一种实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺制造技术

本发明专利技术涉及油田修井作业工艺技术领域，特别涉及一种实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺，其技术方案是：整个作业系统由大钩和吊环、动力吊卡、动力卡瓦、吊卡导向机构、抽油杆上卸扣动力钳、翻转立式猫道和控制系统组成，大钩和吊环、动力吊卡、动力卡瓦、吊卡导向机构组成悬吊系统完成抽油杆起和下运动，抽油杆上卸扣动力钳实现抽油杆上扣和卸扣，翻转立式猫道完成抽油杆90°翻转输送，控制系统实现整机控制。本发明专利技术的有益效果是：可以实现协调配合作业，并控制各部件并行作业；本修井作业工艺可以实现井口作业自动化，整机操作减少1‑2人，现场需要大班司机一人，井口工一人和管排工一人辅助即可完成作业工作，并逐步实现井口无人作业。

【技术实现步骤摘要】
一种实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺
本专利技术涉及一种油田修井作业工艺
，特别涉及一种实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺。
技术介绍
修井作业是油田最多的作业形式，有小修作业、大修作业之分，其中小修作业主要通过起、下完成作业任务，有检泵、换工艺、冲砂等主要作业。目前，主流抽油杆作业工艺过程特点：人工作业，人工上卸扣，少量采用专用抽油杆上卸扣吊钳；至少2个吊卡在大钩和井口中心循环，完全人工搬运和挂钩；多采用人工搬运抽油杆在简易导轨，吊卡卡住抽油杆的凸缘起升过程，抽油杆在导轨上滑动至井口中心位置，提升，部分起升，部分采用吊卡配合顶升式猫道起下抽油杆，整个作业过程人工为主，作业强度高，作业环境恶劣。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺，悬吊系统完成抽油杆起、下运动，抽油杆上卸扣动力钳实现抽油杆上扣和卸扣，翻转立式猫道完成抽油杆90°翻转输送，控制系统实现整机控制。本专利技术提到的一种实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺，其技术方案是包括下放抽油杆工艺过程：第一步，翻转立式猫道安装定位：翻转立式猫道安设猫道与井口连接定位机构，距离可调，高度可调，精准定位，确保翻转立式猫道可以90度翻转抽油杆至井口中心所在竖直线；第二步，翻转立式猫道测量抽油杆长度：拨管机构将上抽油杆翻转至翻转立式猫道卡爪内，抽油杆测长液压缸推动上抽油杆贴紧起始位置定位块，根据起始尺寸减去位移传感器移动距离，得出上抽油杆实际尺寸；第三步，翻转立式猫道进行90°翻转上料：翻转立式猫道卡爪夹紧，同时，翻转立式猫道防弯曲液压缸动作，通过两个翻转立式猫道卡爪拉紧上抽油杆，防止上抽油杆弯曲；翻转立式猫道完成90度翻转；第四步，显示动力吊卡、动力卡瓦和抽油杆位置，准确控制立式接替过程：上抽油杆竖直状态，下部位置确定，长度确定，以翻转立式猫道上部初始位置为原点，构建可视化坐标，准确显示动力吊卡、上抽油杆和动力卡瓦位置，从而准确控制确定动力吊卡与上抽油杆上部实时距离、上抽油杆下部与下抽油杆的接箍及动力吊卡实时距离，准确控制作业过程；第五步，立式接替，浮动夹持：动力吊卡在吊卡导向机构作用下下移，动力吊卡打开，自上而下套入上抽油杆，动力吊卡闭合，逐步浮动夹紧上抽油杆的推承面台肩，上抽油杆处于可旋转和上下移动状态；翻转立式猫道卡爪微打开，上抽油杆处于能够旋转和上下移动且不能脱离翻转立式猫道卡爪的状态；第六步，悬