王彥華

勝利油田濱南采油廠井下作業(yè)大隊(duì)

摘要：隨著我國(guó)綜合實(shí)力的不斷進(jìn)步，在很多行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，都通過(guò)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的控制，實(shí)現(xiàn)了更大的生產(chǎn)目標(biāo)。目前，在油田作業(yè)中起下管柱的作業(yè)過(guò)程中，就存在很多問(wèn)題，使得工作人員始終不能創(chuàng)造出更大的生產(chǎn)目標(biāo)。針對(duì)目前修井作業(yè)時(shí)起下管柱繁瑣的問(wèn)題，研制了一種新型管柱起下裝置。本文主要對(duì)修井作業(yè)中起下管柱裝置進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：起下管柱；問(wèn)題；裝置

在油田開(kāi)采的過(guò)程中，傳統(tǒng)的施工設(shè)備已經(jīng)不能滿足工程的需要，所以要通過(guò)對(duì)設(shè)備的重新設(shè)計(jì)，來(lái)更快的提高開(kāi)采效率。當(dāng)前修井作業(yè)的基本方式是通過(guò)吊卡上邊沿卡住管柱接箍下邊沿來(lái)實(shí)現(xiàn)管柱的支撐和起吊。月牙吊卡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既可以作為支座，又可以作為吊卡。起下管柱作業(yè)工作繁瑣的主要原因是管柱支撐和起吊方式不理想。

一、修井作業(yè)起下管柱作業(yè)現(xiàn)狀

1、管柱起下方式

在傳統(tǒng)的作業(yè)系統(tǒng)中，通過(guò)油管和抽油桿的控制，來(lái)完成接箍管柱過(guò)程，由于技術(shù)的匱乏，使得管柱在使用的過(guò)程中，存在著很大的安全隱患，因此，目前的起下管柱關(guān)鍵設(shè)備就是利用月牙吊卡，通過(guò)月牙吊卡依靠在吊卡上的方式，來(lái)加強(qiáng)設(shè)備的穩(wěn)定性。因?yàn)榫伦鳂I(yè)的范圍和規(guī)模都比較大，所以一旦發(fā)生安全事故，會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果，因此在修井作業(yè)中，用邊緣卡住管柱接箍的方式，可以在很大程度上提高設(shè)備的應(yīng)用水平。技術(shù)人員還對(duì)應(yīng)用的設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)，使其具備更加結(jié)實(shí)的質(zhì)量，增加了承受重力的能力，設(shè)備下邊緣實(shí)現(xiàn)的管柱夾緊和起吊功能，也提高了設(shè)備的實(shí)用性，同時(shí)這種設(shè)備的管柱起下方式，非常容易操作，對(duì)于施工任務(wù)繁重的井下作業(yè)來(lái)說(shuō)，可以縮短施工的工期。

2、分支撐油管作業(yè)機(jī)械手作業(yè)水平

近年來(lái)，我國(guó)很多的油田企業(yè)都加大了開(kāi)采的力度，在作業(yè)的過(guò)程中，也逐漸暴露出了很多問(wèn)題，其中，井口油管作業(yè)機(jī)械手的作業(yè)情況，就是需要提高的一個(gè)方面，經(jīng)過(guò)科研人員不斷的研發(fā)，技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了實(shí)際的井下作業(yè)中。這種分支撐油管作業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較新穎，可以滿足現(xiàn)代社會(huì)的開(kāi)采需要，同時(shí)分支撐油管作業(yè)機(jī)械手也具備一定的實(shí)用價(jià)值。這種機(jī)械手結(jié)構(gòu)由上吊夾和下座夾組成，通過(guò)下座夾的固定作用，來(lái)加固井口的安全性，使施工人員在作業(yè)中，可以在安全的環(huán)境下，加大開(kāi)采的力度。把上吊夾掛在吊環(huán)上，利用上吊夾的穩(wěn)定作用，代替吊卡，實(shí)現(xiàn)了將油管接箍圓周均分的過(guò)程。

二、新型裝置總體方案

鑒于油田管柱的特點(diǎn)，除了夾持油管接箍外，就是夾持油管本體。過(guò)去曾經(jīng)使用過(guò)這種作業(yè)方式，但是由于卡瓦材料的限制，容易損傷油管，縮短油管的使用壽命。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，目前已經(jīng)能夠制造出一種新型彈性材料，在這種彈性材料中嵌入微型卡緊條制成的楔形卡瓦，對(duì)管柱表面的損傷極小，完全能夠達(dá)到油田管柱使用壽命要求使用這種楔形卡瓦卡住管柱本體，使接箍完全外露，可以實(shí)現(xiàn)新的管柱起下作業(yè)方式。新型起下管柱系統(tǒng)需要在原有修井設(shè)備的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)專用的筒式吊卡、卡瓦支座、立式排架。

