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一种连续油管无需倒管的滚筒装置及作业方法与流程

2022-08-13 10:51:51 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种连续油管无需倒管的滚筒装置及作业方法,属于石油机械技术领域。


背景技术:

2.近年来,随着连续油管作业技术的大力发展,各种大管径、高强度、超长连续油管不断出现,承载这些大管径、超长连续油管的运输滚筒外形尺寸和重量也随之不断增大。这对作为承载和驱动运输滚筒、并在运输滚筒和油管工作滚筒(以下简称工作滚筒)之间实现连续管双向倒管作业的倒管器,在承载和驱动能力、对运输滚筒的适应能力、作业稳定性和安全性等方面提出了更高的要求。本专利申请人的中国发明专利“一种重载连续管倒管器及其倒管方法”、专利号202010650358.4,利用连续管作业机上的液压系统作为动力源,通过液压马达带动减速机和链传动驱动运输滚筒旋转,两端的支撑轴用于支撑运输滚筒,通过液压油缸伸缩操作调整两支撑轴间的轴向距离,以装入不同宽度的运输滚筒,装入后适当收回液压油缸将运输滚筒夹紧,可以节省成本。但是,本专利申请人的上述专利存在以下问题与不足:1) 仍需要进行倒管操作,工作效率低,作业成本高,作业条件和安全性较差;2) 底座采用矩形框架式结构,长度方向(短边或运输滚筒直径方向)尺寸较小,周边无辅助支撑或可拓展式支撑装置,这对于尺寸和重量较大的运输滚筒而言整体头重脚轻,作业稳定性和安全性较差,设备承载能力受到限制;3) 导向器总成中的四组导向器滚轮为半圆形结构,其导向沟槽的形状和大小与连续油管直径相适应,对于不同直径的连续油管需要全部更换对应的导向器滚轮,工作量较大,费工费力;4) 排管臂采用内外套管式结构,通过调节内外套管的插入量调节排管臂高度,并通过销轴固定,这种结构调节不便,且在作业过程中不能根据不同层高的连续油管随时进行调整;5) 设备仅能作为运输滚筒与工作滚筒之间进行双向倒管的专用装置,不能搭配运输滚筒、高压旋转接头和高压管汇等作为工作滚筒使用;6) 设备仅在底座固定支架一侧设置了液压马达、减速机及链传动驱动装置,对于大管径、大长度、高强度连续油管而言设备动力性能难以满足要求,在安装空间有限的情况下,靠增大减速机输出动力又无法实现。


技术实现要素:

