一种钻修井作业过程中管柱洁扣涂油的方法与流程

1.本发明涉及石油钻井技术领域，具体是指一种钻修井作业过程中管柱洁扣涂油的方法。


背景技术：

2.钻修井过程中管柱丝扣的清理和涂油操作是在钻修井作业中作业频率很高的作业，目前丝扣油涂抹需要人工进行，工人劳动强度高，危险程度高，当下油田存在普遍的用工难的问题，实现井口无人化和自动化是目前急需解决和实现的问题。目前市场上也有自动涂抹丝扣油的解决方案，将设备布置在井口，清理丝扣和涂抹丝扣油都在井口区域内完成，但是体积都比较笨重，并且只能固定在钻台的固定位置，占据井口范围内有限的空间资源，在作业过程中非常不方便，作业过程中司钻需要在流程中为此步流程耗费过多精力，降低钻修井过程的效率，造成进度减慢，成本上升。
3.目前的丝扣清理丝扣和涂油的方法存在以下几个问题：
4.1、目前的丝扣清理丝扣的方式都是将设备固定在钻台面井口区域，在钻台面井口区域内清理丝扣和涂抹丝扣油，占据钻台面区域宝贵的有限的空间资源。
5.2、目前丝扣清理和涂油的方法都是在井口位进行丝扣清理和涂油，影响井口其它动作的进行，影响作业效率。
6.3、目前清理丝扣的方法动作都做过于冗杂，清理和抹油是两套工序，作业过程中涉及工序的转换流程，作业效率低。
7.针对以上的问题，需要对现有的钻修井作业过程进行改进。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是，克服现有技术缺点，提供一种钻修井作业过程中管柱洁扣涂油的方法。
9.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种钻修井作业过程中管柱洁扣涂油的系统，包括：
10.钻台，所述钻台上设置有井口，所述井口前方设置有用于存放钻杆的立根盒；
11.井架，所述井架设置在井口上方，所述井架一侧设置有司钻房；
12.钻台机械手，所述钻台机械手设置在立根盒和井口之间的通道位置；
13.洁扣涂油装置，所述洁扣涂油装置设置在钻台机械手一侧且靠近井架前腿位置处，控制所述洁扣涂油装置的洁扣涂油装置控制箱设置在司钻房一侧。
14.进一步的，所述洁扣涂油装置和洁扣涂油装置控制箱底部均通过销轴安装方式固定。
15.一种钻修井作业过程中管柱洁扣涂油的方法，包括如下操作步骤：
16.s1、钻台机械手从立根盒取管后，先将钻杆运送到洁扣涂油装置的上方；
17.s2、钻台机械手到达预定位置后，将钻杆竖直放置并保持不动；
18.s3、通过涂油装置控制箱控制洁扣涂油装置升起，此时钻杆进入洁扣涂油装置中，进行洁扣和涂油的操作；
19.s4、当洁扣涂油过程完成后，通过涂油装置控制箱控制洁扣涂油装置下降，钻台机械手将钻杆运送到井口。
20.进一步的，所述司钻房靠近洁扣涂油装置设置，以观察工作状态。
21.进一步的，所述涂油装置控制箱分别和司钻房、洁扣涂油装置通过管线连接，实现本地操作和司钻操作两种工作模式。
22.本发明具有如下优点：
23.1、本发明提出的作业方式更加灵活，丝扣清洁和涂油装置为快拆式轻便式的设计，可安装在钻台面的任意位置。
24.2、本发明方法提出的作业方式为将丝扣清洁和涂油装置布置在钻台面机械手送管的通道位置，可大大减少钻台面机械手的动作频次。
25.3、本发明方法提出的作业方式中丝扣清洁和涂油装置有升降功能，在作业过程中，无需进行游车大钩的动作，大大简化作业流程。
26.4、本发明方法提出的作业方式中丝扣清洁和涂油装置丝扣清理机构为浮动结构，在作业过程中，可适应钻杆的浮动，使动作更稳定。
27.5、本发明方法提出的作业方式中丝扣清洁和涂油装置有清刷功能，可以降低丝扣清理毛刷的更换频率。
附图说明
28.图1是本发明的结构示意图。
29.图2是本发明中洁扣涂油装置下降时示意图。
30.图3是本发明中洁扣涂油装置/洁扣涂油装置控制箱底部安装的示意图。
31.图4是本发明的结构示意图。
32.图5是本发明操控箱的结构示意图。
33.图6是本发明洁扣涂油装置总成结构示意图。
34.图7是本发明洁扣涂油核心部分总成结构示意图。
35.图8是本发明升降机构的示意图。
36.图9是本发明毛刷下降状态的示意图。
37.如图所示：1
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1、钻台，1
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2、井架，1
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3、钻台机械手，1
