油管自动化排放装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于油田修井作业的油管自动化排放装置及方法，其中装置，主要包括排管组件，所述排管组件包括排管组件支撑框架、直线运行机构、抓取手，所述排管组件支撑框架上设置X、Y、Z三个方向的直线运行机构，Z轴的末端设置有旋转机构；所述抓取手与Z轴末端的旋转机构连接，抓取手可沿X、Y、Z三个方向进行直线运动，同时，抓取手在旋转机构作用下可旋转一定角度；所述排管组件还设置有用于堆放横担的横担箱。本发明专利技术可实现油田修井作业时油管的自动化排放，从而达到降低油田作业工人劳动强度，提高作业效率和作业安全性，减少油田作业井场环境污染的目的，同时，该装置具有占地面积小，安装方便的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油管排放装置，具体地说是用于油田修井作业的油管自动化排放装置及方法。
技术介绍
国内油田修井作业的机械化比过去有了很大的进步，如拆装、搬运已实现了吊、装、运的一体化。在起下作业方面已有通井机(修井机)、液压油管钳和半自动吊卡等，这些机械化配套设备和装置的出现，对提高起下作业效率，减轻工人劳动强度，起到了较好的作用。但是在起下油管作业中，油管的排放大部分仍然停留在人工排放的施工模式上，油管排放时，首先要布置井场，摆放油管凳、油管滑道及油管枕，且工人需要在油管排及油管凳之间搬抬油管，并在油管排上滚油管，油管排放不整齐时还需要抽拉油管，这种作业方式劳动强度大，工作效率低，且易造成人身伤害；同时，作业时，需要在井场搭设的油管排，占用井场的面积大；为防止管杆上残余的原油和污水污染井场环境，需要在井场铺设防渗膜并增加防护围堰，而防渗膜易破漏，且污染后的防渗膜处理困难，作业完成后需要专门的环保人员进行收集处理。在起下油管过程中，需测量油管长度，油管长度测量作为独立工序，需要中断正常的起下油管作业，由两人拉钢卷尺测量，一人进行记录，记录完成后进行数据统计，这中测量方法效率低，且数据统计过程中易出错。为了实现油管的自动排放，国内外进行了相关技术研究。胜利油田的袁建民、赵保忠参照钻井的钻杆排放方式设计了一种油管柱立式自动排架装置(石油机械，2006年，第34卷，第4期)，油管需要立式排放；专利申请号为201310419700.X的专利介绍了一种自动管排盒，采用立式排管，且需要特殊的链式起升装置；专利号为200610047825.4专利提及一种立式排管装置，但未进行详细介绍。如上所述，这种立式排管方式，需要特殊的配备特殊的起升系统及作业井架，但目前常规油水井作业设备(井架)无法实现油管的立式排放，若要采用该方式需要改造设备，投入费用大，而目前常规油水井作业采用水平排管方式，因此，这种立式排管方式不适用目前的作业现状。为了适应油管目前水平排放的模式，辽河油田的戴长生等设计了一种油管机械化拉排装置(油气井测试，2007年，第16卷，增刊)，该装置采用钢丝绳拖动油管，虽然实现了油管的机械化排放，但该装置现场安装繁琐，且整体尺寸较大，移动不方便，并未得到广泛应用。大庆石油学院的谭云等分析了修井起下作业中的油管机械化排放问题(石油机械，1997年，第25卷，第3期)，介绍了一种通过油管接送装置和倾斜的管排进行油管排放的装置；2006年中国石油大学(华东)王路林的硕士论文《自动化起下油管作业控制系统研究》中也涉及一种管排倾斜进行油管排放的装置；专利号为ZL201420018526.8、ZL201420018597.8分写介绍了依靠管排的倾斜进行排管的装置，其具体实施形式有所区别；专利号为US4604724、US7736119均介绍了一种油管输送装置及依靠液压缸举升管排，利用重力进行排管的装置。如上所述，这种依靠重力进行排管的装置，存在如下问题：①现场安装繁琐；②采用重力排放，由于无外力干预，油管排放的可控性差，易出现意外事故。针对立式排管不适用目前作业现状，投入费用大，钢丝绳拖动油管现场安装繁琐，重力排管可控性差等问题，为此，为降低作业工人劳动强度，提高作业效率，实现废液有效收集，专利技术了一种油管自动化排放装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供油管自动化排放装置及方法，实现油管的自动化排放，从而降低作业工人劳动强度，提高作业效率和作业安全性；同时，该专利技术可实现废液的有效收集，减少井场环境污染。为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，油管自动化排放装置，主要包括排管组件，所述排管组件包括排管组件支撑框架、直线运行机构、抓取手，所述排管组件支撑框架上设置有X、Y、Z三个方向的直线运行机构，抓取手在直线运行机构带动下可实现X、Y、Z三个方向的直线运动，抓取手能在旋转机构的驱动下旋转90度，这样抓取手就可抓取不同高度、不同水平位置的油管或横担。抓取手沿X轴运动进行横担的安装或拆卸，沿Y轴进行油管的排放。所述排管组件还设置有用于堆放横担的横担箱。还包括油管输送组件和油管长度测量组件，所述油管输送组件设置在排管组件的前方，所述油管长度测量组件设置在油管输送组件和排管组件之间。还包括底座组件，所述底座组件包括基座、废液收集池，基座上方设置有废液收集池，所述油管输送组件、排管组件、油管长度测量组件均安装在基座上。所述油管输送组件主要包括油管滑车、V型轨道、输送臂、输送臂基座，所述油管滑车安装在V型导轨上，所述V型导轨安装在输送臂上，所述输送臂安装在输送臂基座上，所述的输送臂基座安装在底座组件的基座上，所述的油管滑车通过链条传动机构、齿条传动机构或齿形带传动机构拖动可实现在V型导轨上运动，所述输送臂通过链条传动机构、齿条传动机构或齿形带传动机构等机构拖动可实现在输送臂基座上运动，所述的输送臂基座可通过丝杠、伸缩缸等伸缩机构调整上下高度。所述直线运动机构为可实现直线运动的机构，主要包括驱动机构、传动机构以及导向机构。驱动机构为动力源，如电机、液压马达、气动马达、液压缸、电动缸等，传动机构可传递动力，如丝杠、齿条、同步带、链条、钢丝绳、直线电机、连杆机构、滚轮等，导向机构为各种类型的导轨，具有承重及导向作用，如滑动导轨、滚动导轨、液体静压导轨、气浮导轨、磁浮导轨等。所述抓取手可以为任何形式的抓取装置，可采用电磁方式或机械方式等。所述油管长度测量组件包括油管夹持驱动装置、油管测量夹持板、长度测量仪，所述油管测量夹持板左、右各设置一个，用于夹住油管的两端，且由油管夹持驱动装置连接驱动进行水平运动，在油管测量夹持板上设置有长度测量仪。所述排管组件支撑框架可在支撑立柱的作用下进行升降，提高油管自动化排管装置的排管容量，适应不同井深的排管要求。运输时，降低排管装置支撑框架的高度，方便运输；现场作业时，升高排管装置支撑框架的高度，提高排管容量。所述横担的上表面开设有凹槽，凹槽用于放置油管，两个相邻凹槽中心距之间的距离应保证两个相邻排放的油管取放时互不干扰；为了保证上下相邻两层油管横担位置的一致性，即上层油管横担与下层油管横担在相同位置的凹槽在地面的垂直投影重合，在横担上设置有横担定位装置。为了达成上述另一目的，本专利技术采用了如下技术方案，油管自动化排放方法，起油管作业，进行排管时，将大钩悬吊的单根油管放入油管输送组件，随后，抓取手抓取油管，携带油管在Y轴向管排方向运动，运动至油管长度测量组件位置时，油本文档来自技高网...