3.本发明的目的是提供一种连续油管无需倒管的滚筒装置及作业方法,使用缠有连续油管的运输滚筒代替工作滚筒,配合注入头直接进行出入井作业,无需进行倒管操作,作业稳定性和安全性更好,承载能力和动力性能更强,操作更便捷,效率高,解决背景技术存在的上述问题。
4.本发明的技术方案是:一种连续油管无需倒管的滚筒装置,包括:底座总成、固定端减速机总成、固定端链传动总成、固定端轴承座总成、液压升降排管臂架总成、导向器总成、计数器总成、排管装置、移动端轴承座总成、旋转接头和高压管汇、移动端链传动总成、移动端减速机总成、液压操作平台和运输滚筒;所述底座总成包括相对布置的固定支架和移动支架;所述固定端减速机总成、固定端链传动总成、固定端轴承座总成、移动端轴承座总成、移动端减速机总成和移动端链传动总成分别安装在底座固定支架和移动支架上,两两相对布置,运输滚筒装入并锁紧后,驱动运输滚筒旋转;底座总成上设置液压升降排管臂架总成,排管装置设置在液压升降排管臂架总成上,通过旋转接头和高压管汇与连续油管通道相连,配合注入头即可进行各种出入井作业。
5.所述固定支架底部设有两个平行圆柱导轨和一个中间燕尾型滑道;所述移动支架共有三个支腿,外侧的两个支腿底部带有两个平行圆管,两个平行圆管分别套装在固定支架的两个平行圆柱导轨上,中间的一个支腿底部设有滑动板,滑动板嵌在中间燕尾型滑道内,移动支架可沿两平行圆柱导轨和中间燕尾型滑道左右移动;所述两个平行圆柱导轨上各对应配置一套宽度调整油缸,所述宽度调整油缸一端安装在固定支架上,另一端固定在移动支架的圆管上,通过宽度调整油缸调节固定支架和移动支架之间的轴向距离,固定支架和移动支架之间装入不同宽度的运输滚筒;所述中间燕尾型滑道长度方向上设有两排螺栓孔,滑动板上设有两排长条孔与两排螺栓孔匹配,螺栓孔与长条孔之间的倍数关系孔距保证滑动板在任意位置时至少有四组螺栓孔相对应,将移动支架固定,将运输滚筒锁紧。
6.为保证适用较大宽度范围的运输滚筒,在底座固定支架上设置油缸座,油缸座的油缸支座设有四组u型槽,形成四个工作位置,油缸座的销座通过销轴与宽度调整油缸相连,并支撑在油缸支座的u型槽内,可针对不同宽度的运输滚筒更换油缸的工作位置,从而缩短油缸行程,改善受力。
7.所述底座总成四角各设有一套自适应液压支腿总成,包括自适应油缸、支腿、销轴、耳板座和支撑杆,自适应油缸和支腿的一端均通过各自的耳板座和销轴安装在底座总成上,自适应油缸的另一端通过销轴与支腿相连接,支腿另一端安装有支撑杆,支撑杆通过螺纹连接在支腿上,支撑杆高度可调节,支撑杆与地面接触一端带有球铰式支撑板,可以适应并可靠支撑在不平整地面上,以保证设备作业的稳定性,并通过液压系统保证各支撑点具有相等的支撑力。
8.所述底座总成设有四个吊耳,并配备钢丝绳吊具和卸扣,用于设备运输时的整体吊装。
9.所述底座总成的固定支架和移动支架的顶部分别设有固定端轴承座总成和移动端轴承座总成,固定端轴承座总成和移动端轴承座总成内均包含两个重载轴承,固定端轴承座总成和移动端轴承座总成内的两个重载轴承分别安装在固定端支撑轴和移动端支撑轴上,固定端支撑轴和移动端支撑轴相对布置。
10.固定端支撑轴的输入端用于安装固定端链传动总成的从动链轮,布置在底座固定支架的外侧,固定端支撑轴的输出端上安装运输滚筒拨杆和适配轴套,运输滚筒拨杆通过方形键安装在支撑轴上,适配轴套用于运输滚筒拨杆的轴向固定并和支撑轴一起支撑运输滚筒,朝向固定支架的内侧,与移动端支撑轴(安装有运输滚筒拨杆和适配轴套)相对布置,
且同轴心。运输滚筒拨杆上包含两个拨销,为适应不同种类的运输滚筒,两个拨销的中心距可以调整。
11.移动端支撑轴为空心结构,两端均带有与油田高压管件类型相同的连接螺纹,输入端的末端用于安装旋转接头和高压管汇,并安装移动端链传动总成的从动链轮,二者均布置在底座移动支架的外侧。旋转接头和高压管汇包含高压旋转接头和与之连接的外部高压管汇和内高压管汇,高压旋转接头和外部高压管汇通过安装架支撑在底座移动支架上;移动端支撑轴的输出端安装运输滚筒拨杆和适配轴套,运输滚筒拨杆通过方形键安装在支撑轴上,适配轴套用于运输滚筒拨杆的轴向固定,朝向移动支架的内侧,支撑轴末端螺纹用于连接运输滚筒的内高压管汇,并最终与连续油管的通道相连通。
12.所述外部高压管汇包括:90度弯头一、高压直管一、旋塞阀一、t型三通一、压力传感器、高压流量计、活动弯头一和由壬堵头等。所述外部高压管汇为双入口式结构,可通过末端的两个90度弯头一与外部泵送设备相连接,其中一个入口需要经过高压流量计,用于通过粘度和密度较小的液体介质,另一入口则不经过高压流量计,用于通过气体介质;活动弯头一用于连接高压旋转接头并连接移动端支撑轴。
13.所述内高压管汇包括:90度弯头二、高压直管二、旋塞阀二、t型三通二、活动弯头二和泄压针阀等。一端的活动弯头二用于连接移动端支撑轴,活动弯头二具有便于与移动端支撑轴连接并吸收运输滚筒和移动端支撑轴间少量间隙和振动的作用,另一端的90度弯头二用于连接连续油管;泄压针阀用于卸荷。
14.所述固定端减速机总成、固定端链传动总成、移动端减速机总成和移动端链传动总成分别安装在底座固定支架和移动支架上,两两相对布置,它们的输出轴均朝向底座固定支架和移动支架的外侧,输出轴上安装各自链传动总成的主动链轮,减速机输入端安装各自制动器和液压马达。两组链传动总成均包括主动链轮、从动链轮、链条和链轮护罩等。运输滚筒装入并锁紧后,两侧液压马达驱动减速机,两侧减速机通过一级链传动(减速增扭)再通过两侧的运输滚筒拨杆驱动运输滚筒旋转。将移动端支撑轴与运输滚筒的内高压管汇连接在一起,即可与连续油管通道相连,配合注入头即可进行各种出入井作业。
15.为了适应较大尺寸的运输滚筒和便于设备的运输,液压升降排管臂架总成设计为液压升降式结构。通过内置式排管臂举升油缸实现升降,即可根据不同外径的运输滚筒调整排管臂架的高度,以保证连续油管在运输滚筒上具有合适的收放角度,便于进行倒管作业。升降部分主要包括排管臂举升油缸、外套管、内套管支架、伸出杆、压杆和销轴等,两组外套管、伸出杆和压杆固定在底座总成上,内套管支架对应插入在两个外套管内,排管臂举升油缸两端通过销轴分别连接在外套管和内套管支架上。运输时,通过排管臂举升油缸将液压升降排管臂架总成高度缩至最短,并使液压升降排管臂架总成倒向固定端轴承座总成和移动端轴承座总成一侧,通过锁销将液压升降排管臂架总成两端固定,可减小设备的运输尺寸。液压升降排管臂架顶部安装有双向丝杠、排管装置、导向器总成、计数器总成和油管润滑器总成,排管方式为强制排管,排管液压马达通过排管链传动驱动双向丝杠旋转,进而带动排管装置、导向器总成和计数器总成在运输滚筒宽度方向移动而进行排管。
16.所述导向器总成包括上壳体、铰链、搭扣、锥形滚轮组件、调节螺杆、间隔套、挡圈、下壳体和导向杆等;上壳体和下壳体通过各自的铰链和搭扣形成开合结构,导向杆通过销轴与下壳体相连,上壳体和下壳体分别对应安装两组(共四个)调节螺杆及锥形滚轮组件,
每个调节螺杆上安装两组锥形滚轮组件,锥形滚轮的锥面相对布置;锥形滚轮组件包括锥形滚轮、轴承、轴承挡圈和支撑套,轴承挡圈用于将锥形滚轮、轴承和支撑套连接并固定在一起;调节螺杆两端为旋向相反的外螺纹,同一调节螺杆上两组锥形滚轮组件的支撑套为旋向相反的内螺纹,调节螺杆上的两支撑套套装在上壳体或下壳体上,配合面为非圆柱面,用于限制支撑套的旋转自由度,同时支撑套插入在间隔套的孔内,调节螺杆两端通过挡圈固定在两侧的间隔套上,间隔套支撑在上壳体或下壳体的两侧。这样上壳体和下壳体间对应的两个调节螺杆上的四个锥面滚轮形成的菱形面可以通过连续油管,通过旋转调节螺杆即可改变锥面滚轮间的轴向距离,使其能够适应一定范围内不同外径的连续油管。
17.所述导向器总成上方安装有计数器总成,计数器总成通过销轴连接在导向器总成上,通过计数滚轮在连续油管上的滚动记录起出/下入的连续油管长度,计数滚轮通过弹簧的弹力压紧在连续油管上,计数器总成上安装有机械计数器和电子编码器。
18.所述底座总成固定支架底部设有润滑油罐一个,用于出井时通过“气顶油”的方式将润滑油通过管线输送到导向器总成顶部的油管润滑器总成并涂抹到连续油管上。
19.所述液压操作平台上安装有手动换向阀,并配备一定长度的液压软管束,用于控制宽度调整油缸和排管液压马达的动作,使操作者远离设备高压区和吊装危险区。底座总成固定支架外侧设有液压隔板总成和电磁换向阀箱,液压隔板总成用于连接连续管作业机液压动力源,电磁换向阀箱内安装有电磁换向阀和无线接收器,用于通过无线远传遥控器控制排管液压马达的动作,带动排管链传动驱动双向丝杠旋转,进而带动排管装置、导向器总成和计数器总成在运输滚筒宽度方向移动而实现无线遥控排管。液压操作平台上手动换向阀的排管操作和电磁换向阀的无线遥控排管操作为并联关系,二者互不干扰。
20.连续管作业机液压泵输出的液压油经由液压隔板总成,将液压动力输送到手动换向阀与电磁换向阀的供油口。手动换向阀和电磁换向阀再经过管路连接到排管液压马达的两侧油口,给排管液压马达提供正转和反转的液压驱动力,排管液压马达的旋转带动排管链传动再带动双向丝杠旋转而实现排管。
21.其液压控制原理描述为:液压油源p分别进入手动换向阀与电磁换向阀的p1口和p2口,当手动换向阀与电磁换向阀都无控制信号时,手动换向阀与电磁换向阀处于中位状态。手动换向阀的a口与b口和电磁换向阀的c口与d口通过梭阀一和梭阀二连接在一起,梭阀一的fa1口与梭阀二的fb1口分别连接到排管液压马达的fa口和fb口两侧。
22.当给手动换向阀施加右转手动控制信号时,液压油从p1口进入到手动换向阀的a口,a口出油到达梭阀一的a口,由于梭阀一 1603的作用,液压油从梭阀一的fa1口引出,进入排管液压马达的fa口,驱动排管液压马达旋转,液压油再经排管液压马达的fb口流到梭阀二的fb1口,此时液压油无论从梭阀二的b口流出还是从梭阀二的d口流出,它们终将经过t口回流到液压油箱,形成液压循环回路。同理,当给手动换向阀施加左转手动控制信号,可得出相同的结论。
23.当给电磁换向阀施加左转无线控制信号时,液压油从p2口进入到电磁换向阀的d口,d口出油到达梭阀二的d口,由于梭阀二的作用,液压油从梭阀二的fb1口引出,进入排管液压马达的fb口,驱动排管液压马达旋转,液压油再经排管液压马达的fa口流到梭阀一的fa1口,此时液压油无论从梭阀一的a口流出还是从梭阀一的c口流出,它们终将经过t口回
流到液压油箱,形成液压循环回路。
24.当给电磁换向阀施加右转无线控制信号时,液压油从p2口进入到电磁换向阀的c口,c口出油到达梭阀一的c口,由于梭阀一的作用,液压油从梭阀一的fa1口引出,进入排管液压马达的fa口,驱动排管液压马达旋转,液压油再经排管液压马达的fb口流到梭阀二的fb1口,此时液压油无论从梭阀二的b口流出还是从梭阀二的d口流出,它们终将经过t口回流到液压油箱,形成液压循环回路。
25.一种连续油管无需倒管的作业方法,采用上述滚筒装置进行作业,调整底座固定支架和移动支架间的轴向距离,保证运输滚筒具有足够的装入空间;将运输滚筒吊装至底座固定支架和移动支架之间,且中心轴线处于水平位置,向底座固定支架一侧平移运输滚筒,使固定端支撑轴插入到运输滚筒一侧的中心孔内;将底座移动支架上的移动端支撑轴插入到运输滚筒另一端的中心孔内,并将运输滚筒夹紧;将内高压管汇末端连接在移动端支承轴的末端;外部高压管汇连接泵送设备,建立外部泵送设备