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4、洁扣涂油装置，1
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5、井口，1
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6、立根盒，1
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7、钻杆，1
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8、司钻房，1
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9、洁扣涂油装置控制箱。
具体实施方式
38.下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
39.本发明在具体实施时，通过一个典型的钻修井布置现场来说明，包括钻台1
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1，司钻房1
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8，井架1
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2，立根盒1
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6，井口1
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5，钻台机械手1
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3，洁扣涂油装置1
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4，洁扣涂油装置控制箱1
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9，钻杆1
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7组成如图1所示。
40.其中钻台，司钻房，井架，里根盒，井口等组成经典的钻机台面布置；钻台机械手放置位置也是一个比较经典的放置位置，即放在钻杆盒和井口之间的通道位置。洁扣涂油装
置放置在如图所示的井架前腿的位置，洁扣涂油装置控制箱放置在司钻房旁边。
41.如图3所示，洁扣涂油装置与洁扣涂油装置控制箱在钻台面上采用销轴式快速安装和连接的方式。
42.洁扣涂油装置有两个工作位，一个工作位是升起状态如图2，一个工作位是下降状态如图1所示。
43.下面结合一个典型的工作实例来描述一下洁扣涂油的过程：
44.钻杆往井下下时需要进行丝扣清理和涂油操作，洁扣涂油装置布置在钻台机械手往井口运管的通道上，机械手从立根盒取管后，先将管柱运送到洁扣涂油装置的上方停下，然后洁扣涂油装置升起，这时钻杆进入洁扣涂油装置中进行洁扣和涂油的操作。进一步讲，由于洁扣涂油装置自带起升功能，这样只需要钻台机械手抓着钻杆在预定位置停下即可，剩余的工作由洁扣涂油装置来完成，这样免去了司钻频繁操作游钩，频繁操作钻台机械手的麻烦。另外洁扣涂油装置钻杆的入口处可以有一定的自适应能力，这样也降低了钻台机械手的操作要求。
45.当洁扣涂油过程完成，洁扣涂油装置下降，钻台机械手将钻杆运送到井口。
46.洁扣涂油系统，它包括操控箱1，所述操控箱1(即洁扣涂油装置控制箱1
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9)内设有丝扣油泵2，所述丝扣油泵2一侧设有电控箱3，所述电控箱3装设在操控箱1中，所述电控箱3顶部设有操作面板4，所述操控箱1顶部铰接操作面板防尘盖5，所述操控箱1通过管线连接洁扣涂油装置总成6(即洁扣涂油装置1
‑