吊系统下放抽油杆并对正下抽油杆的接箍：动力吊卡下行，上抽油杆的接箍逐步靠近下抽油杆螺纹，减速，上抽油杆的接箍接触下抽油杆螺纹，动力吊卡继续下行，下行距离不超过扳手方长度，防止动力吊卡及其相连接机构重量承载在上抽油杆上，产生弯曲；上抽油杆位于翻转立式猫道卡爪内，下放，翻转立式猫道卡爪起到导向抽油杆作用；第七步，抽油杆上卸扣动力钳接杆：悬吊系统下放抽油杆同时，抽油杆上卸扣动力钳在动力驱动下，沿导轨移动至井口中心，抽油杆上卸扣动力钳夹持下抽油杆的扳手方，抽油杆上卸扣动力钳的上部卸扣钳夹持上抽油杆的接箍，进行上扣处理，直至旋紧；第八步，旋扣行程补偿：上抽油杆的接箍与下抽油杆旋扣过程中，上抽油杆下行，由于扳手方长度行程小于螺纹行程，动力吊卡下行进行行程补偿；第九步，抽油杆上卸扣动力钳回退，猫道回位进行下一根抽油杆作业，同时，翻转立式猫道卡爪松开，翻转立式猫道回位，重复第二步作业过程，进行下一根抽油杆输送；第十步，起吊：抽油杆上卸扣动力钳回退同时，悬吊系统上提，上提一段距离，在上提的同时，动力卡瓦打开；第十一步，下放，动力卡瓦卡住下抽油杆的凸缘：悬吊系统减速直至停止，转向下放，下抽油杆的凸缘接近井口，减速，动力卡瓦闭合，卡住下抽油杆的凸缘；第十二步，动力吊卡上升，下放下一根抽油杆：动力卡瓦打开，上升回位，同时，翻转立式猫道将下一根抽油杆输送至井口中心竖直位置，重复第三步作业过程，进行下一根抽油杆立式接替；这样，整个工艺过程形成完整循环作业。优选的，本专利技术还包括起升抽油杆工艺过程：第一步，动力吊卡下行，卡住抽油杆的推承面台肩：动力吊卡在吊卡导向机构作用下下行，动力吊卡打开，接近上抽油杆的推承面台肩减速；同时，翻转立式猫道启动，上升；第二步，翻转立式猫道浮动夹持上抽油杆：动力吊卡继续下行，从上面套入上抽油杆，闭合，浮动夹持上抽油杆的推承面台肩；这一过程依靠显示动力吊卡、动力卡瓦和上抽油杆位置，准确控制动力吊卡与下抽油杆的上部扳手方实时位置；第三步，悬吊系统起升后下放，动力卡瓦卡住下抽油杆的凸缘：悬吊系统起升，同时动力卡瓦打开，起升直至下抽油杆的接箍高出动力卡瓦台面一段距离，悬吊系统减速直至停止，转向下放，接近动力卡瓦台面减速，动力卡瓦闭合，动力卡瓦卡住下抽油杆的凸缘；第四步，翻转立式猫道浮动夹持上抽油杆，抽油杆上卸扣动力钳启动：翻转立式猫道转动到位，浮动夹持上抽油杆；同时，抽油杆上卸扣动力钳启动，沿导轨移至井口中心；第五步，行程补偿：抽油杆上卸扣动力钳在进行上卸扣处理过程中，依靠动力吊卡下行或大钩弹簧进行行程补偿；完成卸扣后，抽油杆接箍留在上抽油杆；翻转立式猫道浮动夹持上抽油杆，抽油杆上卸扣动力钳开始回位；第六步，卸扣处理：悬吊系统下放同时，抽油杆上卸扣动力钳在动力驱动下，移动至井口中心，抽油杆上卸扣动力钳夹持下抽油杆的扳手方，抽油杆上卸扣动力钳的上部卸扣钳夹持上抽油杆的接箍，进行卸扣处理，直至完全完成卸扣；第七步，翻转立式猫道夹持抽油杆：翻转立式猫道卡爪加力，夹持住上抽油杆，同时翻转立式猫道防弯曲液压缸动作加力，防止上抽油杆弯曲；第八步，动力吊卡松开并上升：动力吊卡松开推承面台肩，上升一段距离，动力吊卡脱离上抽油杆；第九步，翻转立式猫道翻转上抽油杆：动力吊卡下降，翻转立式猫道翻转上抽油杆，直至水平位置；第十步，拨管机构翻转上抽油杆至抽油杆排管架：翻转立式猫道卡爪松开，拨管机构将上抽油杆拨至抽油杆排管架，同时，动力吊卡下降；第十一步，动力吊卡下降至下抽油杆，重复第一步，对下一根抽油杆作业。