外部高压管汇

高压旋转接头

内高压管汇

连续油管的完整通道。将连续油管引至注入头,安装相应的井下工具;入井作业时,保证连续油管从运输滚筒上取出时具有一定的张紧力;出井作业时,使连续油管在运输滚筒上排列紧密。
26.更具体的操作步骤:作业前,调整在井场的摆放位置,保证使其安装运输滚筒后运输滚筒宽度方向的中间平面和注入头的垂直中心平面共面,正对井口;将适配轴套和运输滚筒拨杆分别安装至固定端支撑轴和移动端支撑轴;操作自适应液压支腿总成,并调整末端的支撑杆在液压支腿上的伸出量后使其支撑在地面上;调整底座固定支架和移动支架间的轴向距离,保证运输滚筒具有足够的装入空间;保证内高压管汇的入口端,即装有活动弯头二的一端朝向移动支架一侧;将运输滚筒吊装至底座固定支架和移动支架之间,且中心轴线处于水平位置,向底座固定支架一侧平移运输滚筒,使固定端支撑轴插入到运输滚筒一侧的中心孔内,同时带动固定端支撑轴及运输滚筒拨杆旋转,使固定端支撑轴和运输滚筒拨杆完全插入运输滚筒;使底座移动支架上的移动端支撑轴插入到运输滚筒另一端的中心孔内,使运输滚筒拨杆插入运输滚筒内,并将运输滚筒夹紧,将整个移动支架和运输滚筒固定,保证作业稳定可靠;将内高压管汇末端的活动弯头二连接在移动端支承轴的末端;外部高压管汇通过附属管路连接泵送设备;这样就建立起了外部泵送设备