4)，所述操控箱1与洁扣涂油装置总成6通过快速连接座连接钻台，可实现设备在钻台上的位置的随意移动。所述洁扣涂油装置总成6顶部设有上盖7，所述上盖7固定在风琴保护罩8上，所述风琴保护罩8底部连接升降机构9，所述升降机构9两侧均设有若干均布的滑块26，所述滑块26滑动连接相应的尼龙导轨11，所述尼龙导轨11固定在洁扣涂油装置外壳体27内，使升降机构9能在洁扣涂油装置外壳体27内升降。所述升降机构9两侧设有伸缩气缸10，所述伸缩气缸10顶部的活塞固定在升降机构9两侧，所述伸缩气缸10底部固定在洁扣涂油装置外壳体27内，所述伸缩气缸10两侧均设有尼龙导轨11，所述风琴保护罩8下方设有洁扣涂油核心部分总成12，所述洁扣涂油核心部分总成12包括支架14、三轴气缸15、复合喷嘴16，旋转部分托架17，气动马达18，小齿轮19，大齿轮20，刷座21，毛刷22，清刷筒23，尼龙锥头24，中心轴25，可自动对丝扣进行清理和涂油。所述洁扣涂油核心部分总成12固定在升降机构9中，所述洁扣涂油核心部分总成12下方设有残渣收集盘13。所述洁扣涂油核心部分总成12连接管柱28，管柱28通过上盖7的圆口进入装置，管柱28通过洁扣涂油核心部分总成12上的尼龙锥头24导向到装置内，使丝扣处于毛刷22清理区域，定位更加准确。所述洁扣涂油核心部分总成12通过钢丝绳悬吊的方式与升降机构9连接，钢丝绳每根绳都可以单独调节长度。这样洁扣涂油核心部分总成12可以在一定角度范围内任意调整斜度，并且连接是个柔性连接，洁扣涂油核心部分总成12可以在一定范围内，适应钻杆的位置误差。操控箱1和洁扣涂油装置本体通过管线连接到一起，操控箱1控制洁扣涂油装置并为其提供高压的丝扣油。
47.工作原理：尼龙导轨11安装在底座结构上，气缸缸体端与底座结构连接，缸杆端与升降结构连接，与升降结构上有滑块26，可以在安装在底座结构上的尼龙导轨11上滑动，实现气缸伸长时，升降结构向上伸出，反之，实现气缸缩短时，升降结构向下缩回。上盖7安装在升降结构上，防止外部污染物进入箱体，风琴保护罩8一端安装在上盖7上，一端安装在底
座结构上，起到在伸缩结构上升或下降的过程中，保护罩始终将伸缩结构和底座结构之间的缝隙形成相对密封的环境，防止外界污染物进入。支架14是洁扣涂油核心部分总成12的安装载体，其中三轴气缸15的缸体固定安装在支架14上，左右各一个三轴气缸15，三轴气缸15的杠杆端固定安装着旋转部分托架，这样整个旋转部分托架可以随着三轴气缸15的缸杆进行上下运动。刷座21与大齿轮20固定连接，大齿轮20通过轴承与中心轴25连接，这样，刷座21可以绕着固定在支架14上的中心轴25旋转。气动马达18安装在旋转部分托架上，马达轴端安装有小齿轮19，小齿轮19与前面所述的大齿轮20啮合传动，马达转动，带着小齿轮19转动，进而大齿轮20转动，最终带动刷座21转动。最终动作结果为，马达旋转，带动安装在刷座21上的毛刷22旋转。复合喷嘴16安装在支架14上，具体工作时，毛刷22先旋转，将丝扣上的附着物清理干净，然后复合喷嘴16按照设定的喷油量将丝扣油喷出，同时旋转的毛刷22旋转将丝扣油均匀的涂抹在丝扣上，达到清洁丝扣并均匀涂油的目的。当三轴气缸15缩回时，旋转部分托架随之下降，安装在旋转部分托架上的所有部件均随之下降，最终毛刷22随之下降。当工作一段时间毛刷22需要清理时，三轴气缸15缩回，毛刷22下降，毛刷22下降到与清刷筒23一个高度后，启动马达旋转，带动毛刷22旋转，进而毛刷22在清刷筒23上摩擦，使毛刷22上的附着物掉落到残渣收集盘13内，工作时，装置伸缩机构伸出，洁扣涂油核心部分总成12处于上升状态，管柱28通过上盖7的圆口进入装置，管柱28通过洁扣涂油核心部分总成12上的尼龙锥头24导向到装置内，使丝扣处于毛刷22清理区域，然后进行丝扣清洁和抹油的操作。
48.本实例中洁扣涂油装置放置在司钻房旁边，这样使司钻能好的观察设备的工作状态，为操作提供便利。
49.本实例中洁扣涂油装置控制箱放置在司钻房旁边，与洁扣涂油装置通过管线连接，可实现本地操作和司钻操作两种工作模式。
50.上述说明只说明了其中一种工作模式，这种方法有很多种布置方式，只需要将设备布置在机械手运管通道上即可，由于洁扣涂油装置采用快速连接的方式安装在钻台上，进行实际工作中往往可以设置几个常用的连接位置，根据实际不同的工况，快速的将装置安装到相应的位置进行。
51.该装置为轻便设计，通过快速连接的方式连接到钻台上，占用空间小。该装置可进行升降操作，满足自动化流程的需求。丝扣清理执行核心部分采用浮动设计，可以适应管柱一定的位置误差。
52.清理丝扣的刷头设计有清理装置，丝扣清理执行装置采用气马达作为动力，采用开式齿轮传动，动力只需要气路就行，无需接入液压和强电作为动力。丝扣油管线有伴热设计，满足冬季低温环境。设计有清理残渣收集装置。
53.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。