优选的，上述的翻转立式猫道包括猫道与井口连接定位机构、翻转立式猫道支座、翻转立式猫道起升液压缸、翻转立式猫道起升臂、翻转立式猫道防弯曲液压缸、翻转立式猫道卡爪、翻转立式猫道支撑转臂、翻转立式猫道支撑座、起始位置定位块、抽油杆测长液压缸、拉杆式传感器，所述翻转立式猫道支撑转臂的下侧设有翻转立式猫道起升臂，翻转立式猫道起升臂连接翻转立式猫道起升液压缸，在翻转立式猫道起升臂的上侧设有翻转立式猫道防弯曲液压缸和翻转立式猫道卡爪，在翻转立式猫道起升臂的左侧设有起始位置定位块和猫道与井口连接定位机构，在右侧设有翻转立式猫道支座和翻转立式猫道支撑座，在翻转立式猫道支座的外侧设有抽油杆测长液压缸和拉杆式传感器。优选的，上述的吊卡导向机构包括导向支柱、导向起升液压缸、拉杆、导向机构滑轨、导向机构导向滑车，导向支柱的下侧设有导向起升液压缸和拉杆，上端设有导向机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺，其特征是包括下放抽油杆工艺过程：/n第一步，翻转立式猫道安装定位：翻转立式猫道安设猫道与井口连接定位机构，距离可调，高度可调，精准定位，确保翻转立式猫道可以90度翻转抽油杆至井口中心所在竖直线；/n第二步，翻转立式猫道测量抽油杆长度：拨管机构将上抽油杆翻转至翻转立式猫道卡爪内，抽油杆测长液压缸推动上抽油杆贴紧起始位置定位块，根据起始尺寸减去位移传感器移动距离，得出上抽油杆实际尺寸；/n第三步，翻转立式猫道进行90°翻转上料：翻转立式猫道卡爪夹紧，同时，翻转立式猫道防弯曲液压缸动作，通过两个翻转立式猫道卡爪拉紧上抽油杆，防止上抽油杆弯曲；翻转立式猫道完成90度翻转；/n第四步，显示动力吊卡、动力卡瓦和抽油杆位置，准确控制立式接替过程：上抽油杆竖直状态，下部位置确定，长度确定，以翻转立式猫道上部初始位置为原点，构建可视化坐标，准确显示动力吊卡、上抽油杆和动力卡瓦位置，从而准确控制确定动力吊卡与上抽油杆上部实时距离、上抽油杆下部与下抽油杆的接箍及动力吊卡实时距离，准确控制作业过程；/n第五步，立式接替，浮动夹持：动力吊卡在吊卡导向机构作用下下移，动力吊卡打开，自上而下套入上抽油杆，动力吊卡闭合，逐步浮动夹紧上抽油杆的推承面台肩，上抽油杆处于可旋转和上下移动状态；翻转立式猫道卡爪微打开，上抽油杆处于能够旋转和上下移动且不能脱离翻转立式猫道卡爪的状态；/n第六步，悬吊系统下放抽油杆并对正下抽油杆的接箍：动力吊卡下行，上抽油杆的接箍逐步靠近下抽油杆螺纹，减速，上抽油杆的接箍接触下抽油杆螺纹，动力吊卡继续下行，下行距离不超过扳手方长度，防止动力吊卡及其相连接机构重量承载在上抽油杆上，产生弯曲；上抽油杆位于翻转立式猫道卡爪内，下放，翻转立式猫道卡爪起到导向抽油杆作用；/n第七步，抽油杆上卸扣动力钳接杆：悬吊系统下放抽油杆同时，抽油杆上卸扣动力钳在动力驱动下，沿导轨移动至井口中心，抽油杆上卸扣动力钳夹持下抽油杆的扳手方，抽油杆上卸扣动力钳的上部卸扣钳夹持上抽油杆的接箍，进行上扣处理，直至旋紧；/n第八步，旋扣行程补偿：上抽油杆的接箍与下抽油杆旋扣过程中，上抽油杆下行，由于扳手方长度行程小于螺纹行程，动力吊卡下行进行行程补偿；/n第九步，抽油杆上卸扣动力钳回退，猫道回位进行下一根抽油杆作业，同时，翻转立式猫道卡爪松开，翻转立式猫道回位，重复第二步作业过程，进行下一根抽油杆输送；/n第十步，起吊：抽油杆上卸扣动力钳回退同时，悬吊系统上提，上提一段距离，在上提的同时，动力卡瓦打开；/n第十一步，下放，动力卡瓦卡住下抽油杆的凸缘：悬吊系统减速直至停止，转向下放，下抽油杆的凸缘接近井口，减速，动力卡瓦闭合，卡住下抽油杆的凸缘；/n第十二步，动力吊卡上升，下放下一根抽油杆：动力卡瓦打开，上升回位，同时，翻转立式猫道将下一根抽油杆输送至井口中心竖直位置，重复第三步作业过程，进行下一根抽油杆立式接替；这样，整个工艺过程形成完整循环作业。/n...