外部高压管汇

高压旋转接头

内高压管汇

连续油管的完整通道;将连续油管最外层末端引至注入头并将连续油管末端从顶部送到底部,安装井下工具;通过排管装置带动导向器总成移动至引出的连续油管附近,将连续油管扣在导向器总成和油管润滑器总成内;入井作业时,保证连续油管从运输滚筒上取出时具有一定的张紧力,在放管时不
至于松盘,保证连续油管顺利取出;出井作业时,保证连续油管在运输滚筒上排列紧密,根据连续油管排列情况随时调整排管装置和导向器总成位置,保证连续油管在运输滚筒上紧密、整齐、规则地排列。
27.已有技术的普通运输滚筒不能直接进行作业,其原因是:连续油管生产厂家使用的普通运输滚筒一般为简单的钢结构件,其功能仅用于储存和运输连续油管,而且芯轴内部支撑件比较集中,不必考虑高压管件的安装空间问题,芯轴内的导向槽也仅用于固定连续油管最内层末端。
28.要进行正常的连续油管作业,工作滚筒上连续油管的最外层一端(一般为光杆)必须连接井下工具,最内层末端(一般为fig1502接头)必须通过滚筒芯轴内的高压管件连接到高压旋转接头的转子轴上,再通过高压旋转接头的定子端连接外部高压管汇,从而建立完整的流体连接通道。而普通运输滚筒芯轴内的连续油管末端一般为光杆,无连接接头,且运输滚筒内没有布置高压管件,更无法连接到高压旋转接头进而连接外部高压管汇,因此普通运输滚筒无法进行正常的连续油管作业。
29.本发明中的运输滚筒,更改了芯轴内支撑件的结构,并布置了内高压管汇。首先,在生产线上将带有与内高压管汇接头类型相同的连续油管最内层末端,穿过运输滚筒导向槽与内高压管汇的90度弯头二相连,然后进行整套连续油管的生产,生产完成后连续油管的最外层末端为光杆形式,可用于连接井下工具。现场作业时,即可通过运输滚筒内高压管汇另一端的活动弯头二连接到倒管器移动端支撑轴,通过高压旋转接头与外部高压管汇连通,形成完整的流体通道,即可进行正常的连续油管作业。
30.本发明的积极效果:使用缠有连续油管的运输滚筒代替工作滚筒,配合注入头直接进行出入井作业,无需进行倒管操作,作业稳定性和安全性更好,承载能力和动力性能更强,操作更便捷,效率高。
附图说明
31.图1是本发明实施例主视图;图2是本发明实施例俯视图;图3是本发明实施例左视图;图4是本发明实施例右视图;图5是本发明实施例油缸支座示意图;图6是本发明实施例油缸支座俯视示意图;图7是本发明实施例外部高压管汇示意图;图8是本发明实施例内高压管汇示意图;图9是本发明实施例导向器总成主视图;图10是本发明实施例导向器总成左视图;图11是本发明实施例无线远程排管结构图;图12是本发明实施例无线远程排管原理图;图13是本发明实施例作业示意图;图中:1-底座总成,101-固定支架,102-移动支架,103-圆柱导轨,104-燕尾型滑道,105-圆管,106-滑动板,107-油缸座,1071-油缸支座,1072-销座,1073-销轴,108-液压
隔板总成,109-电磁换向阀箱,110-吊耳,111-电磁换向阀,112-无线接收器,113-润滑油罐,2-固定端减速机总成,3-固定端链传动总成,4-固定端轴承座总成,401-固定端支撑轴,402-运输滚筒拨杆,403-适配轴套,5-液压升降排管臂架总成,501-双向丝杠,502-排管液压马达,503-排管链传动,504-内套管支架,505-外套管,506-压杆,507-伸出杆,508-排管臂举升油缸,509-销轴,6-导向器总成,600-锥形滚轮组件,601-上壳体,602-铰链,603-搭扣,604-调节螺杆,605-间隔套,606-挡圈,607-下壳体,608-导向杆,609-锥形滚轮,610-轴承挡圈,611-轴承,612-销轴,613-支撑套,7-计数器总成,701-机械计数器,702-电子编码器,703-销轴,704-计数滚轮,705-弹簧,8-排管装置,9-移动端轴承座总成,901-移动端支撑轴,10-旋转接头和高压管汇,1001-高压旋转接头,1002-外部高压管汇,1003-内高压管汇,1004-安装架,1010-90度弯头一,1011-高压直管一,1012-旋塞阀一,1013-t型三通一,1014-压力传感器,1015-高压流量计,1016-活动弯头一,1017-由壬堵头,1018-泄压针阀,1019-90度弯头二,1020-高压直管二,1021-旋塞阀二,1022
‑ꢀ
t型三通二,1023-活动弯头二,11-移动端链传动总成,12-移动端减速机总成,13-自适应液压支腿总成,1301-自适应油缸,1302-支腿,1303-销轴,1304-耳板座,1305-支撑杆,14-宽度调整油缸,15-钢丝绳吊具,1501-卸扣,16-液压操作平台,1601-手动换向阀,1602-液压软管束,1603-梭阀一,1604-梭阀二,1605-液压油箱,17-运输滚筒,18-连续油管,19-无线远传遥控器,20-油管润滑器总成,21-注入头。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明:一种连续油管无需倒管的滚筒装置,包括:底座总成1、固定端减速机总成2、固定端链传动总成3、固定端轴承座总成4、液压升降排管臂架总成5、导向器总成6、计数器总成7、排管装置8、移动端轴承座总成9、旋转接头和高压管汇10、移动端链传动总成11、移动端减速机总成12、液压操作平台16和运输滚筒17;所述底座总成1包括相对布置的固定支架101和移动支架102;所述固定端减速机总成2、固定端链传动总成3、固定端轴承座总成4、移动端轴承座总成9、移动端减速机总成12和移动端链传动总成11分别安装在底座固定支架101和移动支架102上,两两相对布置,运输滚筒17装入并锁紧后,驱动运输滚筒17旋转;底座总成1上设置液压升降排管臂架总成5,排管装置8设置在液压升降排管臂架总成5上,通过旋转接头和高压管汇10与连续油管18通道相连,配合注入头21即可进行各种出入井作业。