三、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

1、楔形卡瓦支座

（1）采用上面提到的對(duì)分支撐方式，吊卡和支座的對(duì)中要求過(guò)于嚴(yán)格，難以實(shí)際應(yīng)用。因此，可以采用楔形卡瓦夾持接箍下部的管體，讓接箍全部露出，為吊卡卡住接箍提供方便為防止楔形卡瓦卡傷管柱表面，影響管柱的使用壽命和耐腐蝕能力，卡瓦與管柱接觸部分采用彈性體微條嵌入式。

（2）進(jìn)行卡緊操作時(shí)，卡瓦在動(dòng)力缸的驅(qū)動(dòng)下向下移動(dòng)，初步卡緊管柱，并在管柱自重力的作用下實(shí)現(xiàn)自緊，進(jìn)行松開(kāi)操作時(shí)，動(dòng)力缸處于向上運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，與管柱的上提動(dòng)作一同上提卡瓦，卡瓦內(nèi)周直徑擴(kuò)大，松開(kāi)管柱，并能使接箍通過(guò)。

2、筒式吊卡

（1）動(dòng)力卡瓦夾持管柱體，管柱接箍完全露出，給吊卡設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的方便。為了省掉工人倒換吊卡、摘掛吊環(huán)和推拉閉鎖環(huán)手柄的工序，新型吊卡設(shè)計(jì)為筒式結(jié)構(gòu)，能自動(dòng)卡入和自動(dòng)松開(kāi)管柱接箍.

（2）卡牙和開(kāi)啟汽缸各3個(gè)，沿周向均布。吊卡下行，管柱接箍碰到卡牙下面的斜面時(shí)，卡牙沿吊卡體的滑槽上行，卡牙內(nèi)周擴(kuò)大，接箍通過(guò)。接箍到達(dá)傳感器位置時(shí)，停止下放吊卡，此時(shí)卡牙由于重力自行復(fù)位，上提吊卡則卡牙卡住接箍將管柱吊起。當(dāng)管柱到達(dá)適當(dāng)位置被動(dòng)力卡瓦夾緊時(shí)，下放吊卡，使接箍到達(dá)傳感器位置，此時(shí)開(kāi)啟汽缸充氣上行，推環(huán)推動(dòng)卡牙上行，保持卡牙位置一段時(shí)間，上提吊卡則管柱接箍脫出。

（3）筒式吊卡內(nèi)接箍位置傳感器為電渦流傳感器，該型傳感器的信號(hào)為無(wú)線傳輸，需要進(jìn)行嚴(yán)格的標(biāo)定。

（4）該筒式吊卡不需要軸向定位，而且吊卡下部有導(dǎo)向斜面，吊卡軸線與管柱軸線不完全平行時(shí)，接箍也可自動(dòng)卡入。與適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)結(jié)合使用，可以實(shí)現(xiàn)管柱的自動(dòng)卡放。起下抽油桿時(shí)，需要更換卡牙。

（5）該筒式吊卡的顯著特點(diǎn)是無(wú)彈性元件，卡牙復(fù)位完全依靠重力，可靠性和使用壽命顯著提高。

3、立式排管架

（1）為解決管柱從水平位到豎直位的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一種立式自動(dòng)排管架，實(shí)現(xiàn)管柱的立式排放。

（2）該立式排管架能實(shí)現(xiàn)管柱的支撐、排放和傳送，并具有自動(dòng)控制功能。設(shè)計(jì)方案有2 種：一種是充分利用機(jī)械傳動(dòng)，使排管架上的油管傳送裝置做直線運(yùn)動(dòng)，使控制程序簡(jiǎn)單可靠，但排管架結(jié)構(gòu)將略顯復(fù)雜，另一種是充分發(fā)揮自動(dòng)控制功能，用機(jī)械手排放管柱，則排管架結(jié)構(gòu)將大大簡(jiǎn)化，但需要的控制程序復(fù)雜，傳感器增多。

（3）管柱立式排放，使工作場(chǎng)地明顯減小，簡(jiǎn)化了管柱的運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)能夠解決筒式吊卡的自動(dòng)裝填問(wèn)題，并能保護(hù)油管螺紋，具有非常大的優(yōu)越性。

四、結(jié)束語(yǔ)

石油開(kāi)采的力度，也促進(jìn)了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，所以技術(shù)人員要加大技術(shù)研發(fā)的力度，建立一種新型裝置的起下裝置，在實(shí)際的開(kāi)采過(guò)程中，加大技術(shù)應(yīng)用，使其在井下作業(yè)中，可以不斷提高開(kāi)采的效率。同時(shí)要提高裝置的應(yīng)用機(jī)會(huì)，使其更加全面的滲透到井下作業(yè)中。

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