一體化管柱自動(dòng)排送裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油工業(yè)的機(jī)械化作業(yè)輔助裝置，具體地說(shuō)是一體化管柱自動(dòng)排送裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]普通作業(yè)修井時(shí)，管柱的排放及輸送需要兩名場(chǎng)地工人配合進(jìn)行搬抬油管、甩油管、推放小滑車等操作，工序復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)效率低，容易造成工人的人身傷害。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外機(jī)械化管柱排送技術(shù)，主要有管柱豎排及橫排兩種方式。其中，管柱豎排的方式占地面積小，但對(duì)設(shè)備的要求較高，不適應(yīng)國(guó)內(nèi)修井作業(yè)尤其是小修作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。管柱橫排目前研究較多，專利200910218830.0水平自動(dòng)排管裝置中在管排兩側(cè)設(shè)計(jì)了抓管裝置，抓管裝置可沿管排兩側(cè)的軌道運(yùn)行實(shí)現(xiàn)管柱的運(yùn)移及排放。專利200610048084.1作業(yè)井場(chǎng)油管自動(dòng)拉排裝置利用液壓升降臺(tái)調(diào)整油管高度，行走滑車帶動(dòng)油管在管排上運(yùn)移。上述裝置都存在設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)同步性困難及導(dǎo)軌安裝對(duì)井場(chǎng)要求高等問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較少。美國(guó)專利 US4604724(Automated apparatus for handling elongated wellelements such as pipes)設(shè)計(jì)了管柱多層排放系統(tǒng)，依靠重力實(shí)現(xiàn)管柱的運(yùn)移，旋轉(zhuǎn)型機(jī)械手可向不同層的管排取、放管柱，不同層的管排根據(jù)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)軌跡具有不同的長(zhǎng)度，該裝置需要設(shè)計(jì)不同長(zhǎng)度的管排，且從管排中取出管柱時(shí)，管排頂端與機(jī)械手精確對(duì)正較為困難。US7736119B2 (Horizontal pipe handling system)提出了另一種重力多層排管的方式，該裝置設(shè)計(jì)了一個(gè)管柱取放機(jī)構(gòu)可將單根管柱從輸送機(jī)構(gòu)放入管排活從管排上取出放至輸送機(jī)構(gòu)，管柱取放機(jī)構(gòu)可沿著一根立柱上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在不同高度的管排上取放油管。該裝置由于管排高度和油管輸送機(jī)構(gòu)的高度存在差異因此每根油管都要進(jìn)行抓取、上下運(yùn)移、釋放及管柱在管排上滾動(dòng)等四個(gè)步驟，系統(tǒng)工作效率不高。
[0004]因此有必要研發(fā)一種適應(yīng)國(guó)內(nèi)作業(yè)現(xiàn)狀的機(jī)械化作業(yè)管柱排放及輸送裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一體化管柱自動(dòng)排送裝置及方法，具有安裝方便，方便運(yùn)輸，操作方便，重力排管等特點(diǎn)。適用于機(jī)械化作業(yè)中管柱的自動(dòng)排放及管柱在管排與井口之間的輸送，確保管柱順利起下。
[0006]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，一體化管柱自動(dòng)排送裝置，包括排管裝置、送管裝置，所述送管裝置通過(guò)連接液壓缸連接在排管裝置側(cè)面，所述排管裝置包括油管橫擔(dān)和管排升降裝置，所述管排升降裝置位于油管橫擔(dān)下方用以頂住和升降油管橫擔(dān)，所述油管橫擔(dān)右端鉸接在套板上，而套板則套在右側(cè)的橫擔(dān)立柱上能在該立柱上縱向移動(dòng)，所述管排升降裝置和送管裝置之間設(shè)置單根分離裝置。
[0007]所述送管裝置包括送管裝置底座、送管液壓缸、油管槽，所述油管槽通過(guò)送管液壓缸與送管裝置底座連接，送管液壓缸可帶動(dòng)油管槽完成油管在井場(chǎng)和井口之間的運(yùn)移，即實(shí)現(xiàn)大立頂起；所述油管槽側(cè)方還設(shè)置有油管槽液壓缸，可以使油管槽向一側(cè)傾倒，即實(shí)現(xiàn)小立翻轉(zhuǎn)。
[0008]所述管排升降裝置為液壓升降裝置或絲杠升降裝置或卷?yè)P(yáng)升降裝置。
[0009]所述管排升降裝置包括管排升降液壓缸、管排傾斜液壓缸、管排主梁、傾斜液壓缸橫擔(dān)、升降裝置底座，所述管排主梁四角底部均設(shè)置管排升降液壓缸，管排升降液壓缸安裝在管排主梁和升降裝置底座之間，其中，靠近送管裝置一側(cè)的兩個(gè)管排升降液壓缸的安裝高度低于另一側(cè)兩個(gè)管排升降液壓缸，四個(gè)管排升降液壓缸同步運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)管排主梁的上下平移。