33.所述固定支架101底部设有两个平行圆柱导轨103和一个中间燕尾型滑道104;所述移动支架102共有三个支腿,外侧的两个支腿底部带有两个平行圆管105,两个平行圆管105分别套装在固定支架101的两个平行圆柱导轨103上,中间的一个支腿底部设有滑动板106,滑动板106嵌在中间燕尾型滑道104内,移动支架102可沿两平行圆柱导轨103和中间燕尾型滑道104左右移动;所述两个平行圆柱导轨103上各对应配置一套宽度调整油缸14,所述宽度调整油缸14一端安装在固定支架101上,另一端固定在移动支架102的圆管105上,通过宽度调整油缸14调节固定支架101和移动支架102之间的轴向距离,固定支架101和移动支架102之间装入不同宽度的运输滚筒17;所述中间燕尾型滑道104长度方向上设有两排螺栓孔,滑动板106上设有两排长条孔与两排螺栓孔匹配,螺栓孔与长条孔之间的倍数关系孔
距保证滑动板106在任意位置时至少有四组螺栓孔相对应,将移动支架102固定,将运输滚筒17锁紧。
34.为保证适用较大宽度范围的运输滚筒17,在底座固定支架101上设置油缸座107,油缸座107的油缸支座1071设有四组u型槽,形成四个工作位置,油缸座107的销座1072通过销轴1073与宽度调整油缸14相连,并支撑在油缸支座1071的u型槽内,可针对不同宽度的运输滚筒17更换油缸14的工作位置,从而缩短油缸行程,改善受力。
35.所述底座总成1四角各设有一套自适应液压支腿总成13,包括自适应油缸1301、支腿1302、销轴1303、耳板座1304和支撑杆1305,自适应油缸1301和支腿1302的一端均通过各自的耳板座1304和销轴1303安装在底座总成1上,自适应油缸1301的另一端通过销轴1303与支腿1302相连接,支腿1302另一端安装有支撑杆1305,支撑杆1305通过螺纹连接在支腿1302上,支撑杆1305高度可调节,支撑杆1305与地面接触一端带有球铰式支撑板,可以适应并可靠支撑在不平整地面上,以保证设备作业的稳定性,并通过液压系统保证各支撑点具有相等的支撑力。
36.所述底座总成1设有四个吊耳110,并配备钢丝绳吊具15和卸扣1501,用于设备运输时的整体吊装。
37.所述底座总成1的固定支架101和移动支架102的顶部分别设有固定端轴承座总成4和移动端轴承座总成9,固定端轴承座总成4和移动端轴承座总成9内均包含两个重载轴承,固定端轴承座总成4和移动端轴承座总成9内的两个重载轴承分别安装在固定端支撑轴401和移动端支撑轴901上,固定端支撑轴401和移动端支撑轴901相对布置。
38.固定端支撑轴401的输入端用于安装固定端链传动总成3的从动链轮,布置在底座固定支架101的外侧,固定端支撑轴401的输出端上安装运输滚筒拨杆402和适配轴套403,运输滚筒拨杆402通过方形键安装在支撑轴401上,适配轴套403用于运输滚筒拨杆402的轴向固定并和支撑轴401一起支撑运输滚筒17,朝向固定支架101的内侧,与移动端支撑轴901(安装有运输滚筒拨杆402和适配轴套403)相对布置,且同轴心。运输滚筒拨杆402上包含两个拨销,为适应不同种类的运输滚筒17,两个拨销的中心距可以调整。
39.移动端支撑轴901为空心结构,两端均带有与油田高压管件类型相同的连接螺纹,输入端的末端用于安装旋转接头和高压管汇10,并安装移动端链传动总成11的从动链轮,二者均布置在底座移动支架102的外侧。旋转接头和高压管汇10包含:高压旋转接头1001和与之连接的外部高压管汇1002和内高压管汇1003,高压旋转接头1001和外部高压管汇1002通过安装架1004支撑在底座移动支架102上;移动端支撑轴901的输出端安装运输滚筒拨杆402和适配轴套403,运输滚筒拨杆402通过方形键安装在支撑轴901上,适配轴套403用于运输滚筒拨杆402的轴向固定,朝向移动支架102的内侧,支撑轴901末端螺纹用于连接运输滚筒17的内高压管汇1003,并最终与连续油管18的通道相连通。
40.所述外部高压管汇1002包括:90度弯头一1010、高压直管一1011、旋塞阀一1012、t型三通一1013、压力传感器1014、高压流量计1015、活动弯头一1016和由壬堵头1017等。所述外部高压管汇1002为双入口式结构,可通过末端的两个90度弯头一1010与外部泵送设备相连接,其中一个入口需要经过高压流量计1015,用于通过粘度和密度较小的液体介质,另一入口则不经过高压流量计1015,用于通过气体介质;活动弯头一1016用于连接高压旋转接头1001并连接移动端支撑轴901。
41.所述内高压管汇1003包括:90度弯头二1019、高压直管二1020、旋塞阀二1021、t型三通二1022、活动弯头二1023和泄压针阀1018;一端的活动弯头二1023用于连接移动端支撑轴901,活动弯头二1023具有便于与移动端支撑轴901连接并吸收运输滚筒17和移动端支撑轴901间少量间隙和振动的作用,另一端的90度弯头二1019用于连接连续油管18;泄压针阀1018用于卸荷。
42.所述固定端减速机总成2、固定端链传动总成3、移动端减速机总成12和移动端链传动总成11分别安装在底座固定支架101和移动支架102上,两两相对布置,它们的输出轴均朝向底座固定支架101和移动支架102的外侧,输出轴上安装各自链传动总成的主动链轮,减速机输入端安装各自制动器和液压马达。两组链传动总成均包括主动链轮、从动链轮、链条和链轮护罩等。运输滚筒17装入并锁紧后,两侧液压马达驱动减速机,两侧减速机通过一级链传动(减速增扭)再通过两侧的运输滚筒拨杆402驱动运输滚筒17旋转。将移动端支撑轴901与运输滚筒17的内高压管汇1003连接在一起,即可与连续油管18通道相连,配合注入头21即可进行各种出入井作业。
43.为了适应较大尺寸的运输滚筒17和便于设备的运输,液压升降排管臂架总成5设计为液压升降式结构。通过内置式排管臂举升油缸508实现升降,即可根据不同外径的运输滚筒17调整排管臂架5的高度,以保证连续油管18在运输滚筒17上具有合适的收放角度,便于进行倒管作业。升降部分主要包括排管臂举升油缸508、外套管505、内套管支架504、伸出杆507、压杆506和销轴509等,两组外套管505、伸出杆507和压杆506固定在底座总成1上,内套管支架504对应插入在两个外套管505内,排管臂举升油缸508两端通过销轴509分别连接在外套管505和内套管支架504上。运输时,通过排管臂举升油缸508将液压升降排管臂架总成5高度缩至最短,并使液压升降排管臂架总成5倒向固定端轴承座总成4和移动端轴承座总成9一侧,通过锁销将液压升降排管臂架总成5两端固定,可减小设备的运输尺寸。液压升降排管臂架5顶部安装有双向丝杠501、排管装置8、导向器总成6、计数器总成7和油管润滑器总成20,排管方式为强制排管,排管液压马达502通过排管链传动503驱动双向丝杠501旋转,进而带动排管装置8、导向器总成6和计数器总成7在运输滚筒17宽度方向移动而进行排管。