【技术保护点】
油管自动化排放装置，主要包括排管组件，其特征在于，所述排管组件包括排管组件支撑框架、直线运行机构、抓取手，所述排管组件支撑框架上设置X、Y、Z三个轴方向的直线运行机构，Z轴的末端设置有旋转机构；所述抓取手与Z轴末端的旋转机构连接，旋转机构连接在Y轴的直线运行机构上，Y轴的直线运行机构连接在X轴的直线运行机构上，抓取手可沿X、Y、Z三个轴方向的直线运行机构进行直线运动，同时，抓取手在旋转机构作用下进行旋转。

【技术特征摘要】
2015.03.27 CN 20151014215911.油管自动化排放装置，主要包括排管组件，其特征在于，所述排管组件包括排管组件支撑框架、直线运行机构、抓取手，所述排管组件支撑框架上设置X、Y、Z三个轴方向的直线运行机构，Z轴的末端设置有旋转机构；所述抓取手与Z轴末端的旋转机构连接，旋转机构连接在Y轴的直线运行机构上，Y轴的直线运行机构连接在X轴的直线运行机构上，抓取手可沿X、Y、Z三个轴方向的直线运行机构进行直线运动，同时，抓取手在旋转机构作用下进行旋转。
2.根据权利要求1所述的油管自动化排放装置，其特征在于，还包括油管输送组件和油管长度测量组件，所述油管输送组件设置在排管组件的前方，所述油管长度测量组件设置在油管输送组件和排管组件之间。
3.根据权利要求2所述的油管自动化排放装置，其特征在于，还包括底座组件，所述底座组件包括基座、废液收集池，基座上方设置有废液收集池，所述油管输送组件、排管组件、油管长度测量组件均安装在基座上。
4.根据权利要求2或3所述的油管自动化排放装置，其特征在于，所述油管输送组件主要包括油管滑车、V型轨道、输送臂、输送臂基座，所述油管滑车安装在V型导轨上，所述V型导轨安装在输送臂上，所述输送臂安装在输送臂基座上，所述的输送臂基座安装在底座组件的基座上，所述的油管滑车通过链条传动机构、齿条传动机构或齿形带传动机构拖动可实现在V型导轨上运动，所述输送臂通过链条传动机构、齿条传动机构或齿形带传动机构等机构拖动可实现在输送臂基座上运动，所述的输送臂基座可通过伸缩机构调整上下高度。
5.根据权利要求2或3所述的油管自动化排放装置，其特征在于，所述油管长度测量组件包括油管夹持驱动装置、油管测量夹持板、长度测量仪，所述油管测量夹持板左、右各设置一个，用于夹住油管的两端，且由油管夹持驱动装置连接驱动进行水平运动，在油管测量夹持板上设置有长度测量仪。
6.根据权利要求1所述的油管自动化排放装置，其特征在于，所述排管组件支撑框架可在自身支撑立柱的作用下进行升降。
7.根据权利要求1所述的油管自动化排放装置，其特征在于，所述直线运动机构为可实现直线运动的机构，主要包括依次连接的驱动机构、传动机构以及导向机构。
8.根据权利要求1所述的油管自动化排放装置，其特征在于，所述抓取手为采用电磁方式或机械方式的抓取装置。
9.根据权利要求1所述的油管自动化排...

【专利技术属性】
技术研发人员：高广启，张雷，宋辉辉，付增，张辉，苏秋涵，唐倩雯，王峰，刘长，王勇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37