[0010]靠近送管裝置一側(cè)的兩個(gè)管排升降液壓缸底部設(shè)有管排傾斜液壓缸并且和管排傾斜液壓缸之間設(shè)置傾斜液壓缸橫擔(dān)，管排傾斜液壓缸帶動(dòng)該側(cè)的兩個(gè)管排升降液壓缸上下運(yùn)動(dòng)一定距離，可以造成管排主梁向不同方向傾斜，從而控制油管的滾動(dòng)方向。
[0011]所述單根分離裝置包括自上而下依次連接的分離頭、分管液壓缸、分管裝置底座，所述分離頭上端具有傾斜面，分離頭在分管液壓缸帶動(dòng)下上下運(yùn)動(dòng)，可以完成油管單根的分咼。
[0012]為了達(dá)成上述另一目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，一體化管柱自動(dòng)排送方法，其步驟為，修井作業(yè)時(shí)，首先需要從井內(nèi)起出管柱，此時(shí)管排傾斜液壓缸伸出，將管排主梁靠近送管裝置的一側(cè)頂起，管排升降液壓缸伸出，將管排主梁推至最高點(diǎn)，與送管裝置的位置相吻合；井內(nèi)起出的油管從送管裝置接下，送管液壓缸將油管槽帶至地面，油管槽液壓缸將油管槽推向一側(cè)傾倒，油管從油管槽中滾出，并滾至管排主梁上，并沿著管排主梁滾至另一側(cè)直至由橫擔(dān)立柱擋住，當(dāng)起出的油管排滿一排時(shí)，在油管上搭上另一層橫擔(dān)，管排升降液壓缸下降一定高度，使新一排的高度與送管裝置相配合，進(jìn)行下一排油管的擺放，重復(fù)上述過(guò)程，直至井內(nèi)油管全部起出；
[0013]修井作業(yè)完成后，需要將油管下入井內(nèi)，先將管排傾斜液壓缸收回，使得管排主梁靠近送管裝置一側(cè)高度低于另一側(cè)，管柱滾向送管裝置一側(cè)，最上層管排的第一根油管滾至管柱分離裝置上方，管柱分離頭在分管液壓缸的帶動(dòng)下，將管排第一根油管向上頂出，同時(shí)分離頭的側(cè)面可以防止管排第二根油管的滾動(dòng)。此時(shí)，送管裝置的油管槽在油管槽液壓缸的推動(dòng)下處于傾斜位置，當(dāng)油管高于管排兩側(cè)的橫擔(dān)立柱時(shí)，油管沿著分離頭的斜面滾入油管槽，油管槽被液壓缸扶正，并送至井口 ；分離頭下降，管排上下一根油管滾入分離頭的斜面，進(jìn)行下一根油管的分離及輸送；完成一排油管的輸送后，取走該層橫擔(dān)，管排升降液壓缸同時(shí)上行，將下一排油管上移，進(jìn)行下一排油管的輸送作業(yè)；重復(fù)上述過(guò)程，完成管排上所有油管的輸送。
[0014]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0015]油管輸送裝置與油管排放裝置通過(guò)液壓缸連接在一起，使用時(shí)液壓缸伸出，進(jìn)行管柱排送作業(yè)，運(yùn)輸時(shí)液壓缸收回，可以大大減少設(shè)備運(yùn)輸寬度。油管排放裝置包括兩組液壓缸，其中四只管排升降液壓缸可以同步運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)管排的上升及下降，靠近油管輸送裝置的兩只管排升降液壓缸的安裝位置低于另一側(cè)兩只液壓缸，使管排具有一定的傾斜角度，使油管滾動(dòng)。另一組是兩只管排傾斜液壓缸，安裝在靠近油管輸送裝置一側(cè)，可通過(guò)橫擔(dān)帶動(dòng)輸送裝置一側(cè)的兩只管排升降液壓缸上下移動(dòng)，當(dāng)伸長(zhǎng)到最大長(zhǎng)度后，使該側(cè)的管排高于遠(yuǎn)離油管輸送裝置的一側(cè)，使油管向另一側(cè)滾動(dòng)。管排與油管輸送裝置之間具有楔形的油管單根分離裝置，可以實(shí)現(xiàn)油管單根的分離。
[0016]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):
[0017]1、管柱輸送與排放裝置采取一體化設(shè)計(jì)，安裝方便；裝置收起時(shí)整體寬度大大減小，方便運(yùn)輸。
[0018]2、楔形取管機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
[0019]3、重力排管，不需專門的動(dòng)力裝置帶動(dòng)單根管柱在管排上移動(dòng)。
[0020]4、管排整體上下移動(dòng)，配合輸送裝置，每排管柱只需改變一次管排高度，相比于運(yùn)移機(jī)構(gòu)帶動(dòng)單根移動(dòng)的方案操作更簡(jiǎn)單，效率更高。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的一體化管柱自動(dòng)排送裝置結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0022]圖2a為送管裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2b為圖2a的側(cè)視圖；
[0024]圖3為單根分離裝置示意圖；
[0025]圖4a為管排升降裝置的俯視圖；
[0026]圖4b為管排升降裝置的主視圖；
[0027]圖5為起油管時(shí)裝置工作原理圖；
[0028]圖6a、圖6b為下油管時(shí)裝置工作的兩個(gè)原理圖。
[0029]圖中，1、送管裝置；2、連接液壓缸；3、單根分離裝置；4、油管；5、管排升降裝置；6、橫擔(dān)立柱；7、橫擔(dān)。
[0030]101、送管液壓缸；102、送管裝置底座；103、油管槽；104、油管槽液壓缸。
[0031]301、分離頭；302、分管液壓缸；303、分管裝置底座。
[0032]501、管排升降液壓缸；502、管排傾斜液壓缸；503升降裝置主梁。
[0033]501、管排升降液壓缸；502、管排傾斜液壓缸；503升降裝置主梁；504、傾斜液壓缸橫擔(dān)；505、升降裝置底座。
【具體實(shí)