44.所述导向器总成6包括上壳体601、铰链602、搭扣603、锥形滚轮组件600、调节螺杆604、间隔套605、挡圈606、下壳体607和导向杆608等;上壳体601和下壳体607通过各自的铰链602和搭扣603形成开合结构,导向杆608通过销轴612与下壳体607相连,上壳体601和下壳体607分别对应安装两组(共四个)调节螺杆604及锥形滚轮组件600,每个调节螺杆604上安装两组锥形滚轮组件600,锥形滚轮609的锥面相对布置;锥形滚轮组件600包括锥形滚轮609、轴承611、轴承挡圈610和支撑套613,轴承挡圈610用于将锥形滚轮609、轴承611和支撑套613连接并固定在一起;调节螺杆604两端为旋向相反的外螺纹,同一调节螺杆604上两组锥形滚轮组件600的支撑套613为旋向相反的内螺纹,调节螺杆604上的两支撑套613套装在上壳体601或下壳体607上,配合面为非圆柱面,用于限制支撑套613的旋转自由度,同时支撑套613插入在间隔套605的孔内,调节螺杆604两端通过挡圈606固定在两侧的间隔套605上,间隔套605支撑在上壳体601或下壳体607的两侧。这样上壳体601和下壳体607间对应的两个调节螺杆604上的四个锥面滚轮609形成的菱形面可以通过连续油管18,通过旋转调节螺杆604即可改变锥面滚轮609间的轴向距离,使其能够适应一定范围内不同外径的连续油
管18。
45.所述导向器总成6上方安装有计数器总成7,计数器总成7通过销轴703连接在导向器总成6上,通过计数滚轮704在连续油管18上的滚动记录起出/下入的连续油管18长度,计数滚轮704通过弹簧705的弹力压紧在连续油管18上,计数器总成7上安装有机械计数器701和电子编码器702。
46.所述底座总成1的固定支架101底部设有润滑油罐113,用于出井时通过“气顶油”的方式将润滑油通过管线输送到导向器总成6顶部的油管润滑器总成20并涂抹到连续油管18上。
47.所述液压操作平台16上安装有手动换向阀1601,并配备一定长度的液压软管束1602,用于控制宽度调整油缸14和排管液压马达502的动作,使操作者远离设备高压区和吊装危险区。底座总成1的固定支架101外侧设有液压隔板总成108和电磁换向阀箱109,液压隔板总成108用于连接连续管作业机液压动力源,电磁换向阀箱109内安装有电磁换向阀111和无线接收器112,用于通过无线远传遥控器19控制排管液压马达502的动作,带动排管链传动503驱动双向丝杠501旋转,进而带动排管装置8、导向器总成6和计数器总成7在运输滚筒17宽度方向移动而实现无线遥控排管。液压操作平台16上手动换向阀1601的排管操作和电磁换向阀111的无线遥控排管操作为并联关系,二者互不干扰。
48.连续管作业机液压泵输出的液压油经由液压隔板总成108,将液压动力输送到手动换向阀1601与电磁换向阀111的供油口。手动换向阀1601和电磁换向阀111再经过管路连接到排管液压马达502的两侧油口,给排管液压马达502提供正转和反转的液压驱动力,排管液压马达502的旋转带动排管链传动503再带动双向丝杠501旋转而实现排管。
49.其液压控制原理描述为:液压油源p分别进入手动换向阀1601与电磁换向阀111的p1口和p2口,当手动换向阀1601与电磁换向阀111都无控制信号时,手动换向阀1601与电磁换向阀111处于中位状态。手动换向阀1601的a口与b口和电磁换向阀111的c口与d口通过梭阀一 1603和梭阀二 1604连接在一起,梭阀一 1603的fa1口与梭阀二 1604的fb1口分别连接到排管液压马达502的fa口和fb口两侧。
50.当给手动换向阀1601施加右转手动控制信号时,液压油从p1口进入到手动换向阀1601的a口,a口出油到达梭阀一 1603的a口,由于梭阀一 1603的作用,液压油从梭阀一 1603的fa1口引出,进入排管液压马达502的fa口,驱动排管液压马达502旋转,液压油再经排管液压马达502的fb口流到梭阀二 1604的fb1口,此时液压油无论从梭阀二 1604的b口流出还是从梭阀二 1604的d口流出,它们终将经过t口回流到液压油箱1605,形成液压循环回路。同理,当给手动换向阀1601施加左转手动控制信号,可得出相同的结论。
51.当给电磁换向阀111施加左转无线控制信号时,液压油从p2口进入到电磁换向阀111的d口,d口出油到达梭阀二 1604的d口,由于梭阀二 1604的作用,液压油从梭阀二 1604的fb1口引出,进入排管液压马达502的fb口,驱动排管液压马达502旋转,液压油再经排管液压马达502的fa口流到梭阀一 1603的fa1口,此时液压油无论从梭阀一 1603的a口流出还是从梭阀一 1603的c口流出,它们终将经过t口回流到液压油箱1605,形成液压循环回路。
52.当给电磁换向阀111施加右转无线控制信号时,液压油从p2口进入到电磁换向阀
111的c口,c口出油到达梭阀一 1603的c口,由于梭阀一 1603的作用,液压油从梭阀一 1603的fa1口引出,进入排管液压马达502的fa口,驱动排管液压马达502旋转,液压油再经排管液压马达502的fb口流到梭阀二 1604的fb1口,此时液压油无论从梭阀二 1604的b口流出还是从梭阀二 1604的d口流出,它们终将经过t口回流到液压油箱1605,形成液压循环回路。
53.一种连续油管无需倒管的作业方法,采用上述滚筒装置进行作业,调整底座固定支架和移动支架间的轴向距离,保证运输滚筒具有足够的装入空间;将运输滚筒吊装至底座固定支架和移动支架之间,且中心轴线处于水平位置,向底座固定支架一侧平移运输滚筒,使固定端支撑轴插入到运输滚筒一侧的中心孔内;将底座移动支架上的移动端支撑轴插入到运输滚筒另一端的中心孔内,并将运输滚筒夹紧;将内高压管汇末端连接在移动端支承轴的末端;外部高压管汇连接泵送设备,建立外部泵送设备