【技术特征摘要】
1.一种实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺，其特征是包括下放抽油杆工艺过程：
第一步，翻转立式猫道安装定位：翻转立式猫道安设猫道与井口连接定位机构，距离可调，高度可调，精准定位，确保翻转立式猫道可以90度翻转抽油杆至井口中心所在竖直线；
第二步，翻转立式猫道测量抽油杆长度：拨管机构将上抽油杆翻转至翻转立式猫道卡爪内，抽油杆测长液压缸推动上抽油杆贴紧起始位置定位块，根据起始尺寸减去位移传感器移动距离，得出上抽油杆实际尺寸；
第三步，翻转立式猫道进行90°翻转上料：翻转立式猫道卡爪夹紧，同时，翻转立式猫道防弯曲液压缸动作，通过两个翻转立式猫道卡爪拉紧上抽油杆，防止上抽油杆弯曲；翻转立式猫道完成90度翻转；
第四步，显示动力吊卡、动力卡瓦和抽油杆位置，准确控制立式接替过程：上抽油杆竖直状态，下部位置确定，长度确定，以翻转立式猫道上部初始位置为原点，构建可视化坐标，准确显示动力吊卡、上抽油杆和动力卡瓦位置，从而准确控制确定动力吊卡与上抽油杆上部实时距离、上抽油杆下部与下抽油杆的接箍及动力吊卡实时距离，准确控制作业过程；
第五步，立式接替，浮动夹持：动力吊卡在吊卡导向机构作用下下移，动力吊卡打开，自上而下套入上抽油杆，动力吊卡闭合，逐步浮动夹紧上抽油杆的推承面台肩，上抽油杆处于可旋转和上下移动状态；翻转立式猫道卡爪微打开，上抽油杆处于能够旋转和上下移动且不能脱离翻转立式猫道卡爪的状态；
第六步，悬吊系统下放抽油杆并对正下抽油杆的接箍：动力吊卡下行，上抽油杆的接箍逐步靠近下抽油杆螺纹，减速，上抽油杆的接箍接触下抽油杆螺纹，动力吊卡继续下行，下行距离不超过扳手方长度，防止动力吊卡及其相连接机构重量承载在上抽油杆上，产生弯曲；上抽油杆位于翻转立式猫道卡爪内，下放，翻转立式猫道卡爪起到导向抽油杆作用；
第七步，抽油杆上卸扣动力钳接杆：悬吊系统下放抽油杆同时，抽油杆上卸扣动力钳在动力驱动下，沿导轨移动至井口中心，抽油杆上卸扣动力钳夹持下抽油杆的扳手方，抽油杆上卸扣动力钳的上部卸扣钳夹持上抽油杆的接箍，进行上扣处理，直至旋紧；
第八步，旋扣行程补偿：上抽油杆的接箍与下抽油杆旋扣过程中，上抽油杆下行，由于扳手方长度行程小于螺纹行程，动力吊卡下行进行行程补偿；
第九步，抽油杆上卸扣动力钳回退，猫道回位进行下一根抽油杆作业，同时，翻转立式猫道卡爪松开，翻转立式猫道回位，重复第二步作业过程，进行下一根抽油杆输送；
第十步，起吊：抽油杆上卸扣动力钳回退同时，悬吊系统上提，上提一段距离，在上提的同时，动力卡瓦打开；
第十一步，下放，动力卡瓦卡住下抽油杆的凸缘：悬吊系统减速直至停止，转向下放，下抽油杆的凸缘接近井口，减速，动力卡瓦闭合，卡住下抽油杆的凸缘；
第十二步，动力吊卡上升，下放下一根抽油杆：动力卡瓦打开，上升回位，同时，翻转立式猫道将下一根抽油杆输送至井口中心竖直位置，重复第三步作业过程，进行下一根抽油杆立式接替；这样，整个工艺过程形成完整循环作业。


2.根据权利要求1所述的实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺，其特征是：还包括起升抽油杆工艺过程：
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【专利技术属性】
技术研发人员：岳吉祥，何坤元，周扬理，程鸣，满善平，郭新军，张兴明，张国柱，綦耀光，
申请(专利权)人：胜利油田康贝石油工程装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37