移運(yùn)裝置；適應(yīng)性

引言

目前，遼河油田已進(jìn)入開(kāi)發(fā)中、后期階段，采油的難度越來(lái)越大，修井任務(wù)也越來(lái)越繁重。現(xiàn)有的作業(yè)設(shè)備在作業(yè)施工時(shí)，油管的拉排工作需要兩個(gè)工人同時(shí)對(duì)油管進(jìn)行拉排，作業(yè)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)性高。針對(duì)這種情況，提出油管移運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)想。油管移運(yùn)完全顛覆以往的需要人工進(jìn)行油管拉送工作的情況，從自動(dòng)化角度對(duì)作業(yè)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。施工過(guò)程不再需要人進(jìn)行直接的油管拉排工作，而是換成對(duì)儀器的操作，通過(guò)機(jī)械手臂，實(shí)現(xiàn)油管從管橋到井口的運(yùn)移過(guò)程，再由井口上的配套吊卡，卡住油管準(zhǔn)確的放置于井口，從而完成油管的自動(dòng)移運(yùn)。整個(gè)過(guò)程不再需要人力進(jìn)行繁重的勞動(dòng)，徹底杜絕了油管對(duì)人造成的意外傷害，同時(shí)也減少了人員配備，降低了作業(yè)中的人工成本。同時(shí)提升了整個(gè)作業(yè)過(guò)程的技術(shù)水平，為更好的服務(wù)油田提供技術(shù)支撐。

1高適應(yīng)性油管移運(yùn)裝置

盡管鉆井生產(chǎn)中已經(jīng)有管柱移運(yùn)裝置、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有幾種形式管柱移運(yùn)裝置，但是裝置適應(yīng)性較差，體積偏大等不足，造成運(yùn)輸困難。因此，根據(jù)遼河油田的實(shí)際情況，有針對(duì)性地研發(fā)一種運(yùn)輸輕便、安裝快捷、適應(yīng)性強(qiáng)，便于實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的管柱移運(yùn)裝置。

1.1管柱移運(yùn)裝置方案

該裝置共分為動(dòng)力臂、底座、上下管裝置和起升裝置四個(gè)重要部分。該裝置可以適應(yīng)不同的井口高度和井口工作環(huán)境，起升側(cè)最大起升高度可達(dá)到1.5m，同時(shí)可伸出長(zhǎng)度最大為2.5m，便于運(yùn)輸整根油管。在起油管工作時(shí)，修井工人可以通過(guò)大鉤將油管從井下起出，該裝置將動(dòng)力臂伸出到達(dá)井口，工人將吊起的油管下端放在動(dòng)力臂上，該裝置上的動(dòng)力頭裝置開(kāi)始工作，通過(guò)上面的鏈將油管傳遞到一側(cè)倒指定位置，然后動(dòng)力臂收回，之后再由上下管裝置將油管從本裝置上卸下；上油管時(shí)，工作順序相反。為了簡(jiǎn)潔方便，本裝置的上下管裝置設(shè)計(jì)為可拆卸，不工作時(shí)可放到底座內(nèi)。

1.2底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

底座是整個(gè)管柱移運(yùn)裝置的核心部分，它是用來(lái)支撐放在上面的動(dòng)力臂的主要結(jié)構(gòu)件，正如前面所分析那樣，考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)潔性和穩(wěn)固性，整個(gè)底座設(shè)計(jì)為一個(gè)整體的框架，整個(gè)底座上設(shè)有前端導(dǎo)輪座，放置前端導(dǎo)輪，使動(dòng)力臂在底座上滑動(dòng)。同時(shí)，在底座的型腔內(nèi)焊接一個(gè)V型槽，其目的是：由于一般油管長(zhǎng)為10m，在動(dòng)力臂上移運(yùn)時(shí)，會(huì)傾斜下落到一定的長(zhǎng)度，伸出的動(dòng)力臂承接油管時(shí)，油管會(huì)落入底座部分，用V型槽來(lái)承載油管的一端，使其向前滑動(dòng)，從而完成油管下落過(guò)程。在底座設(shè)計(jì)時(shí)，考慮齒輪驅(qū)動(dòng)裝置，多焊接一組加強(qiáng)筋，用來(lái)固定齒輪的驅(qū)動(dòng)裝置。為了確保整個(gè)裝置的穩(wěn)定性，動(dòng)力臂上也設(shè)有壓輪裝置，所以底座上也需像動(dòng)力臂那樣焊接一對(duì)角鋼，作為壓輪的導(dǎo)軌。

1.3動(dòng)力臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

動(dòng)力臂機(jī)構(gòu)主要由動(dòng)力臂框架、鏈條、管子保護(hù)器、動(dòng)力頭、張緊輪、壓輪滑道、齒條和從動(dòng)頭組成。

動(dòng)力臂框架是動(dòng)力臂機(jī)構(gòu)的最重要的一部分，其整體結(jié)構(gòu)采用矩形框架結(jié)構(gòu)，支撐梁和加強(qiáng)連接梁都是采用矩形型鋼焊接連接在一起的，用矩形型材，可以在滿足整個(gè)強(qiáng)度要求的同時(shí)，很大程度減輕了整體的質(zhì)量。在矩形架上焊接一個(gè)V型槽，用來(lái)放置鏈條和油管運(yùn)輸，為了防止油管在運(yùn)輸過(guò)程時(shí)，油管不按原定側(cè)意外滾落，設(shè)置一個(gè)管子保護(hù)裝置，同時(shí)V型槽與矩形架之間應(yīng)焊接加強(qiáng)筋連接加強(qiáng)，提高整個(gè)裝置的穩(wěn)定性。為了確保動(dòng)力臂與底座連接具有足夠的穩(wěn)定性，在動(dòng)力臂與底座直接用壓輪連接，所以應(yīng)在動(dòng)力臂伸出側(cè)焊接一個(gè)角鐵作為壓輪的滑道。

本部分傳動(dòng)的方式為鏈傳動(dòng)，在鏈子傳動(dòng)過(guò)程中，鏈子會(huì)在動(dòng)力臂框架上滑動(dòng)，為了減小鏈子滑動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力，可以在鏈子下面加墊一塊尼龍墊板，可以很好的減小摩擦阻力。

2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

截止2013年12月，小型化管桿舉升系統(tǒng)進(jìn)行了的3井次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。通過(guò)以上試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)該裝置基本能滿足井口管桿舉升輸送要求。輸送速度1-2根/分的設(shè)計(jì)要求；滑道采用了鏈條式的傳送，具有自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便，適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。基本達(dá)到安全、節(jié)省人工成本要求。

3 結(jié)論

修井作業(yè)是油田作業(yè)的重要組成部分，油管移運(yùn)裝置是修井作業(yè)中急需采用和發(fā)展的技術(shù)之一。該技術(shù)能使修井工人遠(yuǎn)離惡劣的工作環(huán)境，提高工作的安全性和修井效率，大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，要實(shí)現(xiàn)油管移運(yùn)操作機(jī)械化、自動(dòng)化有一定的難度，但隨著各油田對(duì)該技術(shù)的日益重視，各種新技術(shù)的應(yīng)用，大量相關(guān)研究人員對(duì)該技術(shù)的不斷研究創(chuàng)新，相信該技術(shù)不久將得以實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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