外部高压管汇

高压旋转接头

内高压管汇

连续油管的完整通道。将连续油管引至注入头,安装相应的井下工具;入井作业时,保证连续油管从运输滚筒上取出时具有一定的张紧力;出井作业时,使连续油管在运输滚筒上排列紧密。
54.更具体的操作步骤:作业前,调整在井场的摆放位置,保证使其安装运输滚筒后运输滚筒宽度方向的中间平面和注入头的垂直中心平面共面,正对井口。
55.将适配轴套和运输滚筒拨杆分别安装至固定端支撑轴和移动端支撑轴。
56.操作自适应液压支腿总成,并调整末端的支撑杆在液压支腿上的伸出量后使其支撑在地面上。
57.调整底座固定支架和移动支架间的轴向距离,保证运输滚筒具有足够的装入空间。
58.保证内高压管汇的入口端,即装有活动弯头二的一端朝向移动支架一侧。
59.将运输滚筒吊装至底座固定支架和移动支架之间,且中心轴线处于水平位置,向底座固定支架一侧平移运输滚筒,使固定端支撑轴插入到运输滚筒一侧的中心孔内,同时带动固定端支撑轴及运输滚筒拨杆旋转,使固定端支撑轴和运输滚筒拨杆完全插入运输滚筒。
60.使底座移动支架上的移动端支撑轴插入到运输滚筒另一端的中心孔内,使运输滚筒拨杆插入运输滚筒内,并将运输滚筒夹紧,将整个移动支架和运输滚筒固定,保证作业稳定可靠。
61.将内高压管汇末端的活动弯头二连接在移动端支承轴的末端;外部高压管汇通过附属管路连接泵送设备;这样就建立起了外部泵送设备

外部高压管汇

高压旋转接头

内高压管汇

连续油管的完整通道。
62.将连续油管最外层末端引至注入头并将连续油管末端从顶部送到底部,安装井下工具。
63.通过排管装置带动导向器总成移动至引出的连续油管附近,将连续油管扣在导向器总成和油管润滑器总成内。
64.入井作业时,保证连续油管从运输滚筒上取出时具有一定的张紧力,在放管时不至于松盘,保证连续油管顺利取出。
65.出井作业时,保证连续油管在运输滚筒上排列紧密,根据连续油管排列情况随时调整排管装置和导向器总成位置,保证连续油管在运输滚筒上紧密、整齐、规则地排列。
66.在实施例中,参照附图13,操作过程如下:作业前,调整本发明在井场的摆放位置,保证使其安装运输滚筒后运输滚筒宽度方向的中间平面和注入头的垂直中心平面共面,即本发明正对井口,分别连接好倒管器与连续油管作业机间液压驱动软管及电气线路,并连接好液压操作平台。根据运输滚筒中心孔和拨销孔大小及中心距选择合适的适配轴套和运输滚筒拨杆,将适配轴套和运输滚筒拨杆分别安装至固定端支撑轴和移动端支撑轴。操作自适应液压支腿总成,并调整末端的支撑杆在液压支腿上的伸出量后使其支撑在地面上。根据运输滚筒尺寸选择宽度调整油缸的工作位置,并操作液压操作平台上的手动换向阀滚筒夹紧/松开手柄,调整底座固定支架和移动支架间的轴向距离,保证运输滚筒具有足够的装入空间。由于运输滚筒芯轴内部装有内高压管汇,在安装前,应保证内高压管汇的入口端即装有活动弯头二的一端朝向移动支架一侧。将运输滚筒吊装至底座固定支架和移动支架之间,且中心轴线处于水平位置并与两端支撑轴近似同轴时,向底座固定支架一侧平移运输滚筒,使固定端支撑轴插入到运输滚筒一侧的中心孔内,同时通过液压动力驱动固定端减速机和链传动总成带动固定端支撑轴及运输滚筒拨杆旋转,当旋转至运输滚筒拨杆的两个拨销与拨销孔正对时,停止旋转,继续平移运输滚筒使固定端支撑轴和运输滚筒拨杆完全插入运输滚筒。操作手动换向阀手柄,收缩宽度调整油缸,使底座移动支架上的移动端支撑轴插入到运输滚筒另一端的中心孔内,并通过液压动力旋转移动端减速机和链传动总成带动移动端支撑轴及运输滚筒拨杆旋转,当旋转至运输滚筒拨杆的两个拨销与拨销孔正对时,停止旋转,继续收缩宽度调整油缸,使移动端支撑轴和运输滚筒拨杆完全插入运输滚筒并将运输滚筒夹紧,用螺栓将滑动板即整个移动支架和运输滚筒固定,保证作业稳定可靠。需要说明的是,固定端减速机总成和移动端减速机总成二者的驱动液压马达为并联关系,输出扭矩是单个减速机驱动扭矩的2倍。
67.操作者从移动支架一侧进入运输滚筒芯轴内,将内高压管汇末端的活动弯头二连接在移动端支承轴的末端;外部高压管汇通过附属管路连接泵送设备;这样就建立起了外部泵送设备

外部高压管汇

高压旋转接头

内高压管汇

连续油管的完整通道。利用吊机或其他牵引装置将连续油管最外层末端引至注入头并通过注入头传动系统将连续油管末端从顶部送到底部,安装井下工具。操作无线远传遥控器或液压操作平台上的手动换向阀排管手柄,排管液压马达通过排管链传动驱动双向丝杠旋转,通过排管装置带动导向器总成移动至引出的连续油管正上/下方,通过排管臂举升油缸调整排管臂架总成高度,将导向器总成头部调整至引出的连续油管附近。根据连续油管直径依次调整导向器总成的4个调节螺杆,使锥形滚筒组件的通道空间与连续油管直径相适应,为保证准确调整,导向器总成上、下壳体带有不同直径连续油管对应的刻度线。拆下导向器总成一侧两个铰链的固定销,并打开同侧的两个搭扣,将上壳体向上翻转180度。油管润滑器总成也为上下开合式结构,打开油管润滑器总成。使连续油管处于导向器总成下壳体的中间沟槽内,扣合上壳体,安装铰链插销并扣上搭扣,扣合油管润滑器总成。
68.入井作业时,本发明两个液压马达提供一个近似恒定的反向力矩,注入头液压马达提供大于本发明液压马达的驱动力矩,保证连续油管从运输滚筒上取出时具有一定的张
紧力,保证在放管时不至于松盘,操作者可通过液压操作平台上的手动换向阀或无线远传遥控器,随时调整排管装置和导向器总成位置,保证连续油管顺利取出。计数器总成用于记录下入井内的连续油管长度和速度。
69.出井作业时,本发明两液压马达驱动运输滚筒旋转的速度略大于注入头马达提升连续油管的速度,这就会使在运输滚筒和注入头之间的连续油管具有一定的张紧力,保证连续油管在运输滚筒上排列紧密,操作者可通过液压操作平台上的手动换向阀或无线远传遥控器,根据连续油管排列情况随时调整排管装置和导向器总成位置,保证连续油管在运输滚筒上紧密、整齐、规则地排列。另外,出井作业过程中还需要在控制室内操作油管润滑按钮,通过油管润滑器总成给连续油管外层均匀涂抹润滑油防止生锈。计数器总成用于记录起出的连续油管长度和速度。
70.当连续油管从井内完全取出并拆除井下工具后,用吊机提前牵引注入头端的连续油管,使其末端从注入头内完全送出,这时需要借助吊机的拉力保证注入头和运输滚筒之间这段连续油管的紧密有序缠绕。当连续油管末端接近导向器总成时,拆下导向器总成一侧两个铰链的固定销,并打开同侧的两个搭扣,将上壳体向上翻转180度,打开油管润滑器总成,将连续油管取出,扣合导向器总成和油管润滑器总成,继续缠绕并将连续油管末端固定在运输滚筒上。将液压升降排管臂架总成缩至最低。操作者从移动支架一侧进入运输滚筒芯轴内,将内高压管汇末端的活动弯头二与移动端支承轴断开。
再多了解一些

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